(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】
(24)【登録日】2023-04-17
(45)【発行日】2023-04-25
(54)【発明の名称】基板の厚さを制御するための装置及び方法
(51)【国際特許分類】
C03B 17/06 20060101AFI20230418BHJP
【ＦＩ】
C03B17/06
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020546889
(86)(22)【出願日】2019-03-05
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-07-01
(86)【国際出願番号】 US2019020781
(87)【国際公開番号】W WO2019173358
(87)【国際公開日】2019-09-12
【審査請求日】2022-03-03
(31)【優先権主張番号】62/639,197
(32)【優先日】2018-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】100123652
【弁理士】
【氏名又は名称】坂野 博行
(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】アブラモフ，アナトリ アナトリエヴィッチ
(72)【発明者】
【氏名】リウ，アンピン
(72)【発明者】
【氏名】ニシモト，マイケル ヨシヤ
(72)【発明者】
【氏名】ウェドン，ウイリアム アンソニー
(72)【発明者】
【氏名】ユ，ジェ ヒュン
【審査官】若土 雅之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３７２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５３６８９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２８１３７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５０８２４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０
Ｃ０３Ｂ ７／００－７／２２
９／００－１７／０６
１９／００－１９／１０
２１／００－２１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の少なくとも一部の厚さを制御するように構成された制御装置であって、該制御装置が、２つ以上のレーザアセンブリと、対応する数の２つ以上の遮蔽アセンブリと、を含む２つ以上の制御ユニットと、を含み、
前記２つ以上のレーザアセンブリは、それぞれ光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成され、前記細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を有し、該形状が主軸を画成し、
前記２つ以上の遮蔽アセンブリは、それぞれ前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成された２つ以上の遮蔽を含み、 前記２つ以上の遮蔽アセンブリのそれぞれが、前記主軸を横切る前記細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成される、
制御装置。
【請求項2】
前記目標強度プロファイルが第１の領域及び第２の領域を含み、さらに、前記第２の領域の光学強度が前記第１の領域の光学強度より小さい、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記２つ以上のレーザアセンブリの各々が、レーザビームを放出するように構成されたレーザ光源を含み、前記放出されたレーザビームの形状を変更するように構成された光学系をさらに含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項4】
前記２つ以上の遮蔽アセンブリの各々が、前記２つ以上の遮蔽に連結し、該２つ以上の遮蔽を前記光路に出入りするように選択的に移動させるように動作可能なコントローラをさらに含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項5】
前記２つ以上の遮蔽が、前記光路に配置されたときに前記細長いレーザビームの領域を遮断するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項6】
前記２つ以上の遮蔽のうちの第１の遮蔽の形状が主面を画成し、さらに、前記第１の遮蔽が前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽の前記主面が前記伝播方向に略垂直である、請求項１に記載の制御装置。
【請求項7】
前記２つ以上の遮蔽のうちの第１の遮蔽の形状が主面を画成し、さらに、前記第１の遮蔽が前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽の前記主面が前記伝播方向に対して傾斜している、請求項１に記載の制御装置。
【請求項8】
前記２つ以上の遮蔽が第２の遮蔽をさらに含み、さらに、前記２つ以上の遮蔽アセンブリが、前記第１及び第２の遮蔽がいずれも前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽が前記第２の遮蔽によって影響を受ける前記細長いレーザビームの領域とは異なる前記細長いレーザビームの領域に影響を与えるように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項9】
ガラスリボンを成形するシステムにおいて、該システムが、ガラスリボンを生成するように構成されたガラス成形装置、及び
制御装置、を備えており、
該制御装置は、２つ以上のレーザアセンブリと、対応する数の２つ以上の遮蔽アセンブリと、を含む２つ以上の制御ユニットと、を含み、
前記２つ以上のレーザアセンブリは、それぞれ光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成され、前記細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を有し、該形状が主軸を画成し、
前記２つ以上の遮蔽アセンブリは、それぞれ前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成された遮蔽を含み、
前記２つ以上の遮蔽アセンブリが、それぞれ前記主軸を横切る前記細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成されており、
前記２つ以上の制御ユニットの各々が、前記目標強度プロファイルを有する前記細長いレーザビームを制御し、前記ガラスリボン上に方向づけて、前記ガラスリボンの一部の厚さを減少させるように構成される、
システム。
【請求項10】
基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の厚さを制御する方法において、該方法が、伝播方向に移動する２つ以上の細長いレーザビームを生成する工程であって、該２つ以上の細長いレーザビームのそれぞれが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を含み、前記形状が主軸を画成し、前記２つ以上の細長いレーザビームが前記主軸を横切る強度プロファイルをさらに含む、工程、
前記２つ以上の細長いレーザビームの対応する領域をそれぞれ遮蔽して、前記強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変化させる工程であって、前記目標強度プロファイルが第１の領域及び第２の領域を含み、前記第２の領域の光学強度が前記第１の領域の光学強度より小さい、工程、及び
前記目標強度プロファイルを有する前記２つ以上の細長いレーザビームそれぞれを前記基板上に方向づける工程であって、前記基板の第１の部分に対応する前記第１の領域と前記基板の第２の部分に対応する前記第２の領域とを含み、前記第１の部分における前記基板の厚さの減少を生じさせる、工程
を含む、方法。
【請求項11】
前記方向づける工程が、前記第２の部分における前記基板の厚さが実質的に変化しないまま維持されることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記生成する工程が、２つ以上のレーザ光源から２つ以上のレーザビームを放出する工程、及び
前記放出された２つ以上のレーザビームの形状をそれぞれ光学的に変化させて、前記２つ以上の細長いレーザビームを生成する工程
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記方向づける工程が、前記第１の部分における前記基板の厚さを変化させるのに十分に、前記基板の前記第１の部分の温度を上昇させ、粘度を低下させる工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項14】
前記２つ以上の細長いレーザビームのそれぞれが光路に沿って移動し、さらに、前記２つ以上の細長いレーザビームの一部をそれぞれ遮蔽する工程が、２つ以上の遮蔽アセンブリを動作させる工程
を含み、
前記２つ以上の遮蔽アセンブリのそれぞれが２つ以上の遮蔽を含み、該２つ以上の遮蔽が第１の遮蔽及び第２の遮蔽を含み、前記第１の遮蔽が第１の位置で前記光路に選択的に挿入可能であり、かつ前記第２の遮蔽が第２の位置で前記光路に選択的に挿入可能であり、
さらに、前記第２の位置における前記第２の遮蔽が前記目標強度プロファイルの前記第２の領域を生成する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項15】
前記基板の厚さを監視する工程、及び前記第１の部分に対応する位置における前記基板の厚さの不均一性と、前記第２の部分に対応する位置における前記基板の厚さの均一性とを特定する工程
をさらに含み、
前記２つ以上の遮蔽アセンブリを動作させる工程が、前記特定された厚さの関数として前記第１及び第２の遮蔽を操作する工程を含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記制御装置は、前記基板の１つ以上の選択された部分を冷却するよう動作する冷却アセンブリをさらに含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項17】
制御装置は、前記２つ以上の遮蔽のうちの１つの遮蔽によって反射されたレーザビームを反射して前記基板の所望の部分に方向付ける反射体をさらに含む、請求項１に記載の制御装置。
【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、２０１８年３月６日出願の米国仮特許出願第６２／６３９，１９７号の米国法典第３５編特許法１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【0002】
本開示は、概して、ガラスなどの基板を製造するための装置及び方法に関する。より詳細には、ガラス製造プロセスにおいてガラス基板の厚さを制御するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0003】
さまざまな用途では、製造される基板の厚さの厳密な制御が重要になる場合がある。例えば、ガラスリボンの厚さの変動を生じさせるフュージョンダウンドロー法及び他のガラス製造方法によって製造された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ガラス（又は他のディスプレイタイプのガラス）において生じうる厚さの変動を制御するために、さまざまな手順が実施され、提案されている。熱機械的状態及びガラスの流動状態は、フュージョンダウンドロー法で成形されるガラスリボンの幅の全体又は一部にわたり、不均一になる可能性がある。通常、成形されたまま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うる変動を完全に取り除くには不十分である。変動は数マイクロメートルのサイズであるかもしれないが、そのような変動の結果は、例えばディスプレイガラスの最終的に使用する用途に関して重要である可能性がある。
【0004】
ガラスリボンの厚さの変動に対処するための従来の技術は、ガラスリボンの温度がその軟化点にある位置で、ガラスリボンの近くに高熱伝導性のプレートを配置することを伴う。それぞれが冷却流体をプレート上に排出する管群がプレートの後ろに配置される。その目的は、ガラスの移動方向に垂直に、ガラスリボン全体に温度勾配を生成することである。これらの温度勾配は、ガラスの局部粘度を変更し、したがって、下向きの引っ張り力のために、局所的に厚さが変わる。各管からの流体の流れは個別に制御することができる。管からの流体の流れを調整することにより、プレート前面の局所温度を制御することができる。この局所的な温度は、溶融ガラスの局所的な熱損失に影響を与え、したがって局所的な温度にも影響を与え、これが次に、リボンの幅全体にわたる最終的な厚さの分布に影響を与える。例えば、ガラスリボンの厚さトレースが、ガラスリボンの幅全体にわたる特定の領域が所望される厚さよりも厚いことを示す場合には、厚さトレースは、このより厚い領域に隣接するガラスリボンのゾーンを冷却することによって修正される（例えば、より薄いゾーンに対応する管を通して冷却流体を送達することによって、より薄いゾーンを冷却するが、より厚い領域に対応する管には冷却流体は送達されない）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
広く受け入れられているが、上記のガラスの厚さ制御技術では、厳密な厚さ均一性の仕様を満たす高解像度の温度勾配を生成することができない場合がある。ガラスリボンを横切って走査する従来のスポット型のレーザビームでガラスリボンの小さいセグメントを加熱するなどの他の概念は、法外な費用がかかり、ガラスリボンの製造に関連するものなど、高温環境には適さない複雑な機構を伴う場合がある。
【0006】
したがって、ガラス製造プロセスにおいてガラスリボンを連続的に移動させるなど、基板の厚さを制御するための代替的な装置及び方法が、本明細書に開示される。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の幾つかの実施形態は、ガラスリボンなどの基板の少なくとも一部の厚さを制御するための制御装置に関する。該制御装置は、レーザアセンブリと遮蔽アセンブリとを含む。レーザアセンブリは、光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成される。細長いレーザビームは伝播方向に垂直な平面内に形状を有し、細長いレーザビームの形状は主軸を画成する。遮蔽アセンブリは、光路に選択的に配置された遮蔽を含む。遮蔽は、細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成される。遮蔽アセンブリは、主軸を横切る細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成される。幾つかの実施形態では、遮蔽アセンブリは、光学強度が上昇した１つ以上の領域と、光学強度が低下した１つ以上の領域（ゼロレーザエネルギー又は出力を含む）とを有する目標強度プロファイルを生成する。光学強度が上昇した（一又は複数の）領域のレーザエネルギー又は出力は、粘性状態にあるガラスリボンなどの基板の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに十分であり；光学強度が低下した（一又は複数の）領域のレーザエネルギー又は出力は、粘性状態にある基板の温度を上昇させ、粘度を低下させるには不十分である。幾つかの実施形態では、遮蔽アセンブリは、２つ以上の遮蔽と、遮蔽のそれぞれを光路に出し入れするために遮蔽の各々に関連付けられたアクチュエータとを含む。
【0008】
本開示のさらに他の実施形態は、ガラスリボンを成形するためのシステムに関する。該システムは、ガラス成形装置と制御装置とを含む。ガラス成形装置は、ガラスリボンを生成するように構成される。該制御装置は、レーザアセンブリと、遮蔽アセンブリとを含む。レーザアセンブリは、光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成される。細長いレーザビームは、伝播方向に垂直な平面内に形状を有する。細長いレーザビームの形状は主軸を画成する。遮蔽アセンブリは、光路に選択的に配置された遮蔽を含む（すなわち、遮蔽アセンブリは、遮蔽が光路に配置又は位置づけられるという操作上の取り決め、及び遮蔽が光路に配置又は位置づけられないという他の操作上の取り決めを可能にするか、又は容易にする）。遮蔽は、細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成される。遮蔽アセンブリは、主軸を横切る細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成される。制御装置は、目標強度プロファイルを有する細長いレーザビームを制御し、ガラスリボンに方向づけて、ガラスリボンの一部の厚さを減少させるように構成される。
【0009】
本開示のさらに他の実施形態は、ガラスリボンなどの基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の厚さを制御する方法に関する。該方法は、伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成する工程を含む。細長いレーザビームは、伝播方向に垂直な平面内に形状を含む。該形状は主軸を画成する。細長いレーザビームは、主軸を横切る強度プロファイルをさらに含む。細長いレーザビームの領域は、強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変化させるように遮蔽される。目標強度プロファイルは第１の領域と第２の領域とを含み、第２の領域の光学強度は第１の領域の光学強度より小さい。目標強度プロファイルを有する細長いレーザビームは、基板へと方向づけられる。これに関して、第１の領域は基板の第１の部分に対応し、第２の領域は基板の第２の部分に対応し、第１の部分における基板の厚さに減少を生じさせる。幾つかの実施形態では、該方法は、基板の厚さを監視する工程、及び光路に対して遮蔽を操作して、監視された厚さの関数として目標強度プロファイルを生成する工程をさらに含む。
【0010】
追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかとなり、あるいは、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。
【0011】
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を説明しており、特許請求される主題の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図していることが理解されるべきである。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、本明細書に組み込まれて、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例証しており、その説明とともに、特許請求の範囲の主題の原理及び動作を説明する役割を担う。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の原理によるガラス成形装置及び制御装置を含むガラス製造システムの一部の概略的な斜視図。該システムは、ガラスリボンを生成するように動作する。
【図3B】フラットトップモードでの細長いレーザビームのエネルギー強度プロファイルを概略的に示す図
【図9A】ガラスリボン上に細長いレーザビームを放出するレーザアセンブリの概略的な上面図
【図10A】ガラスリボン上に細長いレーザビームを放出する本開示の制御装置の概略的な上面図
【図11A】ガラスリボン上に細長いレーザビームを放出する本開示の制御装置の概略的な上面図
【図12A】ガラスリボン上に細長いレーザビームを放出する本開示の制御装置の概略的な上面図
【図13】ガラスリボンに対して細長いレーザビームを放出する本開示の制御装置の概略的な上面図。該制御装置は遮蔽アセンブリを備えている。
【図16A】ガラスリボン上に細長いレーザビームを放出する本開示の制御装置の概略的な上面図
【図17A】ガラスリボン上に細長いレーザビームを放出する本開示の制御装置の概略的な上面図
【図18】ガラスリボン上に細長いレーザビームを放出する本開示の制御装置の概略的な上面図
【図19】ガラス成形装置に設置された本開示の制御システムの概略的な側面図
【図20】本開示の方法の流れ図
【図25】本開示の原理による基板の厚さ制御のシミュレーションによって生成されたデータのプロット
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、ガラスリボン及びガラス製造動作など、基板の厚さを制御するための装置及び方法のさまざまな実施形態を詳細に参照する。可能な場合はいつでも、同一又は類似した部分についての言及には、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。
【0014】
例えば、ガラス又はプラスチック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である場合がありうる。この不均一性は局所化する場合があり、この場合、不均一性は、幅全体から見たときに、基板の一部に幾らか離散して存在するであろう。他方では、場合によっては、基板の幅全体にわたって複数の不均一性が存在する可能性がある。
【0015】
通常、例えばガラス又はプラスチック基板などの基板の製造において、基板の特定の厚さの不均一性は、補正されない場合、基板が製造され続けるにつれて、引き続き顕在化し続ける。本開示の幾つかの態様によれば、これらの厚さの不均一性は、該不均一性がその後に製造される基板において実質的に排除できるように注意するために、識別され、事前に選択される。厚さの不均一性の修正は、基板が粘性状態にある間に、不均一性が存在する基板の部分の温度を上げ、粘度を下げることによって達成される。結果として、基板の各不均一部分のそれぞれの厚さは、以下でより詳細に説明されるように、その後に製造される基板において均一にされる。
【0016】
基板は、その粘度が、応力の適用に対する基板の応答が純粋な液体と弾性固体の挙動の中間であるようなものである限り、粘性状態にあると見なされる。基板の応答が弾性固体の応答である場合は常に、基板の厚さは、その用語が本明細書で使用され、適用される場合には、「固定」されていると見なされる。
【0017】
本開示の幾つかの態様は、連続的に形成されたガラスリボンが、厚さの不均一性の制御又は修正を促進する条件に供される、ガラスリボン製造システムを提供する。システム、装置、及び方法は、ガラスリボン又はガラスシートに有用であるとして本明細書で説明されているが、本開示のシステム、装置、及び方法は、プラスチック基板などの他の基板にも使用することができる。このことを考慮して、図１は、本開示の原理による、幅Ｗ及び厚さＴを有するガラスリボン２２の形成に有用なシステム２０の一実施形態を示している。該システム２０は、概ね３０で示されるガラス成形装置と、概ね３２で示される制御装置とを含む。大まかに言えば、ガラス成形装置３０は、ガラスリボン２２を生成し、制御装置３２は、細長いレーザビーム３４をガラスリボン２２上に方向づけることなどによって、ガラスリボン２２の厚さＴの不均一性を修正するか、又は不均一性に対処するように動作可能である。以下により詳細に説明するように、制御装置３２は、細長いレーザビーム３４をフォーマットして、幅Ｗにわたって適用されるレーザエネルギーを変化させる、ガラスリボン２２における標的強度プロファイルを有するか又は示す。
【0018】
幾つかの非限定的な実施形態では、ガラス成形装置３０はダウンドローガラス成形装置でありうる。ガラスリボン２２などのガラス基板を製造し、ガラス成形装置３０などの装置を使用するための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、又はオーバーフローダウンドロープロセスと呼ばれる。ガラス成形装置３０及び制御装置３２の概略図は、例えば、ガラスリボン２２などのガラス基板の厚さの制御に関係する装置の態様、実施形態、及び方法の以下の説明に関して、本明細書で参照される。
【0019】
図１に示されるガラス成形装置３０の実施形態には、開放チャネル５２（一般に参照される）と、成形本体５０のルート５８を含む下側の頂点で収束する一対の収束成形面５４、５６とを含む成形本体（例えば、ウェッジ）５０が含まれる。溶融ガラスは、開放チャネル５２に送給され、その壁からあふれて流れ、それによって、成形表面５４、５６上を流れる２つの別個のフロー又は流れ６０、６２に分離する。溶融ガラスの別個の流れ６０、６２がルート５８に到達すると、再結合又は融着して、ルート５８から下降する粘性溶融ガラスの単一のリボン（すなわち、ガラスリボン２２）を形成する。ほぼこの時点で、ガラスリボン２２は粘性状態にあり、ガラスリボン２２の厚さは固定されておらず、したがって、ガラスリボン２２の厚さは、本開示の幾つかの態様に従って変更することができる。ガラスリボン２２は、矢印６４によって示されるように、ルート５８から延伸される。例えば、引っ張りローラ（図示せず）又は同様の装置をルート５８の下流に配置し、ガラスリボン２２に張力を印加するように動作させることができる。引っ張りローラは、ルート５８の十分に下に配置することができ、ガラスリボン２２の厚さは実質的にその位置で固定される。引っ張りローラは、ガラスリボン２２がルート５８で形成されるときのガラスリボン２２の厚さを確立する所定の速度で、ガラスリボン２２をルート５８から下向きに延伸する。本開示の態様は、基本的なプロセスが当業者によく知られている、片面オーバーフロープロセス又はスロットドロープロセスなどの他の基板（例えば、ガラスリボン）成形技術に等しく適用可能である。
【0020】
図１に示される態様では、制御装置３２は、細長いレーザビーム３４が粘性状態でガラス基板上に方向づけられ、それによって、ガラス基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の厚さを変化させる場合に、例えば、粘性状態のガラスリボン２２など、粘性状態のガラス基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに適した細長いレーザビーム３４を生成し、放出するように構成される。図１の態様に示されるように、細長いプロファイルのレーザビーム３４は、ガラスリボン２２が粘性状態にある、成形本体５０のルート５８に隣接する位置で、ガラスリボン２２に向けられる。しかしながら、細長いレーザビーム３４は、ガラスリボン２２が粘性状態にある他の位置で、ガラスリボン２２に向けることができる。
【0021】
一態様では、ガラス基板の特性に依存して、粘性状態のガラス基板の粘度は、約１００，０００ポアズ（約１０，０００Ｐａ・ｓ）を超えるが、基板の厚さが固定されるほど大きくはないであろう。１００，０００ポアズ（約１０，０００Ｐａ・ｓ）を超えるが、厚さが固定されたときのガラス基板の粘度未満の粘度では、ガラス基板に熱を印加すると、熱が印加された時点でのガラス基板の粘度が効果的に低下し、基板の粘度がより低い場合に起こるような、ガラス基板内での熱の放散は生じない。
【0022】
ガラスリボンの少なくとも１つの事前に選択された部分の温度を上昇させ、粘度を低下させることを目的としたレーザビームの妥当性は、主に、粘性状態でのガラスリボンの特性、レーザビームの波長及び出力レベル、並びに、目的がガラス基板の限られた部分又は多数の事前に選択された部分の厚さを変更することであるかどうかの関数である。例えば、ガラス基板が単層を含む一態様によれば、レーザビームの波長は、該レーザビームがガラス基板によって実質的に吸収され、ガラス基板を容易に通過しないように選択されうる。
【0023】
上記を考慮して、図２は、遮断形態の制御装置３２の一実施形態を示している。制御装置３２は、レーザアセンブリ１００と遮蔽アセンブリ１０２とを含む。一般的には、レーザアセンブリ１００は、伝播方向１０４に移動する細長いレーザビーム３４（その外側の範囲が破線で表されている）を生成するように構成される。遮蔽アセンブリ１０２は、細長いレーザビーム３４の一部の光学強度を低下させるようにそれぞれ構成された細長いレーザビーム３４の光路に配置された１つ以上の遮蔽１０６（一般に描かれている）を含む。結果として、細長いレーザビーム３４の光学強度プロファイルは、遮蔽アセンブリ１０２によって初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更される。言い換えれば、レーザアセンブリ１００によって生成される細長いレーザビーム３４は、遮蔽アセンブリ１０２の光学的に前又は上流の初期強度プロファイル（一般に、図２の領域１０８ａによって識別される）を有しているか又は示す。初期強度プロファイルは、遮蔽アセンブリ１０２によって目標強度プロファイルへと変更される。したがって、結果として得られる目標強度プロファイルは、遮蔽アセンブリ１０２の後に又は下流に光学的に存在する（概して、図２の領域１０８ｂによって識別される）。後述するように、細長いレーザビーム３４の目標強度プロファイルは、厚さの不均一性を有すると指定されたガラスリボン２２の部分に対し、より明確に影響を与えるように選択される。
【0024】
本開示全体を通して用いられる場合、細長いレーザビーム３４の「形状」は、伝播方向１０４に垂直な平面内の細長いレーザビーム３４の周囲形状又は範囲を基準としている。レーザアセンブリ１００は、形状が細長くなる（例えば、円形ではない）ように、細長いレーザビーム３４を生成するように構成される。例えば、細長いレーザビーム３４は、図３Ａによって表されるように、伝播方向１０４に垂直な平面内に楕円形状を有することができる。楕円形であっても、又は楕円形でなくてもよく、又は楕円形を含んでもよい、他の細長い形状も許容される（例えば、細長い形状は線又は平面でありうる）。いずれにせよ、図２と図３Ａの相互参照により、伝播方向１０４に垂直な平面内の（それ以外の場合は図３Ａのページの平面内にある）細長いレーザビーム３４の細長い形状は、主軸１１０と、該主軸１１０に直交する非主軸１１２とを画成する。細長いレーザビーム３４の形状の幅ＷＬは主軸１１０に沿った寸法として定義され、高さＨＬは非主軸１１２に沿った寸法として定義される。細長いレーザビーム３４は、それが空間を伝播するときに発散を経験する可能性があり、幾つかの実施形態では、この発散は、主軸１１０に沿って、より顕著であることが理解されよう。したがって、幅ＷＬ及び任意選択的に高さＨＬは、基準点とレーザアセンブリ１００との間の距離の関数として変化しうる。しかしながら、レーザアセンブリ１００は、細長いレーザビーム３４がガラスリボン２２に衝突する点で、細長いレーザビーム３４の幅：高さ（ＷＬ：ＨＬ）のアスペクト比が４：１以上、任意選択的に１０：１以上になるように、ガラスリボン２２（又は対象とする他の基板）に対して構成及び配置される。幾つかの非限定的な実施形態では、ガラスリボン２２における細長いレーザビーム３４の幅ＷＬは約６０～１０００ミリメートル（ｍｍ）であってよく、高さＨＬは約１～４ｍｍでありうる。他の寸法もまた許容される。図２はさらに、幾つかの実施形態では、レーザアセンブリ１００が、ガラスリボン２２（又は対象とする他の基板）上の衝突点で、細長いレーザビーム３４の形状ガラスリボン２２の幅Ｗ全体に及ぶように配置されることを反映している。例えば、細長いレーザビーム３４がレーザアセンブリ１００（及び／又は遮蔽アセンブリ１０２）から発散する場合、該レーザアセンブリ１００は、衝突点で、細長いレーザビーム３４の幅ＷＬがガラスリボン２２の幅Ｗに近似するか、又はそれより大きくなりうるように、ガラスリボン２２から適切な距離に配置することができる。他の実施形態では、ガラスリボン２２に対するレーザアセンブリ１００の構成及び／又はレーザアセンブリ１００の配置は、細長いレーザビーム３４の幅ＷＬが、衝突点でのガラスリボン２２の幅Ｗよりも小さくなるようにすることができる。
【0025】
細長いレーザビーム３４は、幅ＷＬに沿ってさまざまなエネルギー分布プロファイルを有することができる。一般的には、細長いレーザビーム３４のエネルギー分布プロファイルは、幅ＷＬに沿って最大強度Ｉｍａｘ（Ｗ）を示し；幅ＷＬは、Ｉｍａｘ（Ｗ）・ｅ－２の強度を有するビームの片側の点からＩｍａｘ（Ｗ）・ｅ－２の強度を有するビームの反対側の点までの幅方向の直線距離として定義することができ、ここでｅはオイラーの無理数である。幾つかの実施形態では、細長いレーザビーム３４は、非ガウスエネルギー分布プロファイルを有することができる。例えば、細長いレーザビーム３４は、図３Ｂに概略的に示されているように、幅ＷＬに沿ってフラットトップモード分布を有することができる。「フラットトップモード」とは、所与の方向に沿ったレーザビームのエネルギー強度分布が実質的に非ガウスであることを意味し、例えば、その教示全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第９，３０２，３４６号明細書に記載されているように、比較的平坦な上部を示す。本開示で有用なエネルギー分布プロファイルの他の例には、ガウスエネルギー分布プロファイル、Ｄモードエネルギー分布プロファイルなどが含まれるが、これらに限定されない。
【0026】
レーザアセンブリ１００は、上記のように細長いレーザビーム３４を生成するのに適したさまざまな形態をとることができ、少なくとも１つのレーザ光源１２０を含む。一例として、レーザ光源１２０には、多数の商業的供給源から入手可能なタイプの二酸化炭素（ＣＯ２）レーザ発生器などの高強度赤外線レーザ発生器が含まれうる。ＣＯ２レーザ発生器によって生成される光の波長と生成される出力は可変であり、生成されるレーザビームは、ガラス基板の厚さの変動を補正するのに十分な、ガラスリボン２２などの粘性状態のガラス基板の一部の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに十分であるように選択することができる。例えば、約９．４マイクロメートルから約１０．６マイクロメートルの波長及び数千ワットの出力を有するレーザビームは、ガラスリボン２２などの粘性状態のガラス基板の一部の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに適している可能性がある。しかしながら、異なるガラス基板は、異なる波長で異なる程度にレーザビームを吸収するため、約９．４マイクロメートルから約１０．６マイクロメートルの範囲外の波長を使用することができる。例えば、他の実施形態では、使用できる有用な波長は約１マイクロメートルから約１１マイクロメートルの範囲であり、レーザビームは、ファイバレーザ、固体レーザ、ＣＯ２レーザ、量子カスケードレーザ、レーザダイオードなどのさまざまな異なるレーザ光源によって生成される。さらに他の実施形態では、レーザ光源１２０は、各々が異なる特性（例えば、異なる波長）を有するレーザビームを放出するように構成された２つ以上のレーザ発生器を含む。少なくとも２つの波長の組み合わせにより、ガラス基板全体の温度のより正確な制御を促進することができる。例えば、細長いレーザビーム３４は、約５マイクロメートルの波長を有する量子カスケードレーザ発生器から放出されるレーザビームと、約１０．６マイクロメートルの波長を有するＣＯ２レーザ発生器から放出されるレーザビームとの組合せとして生成することができ、また、ＣＯ２レーザ発生器から放出されるレーザビームのみと比較して、ガラス基板をその厚さ全体にわたってより均一に加熱することが可能になりうる。この場合、細長いレーザビーム３４の量子カスケードレーザビーム部分は、ガラス基板の厚い層によって吸収され、一方、細長いレーザビーム３４のＣＯ２レーザビーム部分は、数十マイクロメートル後に完全に消耗する。２つのレーザ発生器の出力比を制御することにより、さまざまな温度プロファイルを生成することができる。局所的な熱プロファイルは、局所的な領域の熱張力と圧縮力とを制御することができ、したがって、ガラスの局所的な形状を変更することができる。レーザ厚さ制御の他のプロセス変数には、レーザ露光時間、エネルギーピーク幅、エネルギーピーク高さ、露光ガラス粘度、レーザ浸透深さ、及びガラス流量密度／流量が含まれうる。例えば、制御装置３２は、細長いレーザビーム３４が、ガラスリボン２２への所望の熱流束深さを達成するのに適切な粘度、温度、厚さ、又は他の特性をガラスリボン２２が有する位置で、ガラスリボン２２に衝突するように配置することができる。この選択された位置での細長いレーザビーム３４の波長、サイズ、露光時間などは、所望の熱プロファイルを達成するため、したがって厚さの変化を達成するために必要とされる粘度勾配をより正確に生成することができる。
【0027】
正確な構造に関係なく、レーザ光源１２０は、光源レーザビーム１２２を放出する。幾つかの実施形態では、レーザ光源１２０の構造は、光源レーザビーム１２２が、伸長されていない円形又は同様の形状を有するようなものである。これら及び関連する実施形態では、レーザアセンブリ１００は、光源レーザビーム１２２を細長いレーザビーム３４へと変更するためのさまざまな構成を組み込むことができる。例えば、幾つかの任意選択的な実施形態では、レーザアセンブリ１００は、光源レーザビーム１２２の光路に配置された１つ以上の光学部品１２４をさらに含む。円形ビームを細長いビーム形状に変換するのに適切な光学部品、例えば、主に１つの軸に円形レーザビームを集束又は拡大するように配置された１つ以上のシリンドリカルレンズ及び／又は非球面レンズが当業者に知られている。図４Ａ及び４Ｂの１つの非限定的な例では、光学部品１２４は、円筒形の平凹レンズ１３０及び円筒形の平凸レンズ（例えば、矩形柱）１３２を含むことができる。光源レーザビーム１２２（レーザ光源１２０から放出される）は、円筒形の平凹レンズ１３０に入射し、拡大される（図４Ａ及び４Ｂでは中間レーザビーム１３４として識別される）。中間レーザビーム１３４は、円筒形の平凸レンズ１４２に入射し、主に一方向にさらに拡大され、結果として細長いレーザビーム３４をもたらす。図４Ｃ～４Ｅは、光学部品１３２によって形成されるような、伝播方向１０４に垂直な平面におけるレーザビームの形状の簡略化された図を提供している（すなわち、図４Ｃは、円筒形の平凹レンズ１３０の前の光源レーザビーム１２２の形状を示しており；図４Ｄは、平凹レンズ１３０の後かつ円筒形の平凸レンズ１３２の前の中間レーザビーム１３４の形状を示しており；図４Ｅは、平凸レンズ１３２の後の細長いレーザビーム３４の形状を示している）。
【0028】
図２に戻ると、円形ビームの変換に適した他の光学部品もまた使用することができる（例えば、１つ以上の非球面レンズ）。さらに他の実施形態では、細長いレーザビーム３４は、２つ以上の重なり合うレーザビームの組合せによって生成することができる。本開示の原理に従った別の例示的なレーザアセンブリ１４０が図５に示されている。レーザアセンブリ１４０は、各々が光源レーザビーム（それぞれ、１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄとして識別される）を放出する、レーザ光源１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄなどの複数のレーザ光源を含む。レーザ光源１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄは、光源レーザビーム１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄが互いに重なり合って、ガラスリボン２２に細長いレーザビーム３４を集合的に形成するように、互いに対して（例えば、並列で）、かつ、ガラスリボン２２（又は他の基板）から適切な距離に、配置されている。図５は、レーザ光源１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄのうちの４つを含むものとしてレーザアセンブリ１４０を示しているが、より大きい又はより小さい他の任意の数も許容される。図５の例では、複数のレーザ光源は、ビームスキャナ（例えば、１つの長くて狭いレーザビームを生成する、回転する多面鏡を組み込んだレーザ光源）などの線状の光源レーザビームを放出するのに適したさまざまな形態をとることができる。
【0029】
図２に戻ると、遮蔽アセンブリ１０２は、概して、１つ以上の遮蔽又は遮蔽体１０６を光路に選択的に挿入することによって、主軸１１０を横切る細長いレーザビーム３４の光学強度プロファイルを変更するように構成される（図３Ａ）。これを考慮して、遮蔽アセンブリ１０２の一例が、図６Ａ及び６Ｂにさらに詳細に示されている。遮蔽アセンブリ１０２は、１つ以上の遮蔽１０６、筐体１５０、１つ以上のアクチュエータ１５２、及びコントローラ１５４を含む。１つ以上の遮蔽１０６は、筐体１５０内に維持され、対応するアクチュエータ１５２によって、細長いレーザビーム３４の光路に出入りするように選択的に操作される。アクチュエータ１５２の動作は、次に、コントローラ１５４によって制御される。この構造により、遮蔽アセンブリ１０２は、以下でより詳細に説明するように、細長いレーザビーム３４に所望の目標強度プロファイルを生成するように動作可能である。
【0030】
図６Ａ及び６Ｂの非限定的な例では、１つ以上の遮蔽１０６は、第１、第２、第３、第４、及び第５の遮蔽１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅを含む。その大小にかかわらず、任意の他の数も同様に許容される。２つ以上の遮蔽１０６が提供される場合、遮蔽１０６は、サイズ、形状、及び／又は（一又は複数の）材料に関して類似又は同一であって構わないが、そうである必要はない。ともかく、幾つかの実施形態では、遮蔽１０６の各々は、光路に配置されたときに、細長いレーザビーム３４が遮蔽１０６の隣接するもの同士の間を通過するのを防ぐ態様で、遮蔽１０６の隣接するもの同士が互いに重なり合う（例えば、第２の遮蔽１０６ｂが第１及び第３の遮蔽１０６ａ、１０６ｃと重なる）ように、選択された周囲／エッジ形状を有するプレート（例えば、長方形の遮断）でありうる。遮蔽１０６の各々の材料及び構造は、レーザビームエネルギーを部分的又は完全に遮断、吸収、又は散乱するように構成される。例えば、遮蔽１０６の各々（又は、入ってくる細長いレーザビーム３４に面するように配置された遮蔽１０６の各々の少なくとも表面）は、レーザビームエネルギーを遮断、吸収、又は散乱するのに適した金属、セラミック、又は複合材料で形成することができる。さらには、そうでなければ入ってくる細長いレーザビーム３４に面するように配置される遮蔽１０６の各々の少なくとも表面は、細長いレーザビーム３４を散乱させ、細長いレーザビーム３４のエネルギーを分散させる小さいトポロジー的特徴（例えば、細孔、リブなど）を有することができる。幾つかの非限定的な例では、遮蔽１０６の各々（又は、そうでなければ入ってくる細長いレーザビーム３４に面するように配置される遮蔽１０６の各々の少なくとも表面）は、独立気泡又は多孔質の金属又はセラミック、例えば酸化アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、炭化ケイ素などで形成することができる。Ｅｖｅｒ－Ｇｕａｒｄ（登録商標）の商品名でＫｅｎｔｅｋ Ｃｏｒｐ．（米国ニューハンプシャー州ピッツフィールド所在）から入手可能なレーザ遮蔽材料を、１つ以上の遮蔽１０６として使用することができる。
【0031】
筐体１５０は、作用を受ける基板（例えば、ガラスリボン２２（図１））の環境において、遮蔽１０６（及び、任意選択的にアクチュエータ１５２及び他の任意選択的な構成要素）を収容及び維持するのに適切なさまざまな形態をとることができる。例えば、以下でより詳細に説明される幾つかの実施形態では、筐体１５０は、熱及び／又は湿気保護を提供するシュラウドであってよく、又はそれに類似するものとすることができる。
【0032】
幾つかの実施形態では、アクチュエータ１５２のそれぞれ１つが、遮蔽１０６の各々に提供される。したがって、図６Ｂは、第１、第２、第３、第４、及び第５のアクチュエータ１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅを含むものとして遮蔽アセンブリ１０２を示しているが、遮蔽１０６の数に対応する他の任意の数も同様に許容される。他の実施形態では、アクチュエータ１５２のうちの１つを、遮蔽１０６のうちの２つ（又はそれ以上）に関連付けることができる。アクチュエータ１５２の各々は、少なくとも、対応する遮蔽１０６を細長いレーザビーム３４の光路に出入りさせるのに適切な機械的及び／又は空気圧構成を有することができる。図６Ｂの非限定的な例では、アクチュエータ１５２の各々は、対応する遮蔽１０６を上下させるように構成される（例えば、第１のアクチュエータ１５２ａは、第１の遮蔽１０６ａを上下させるように動作するなど）。参考として、図６Ｂの図では、第１から第５のアクチュエータ１５２ａ～１５２ｅの各々は、細長いレーザビーム３４の光路内に対応する遮蔽１０６ａ～１０６ｅを配置するように動作しており；図６Ｃの図では、第２及び第４のアクチュエータ１５２ｂ、１５２ｄは、対応する第２及び第４の遮蔽１０６ｂ、１０６ｄを細長いレーザビーム３４の光路から下げるように動作している。言い換えれば、図６Ｃの配置では、細長いレーザビーム３４の一部は、第１、第３、及び第５の遮蔽１０６ａ、１０６ｃ、１０６ｅによって遮断されるか、そうでなければ影響を受け、細長いレーザビーム３４の他の部分は、第１の遮蔽１０６ａと第３の遮蔽１０６ｃとの間の位置で（すなわち、第２の遮蔽１０６ｂの位置は、光路に配置された第２の遮蔽１０６ｂである）、及び第３の遮蔽１０６ｃと第５の遮蔽１０６ｅとの間の位置で（すなわち、第４の遮蔽１０６ｄの位置は、光路に配置された第４の遮蔽１０６ｄである）、自由に通過するか、そうでなければ遮蔽アセンブリ１０２による影響を受けない。幾つかの実施形態では、遮蔽アセンブリ１０２は、遮蔽１０６の１つ以上が細長いレーザビーム３４の部分的遮断をもたらすように配置されうる。例えば、図６Ｄの例示的な配置では、第１及び第５の遮蔽１０６ａ、１０６ｅは、細長いレーザビーム３４の高さＨＬ全体を包含するか又は遮断するように配置されており、第２及び第４の遮蔽１０６ｂ、１０６ｄは、細長いレーザビーム３４の完全に外側に配置されており（例えば、遮断なし）、第３の遮蔽１０６ｃは、細長いレーザビーム３４の部分的な遮断をもたらすように配置されている（例えば、第３の遮蔽１０６ｃは、高さＨＬの全体ではなく、一部に沿って延在する）。
【0033】
幾つかの任意選択的な実施形態では、アクチュエータ１５２の１つ以上は、対応する遮蔽１０６を選択的に回転させるようにさらに構成される（例えば、モーター駆動回転、空気圧駆動回転など）。さらなる説明として、図７Ａ及び７Ｂは、細長いレーザビーム３４の部分及び伝播方向１０４とともに、遮蔽１０６の１つ及びアクチュエータ１５２の対応する１つを分離して示している。遮蔽１０６の形状は主面１６０を画成する。図７Ａ及び７Ｂの構成では、遮蔽１０６は、主面１６０が、伝播方向１０４に略垂直（すなわち、真に垂直な配置から５度以内）になるように配置される。アクチュエータ１５２が遮蔽１０６を選択的に回転させるようにさらに構成された任意選択的な実施形態では、遮蔽１０６を、例えば、図８Ａ及び８Ｂの配置へと回転させることができる。示されるように、遮蔽１０６は、主面１６０が伝播方向１０４に対して略垂直ではなく、代わりに（伝播方向１０４に対して）非垂直かつ非平行な配向になるように回転又は配置されている。図７Ａ及び７Ｂを図８Ａ及び８Ｂと比較すると、伝播方向１０４に対して遮蔽１０６を回転させると、遮蔽１０６が細長いレーザビーム３４に提示する障害物の表面積又は「サイズ」が縮小することがわかる。特に、主面１６０が図７Ａ及び７Ｂのように伝播方向１０４に略垂直に配置される場合、遮蔽１０６によって細長いレーザビーム３４に提示されるレーザビーム障害物の領域（一般に図７Ａに１６２で表される）が最大化される。図８Ａ及び８Ｂのように主面１６０が伝播方向１０４に略垂直にならないように遮蔽１０６を回転させると、レーザビーム障害物の領域（一般に図８Ａに１６２’で表される）のサイズが縮小する。
【0034】
図６Ａ～６Ｃに戻ると、コントローラ１５４は、アクチュエータ１５２の各々に電子的に接続されたコンピュータ又はコンピュータ様デバイス（例えば、プログラマブルロジックコントローラ）でありうるか、又はそれらを含むことができる。コントローラ１５４は、アクチュエータ１５２の各々の動作を指示し、したがって、細長いレーザビーム３４の光路に対する（すなわち、細長いレーザビーム３４の光路内、又は光路外の）遮蔽１０６の各々の位置を指示する。コントローラ１５４は、以下により詳細に説明されるように、遮蔽１０６の所望の配置を識別する１つ以上のアルゴリズムを用いてプログラミングされてよく、あるいは、プログラミングで動作することができる（例えば、ソフトウェア、ハードウェアなど）。幾つかの任意選択的な実施形態では、コントローラ１５４は、図２に示されるように、レーザ光源１２０などの他の構成要素の動作を制御するように電子的にプログラムされてもよい。
【0035】
図２に戻ると、使用中、制御装置３２は、目標強度プロファイルを有する細長いレーザビーム３４をガラスリボン２２に放出し、該目標強度プロファイルは、細長いレーザビーム３４の幅ＷＬにわたり、レーザエネルギー又は光学強度が比較的高い１つ以上の領域と、レーザエネルギー又は光学強度がない（又は比較的低い）１つ以上の領域とを有している。レーザエネルギー又は光学強度が比較的高い（一又は複数の）領域は、厚さＴの減少をもたらすのに十分な、ガラスリボン２２における温度の上昇及び対応する粘度の低下をもたらすが、レーザエネルギー又は光学強度がない（又は比較的低い）領域はそうではない。したがって、ガラスリボン２２の幅Ｗの全体は、幾つかの実施形態では、細長いレーザビーム３４の幅ＷＬ（図３Ａ）内にありうるが、幅Ｗにわたるガラスリボン２２の選択された部分は比較的高いレーザエネルギー又は光学強度にさらされるのに対し、幅Ｗにわたる細長いレーザビーム３４の幅ＷＬ内にあるガラスリボン２２の他の部分はさらされない。したがって、目標強度プロファイルは、ガラスリボン２２の所望の選択された部分に対応しており、遮蔽アセンブリ１０２によって細長いレーザビーム３４に付与される。
【0036】
細長いレーザビーム３４の光学強度プロファイル（レーザアセンブリ１００によって初期に生成された）を目標強度プロファイルに修正する際の遮蔽アセンブリ１０２の動作は、それ以外の場合は細長いレーザビーム３４をガラスリボン２２に放出するレーザアセンブリ１００を表す、図９Ａを最初に参照してさらに説明される。図９Ａの描写では、上述の遮蔽１０６（図６）は細長いレーザビーム３４の光路内にない。言い換えれば、レーザアセンブリ１００によって生成される細長いレーザビーム３４の強度プロファイルは、ガラスリボン２２に衝突する前に修正又は変更されていない。図９Ｂは、図９Ａのシナリオの下でのガラスリボン２２上の細長いレーザビーム３４の簡略化された描写である。図９Ｂの細長いレーザビーム３４の陰影は、ガラスリボン２２に印加されているレーザエネルギーを表している。レーザエネルギーは、細長いレーザビーム３４の形状内のガラスリボン２２のすべての領域でガラスリボン２２に印加されている。図９Ａに戻ると、ガラスリボン２２における細長いレーザビーム３４の強度プロファイル１７０の描写は、トレース又はプロット線によって示されている。細長いレーザビーム３４の強度プロファイル１７０は、細長いレーザビーム３４の幅ＷＬ全体にわたって、したがってガラスリボン２２の幅Ｗ全体にわたって一貫している。光路に遮蔽又は障害がないという点で、図９Ａに示される強度プロファイル１７０は、レーザアセンブリ１００によって生成される細長いレーザビーム３４の初期強度プロファイルである。初期強度プロファイル１７０は、広く平坦なプラトー形状を有していてよく；図９Ｂに表されるように、この初期強度プロファイル１７０は、中断することなく、ガラスリボン２２の幅Ｗ全体にわたってレーザエネルギーを印加する。
【0037】
図１０Ａの図では、遮蔽１０６の１つは、遮蔽アセンブリ１０２（一般的に参照される）の動作を介して、細長いレーザビーム３４に挿入される。すなわち、レーザアセンブリ１００のレーザビーム出力及びガラスリボン２２に対する関係は、図９Ａ及び１０Ａにおいて同一であるが、図９Ａの配置とは異なり、図１０Ａでは、遮蔽１０６が細長いレーザビーム３４の光路に挿入される。非限定的な例として、図６Ｂ及び６Ｃの遮蔽アセンブリ１０２の例を参照すると、遮蔽アセンブリ１０２は、第３の遮蔽１０６ｃを光路に配置し、第１、第２、第４、及び第５の遮蔽１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｄ、１０６ｅを光路から後退させるように動作させることができる。図１０Ａに戻ると、遮蔽１０６は、細長いレーザビーム３４が伝播方向１０４（図２）に移動し、ガラスリボン２２に衝突するときに、細長いレーザビーム３４の一部を遮る（図１０Ａに１８０で概略的に表される）。遮蔽１０６は、ガラスリボン２２において、細長いレーザビーム３４が目標強度プロファイル１８２を有するように、細長いレーザビーム３４の領域の光学強度を低下させる。光学強度が低下した領域は１８４で識別される。さらに明確にするために、図９Ａの初期強度プロファイル１７０が遮蔽１０６の光学的に前又は上流の図１０Ａの細長いレーザビーム３４の強度プロファイルを表していることを思い出していただきたい；初期強度プロファイル１７０と目標強度プロファイル１８２との比較は、光学強度が低下した領域１８４を生成する際の遮蔽１０６の効果を示している。さらには、図１０Ｂは、図１０Ａのシナリオの下でのガラスリボン２２上の細長いレーザビーム３４の簡略化された描写である。図１０Ｂの細長いレーザビーム３４の陰影は、ガラスリボン２２に印加されているレーザエネルギーを表しており；示されるように、光学強度が低下した領域１８４は、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたる細長いレーザビーム３４の光学強度の中断である。
【0038】
幾つかの実施形態では、遮蔽１０６は、閉塞部分１８０で細長いレーザビーム３４を完全に遮断する。図１０Ｂは、これらの状況下では、光学強度が低下した領域１８４において、レーザエネルギーがガラスリボン２２に衝突しないことを示している。他の実施形態では、幾らかのレーザエネルギーが遮蔽１０６及び／又はその周りを通過することができ、幾らかのレーザエネルギーは光学強度が低下した領域１８４でガラスリボン２２に到達する。ともかく、ガラスリボン２２における目標強度プロファイル１８２は、光学強度が低下した領域１８４と、光学強度が上昇した１つ以上の領域（図１０Ａ及び１０Ｂで識別される領域１８６など）とを含む。細長いレーザビーム３４の光学強度は、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域１８６と比較して、光学強度が低下した領域１８４の方が低い。光学強度が上昇した（一又は複数の）領域１８６でガラスリボン２２に印加されるレーザエネルギーは、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域１８６でガラスリボン２２の部分の厚さを低下させるのに十分に、ガラスリボン２２（粘性状態）の温度を上昇させ、粘度を低下させる。逆に、光学強度が低下した領域１８４でガラスリボン２２に印加されるレーザエネルギーは、もしあれば、光学強度が低下した領域１８４においてガラスリボン２２の温度を上昇させるのに十分ではないか、あるいは、光学強度が低下した領域１８４でのガラスリボン２２の厚さの減少が、もしあれば、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域１８６よりも少なくなるように、（光学強度が上昇した（一又は複数の）領域１８６と比較して）より少ない程度で、光学強度が低下した領域１８４でガラスリボン２２の温度を上昇させ、粘度を低下させる。
【0039】
図１０Ａは、遮蔽アセンブリ１０２の配置の１つの非限定的な例である。図１１Ａは、遮蔽アセンブリ１０２（一般に参照される）が、細長いレーザビーム３４の光路に遮蔽１０６ｂ、１０６ｄとして識別される２つの遮蔽を挿入するように動作する、別の可能な配置を示している。すなわち、レーザアセンブリ１００のレーザビーム出力及びガラスリボン２２に対する関係は、図９Ａ及び１１Ａにおいて同一であるが、図９Ａの配置とは異なり、遮蔽１０６ｂ、１０６ｄは、図１１Ａでは細長いレーザビーム３４の光路に挿入される。非限定的な例として、図６Ｂ及び６Ｃの遮蔽アセンブリ１０２の例を参照すると、遮蔽アセンブリ１０２は、第２及び第４の遮蔽１０６ｂ、１０６ｄを光路に配置し、第１、第３、及び第５の遮蔽１０６ａ、１０６ｃ、１０６ｅを光路から後退させるように動作させることができる。いずれにせよ、図１１Ａに戻ると、遮蔽１０６ｂ、１０６ｄはそれぞれ、細長いレーザビーム３４が伝播方向１０４（図２）に移動し、ガラスリボン２２に衝突するときに、細長いレーザビーム３４の一部を遮る（図１１Ａに、それぞれ、１９０及び１９２で概略的に表される）。遮蔽１０６ｂ、１０６ｄはそれぞれ、ガラスリボン２２において、細長いレーザビーム３４が目標強度プロファイル１９４を有するように、細長いレーザビームの領域３４の光学強度を低下させる。光学強度が低下した対応する第１及び第２の領域は、それぞれ、１９６及び１９８で識別される。さらに明確にするために、図９Ａの初期強度プロファイル１７０が、遮蔽１０６ｂ、１０６ｄの光学的に前又は上流の図１１Ａの細長いレーザビーム３４の強度プロファイルを表していることを思い出していただきたい；初期強度プロファイル１７０と目標強度プロファイル１９４との比較は、光学強度が低下した領域１９６、１９８を生成する際の遮蔽１０６ｂ、１０６ｄの効果を示している。さらには、図１１Ｂは、図１１Ａのシナリオの下でのガラスリボン２２上の細長いレーザビーム３４の簡略化された描写である。図１１Ｂの細長いレーザビーム３４の陰影は、ガラスリボン２２に印加されているレーザエネルギーを表しており；示されるように、光学強度が低下した領域１９６、１９８は、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたる細長いレーザビーム３４の光学強度の中断である。
【0040】
ガラスリボン２２における目標強度プロファイル１９４は、光学強度が低下した領域１９６、１９８と、光学強度が上昇した１つ以上の領域（図１１Ａ及び１１Ｂで識別される領域２００など）とを含む。細長いレーザビーム３４の光学強度は、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２００と比較して、光学強度が低下した領域１９６、１９８の方が低い。光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２００でガラスリボン２２に印加されるレーザエネルギーは、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２００でガラスリボン２２の部分の厚さを低下させるのに十分に、ガラスリボン２２（粘性状態）の温度を上昇させ、粘度を低下させる。逆に、光学強度が低下した領域１９６、１９８でガラスリボン２２に印加されるレーザエネルギーは、もしあれば、ガラスリボン２２の温度を上昇させるのに十分ではないか、あるいは、光学強度が低下した領域１９６、１９８でのガラスリボン２２の厚さの減少が、もしあれば、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２００よりも少なくなるように、（光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２００と比較して）より少ない程度で、ガラスリボン２２の温度を上昇させ、粘度を低下させる。
【0041】
図７Ａ～８Ｂに関して前述したように、幾つかの実施形態では、遮蔽アセンブリ１０２は、伝播方向１０４に対する１つ以上の遮蔽１０６の回転を容易にするように構成することができる。これを考慮して、図１２Ａは、第４の遮蔽１０６ｄが伝播方向１０４に対して回転していることを除き、図１１Ａのものと非常に類似した遮蔽アセンブリ１０２の別の可能な配置を示している（すなわち、第２及び第４の遮蔽１０６ｂ、１０６ｄは、細長いレーザビーム３４の光路を対象としている）。この場合も、遮蔽１０６ｂ、１０６ｄはそれぞれ、細長いレーザビーム３４が伝播方向１０４に移動し、ガラスリボン２２に衝突するときに、細長いレーザビーム３４の一部を遮る（図１２Ａに、それぞれ、１９０及び２１０で概略的に表される）。遮蔽１０６ｂ、１０６ｄはそれぞれ、ガラスリボン２２において、細長いレーザビーム３４が目標強度プロファイル２１２を有するように、細長いレーザビーム３４の領域の光学強度を低下させる。光学強度が低下した対応する第１及び第２の領域は、それぞれ、１９６及び２１４で識別される。図１１Ａ及び１２Ａの比較は、第４の遮蔽１０６ｄを回転させることにより、光学強度が低下した対応する領域２１４のサイズ（ガラスリボン２２の幅Ｗに対して）が（図１１Ａの光学強度が低下した領域１９８と比較して）縮小することを明らかにする。さらには、図１２Ｂは、図１２Ａのシナリオの下でのガラスリボン２２上の細長いレーザビーム３４の簡略化された描写である。図１２Ｂの細長いレーザビーム３４の陰影は、ガラスリボン２２に適用されたレーザエネルギーを表しており；示されるように、光学強度が低下した領域１９６、２１４は、それぞれ、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたる細長いレーザビーム３４の光学強度の中断であり、第４の遮蔽１０６ｄによって生成された光学強度が低下した領域２１４のサイズは、第２の遮蔽１０６ｂによって生成された光学強度が低下した領域１９６のサイズよりも小さい。
【0042】
ガラスリボン２２における目標強度プロファイル２１２は、光学強度が低下した領域１９６、２１４と、光学強度が上昇した１つ以上の領域（図１２Ａ及び１２Ｂで識別される領域２１６など）とを含む。細長いレーザビーム３４の光学強度は、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２１６と比較して、光学強度が低下した領域１９６、２１４の方が低い。光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２１６でガラスリボン２２に印加されるレーザエネルギーは、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２１６でガラスリボン２２の厚さを低下させるのに十分に、ガラスリボン２２（粘性状態）の温度を上昇させ、粘度を低下させる。逆に、光学強度が低下した領域１９６、２１４でガラスリボン２２に印加されるレーザエネルギーは、もしあれば、ガラスリボン２２の温度を上昇させるのに十分ではないか、あるいは、光学強度が低下した領域１９６、２１４でのガラスリボン２２の厚さの減少が、もしあれば、光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２１６よりも少なくなるように、（光学強度が上昇した（一又は複数の）領域２１６と比較して）より少ない程度で、ガラスリボン２２の温度を上昇させ、粘度を低下させる。
【0043】
遮蔽１０６は、概して、プレート状で示されているが、他の構造もまた許容される。例えば、本開示の原理による別の制御装置２５０の一部が、ガラスリボン２２とともに図１３に示されている。制御装置２５０は、遮蔽アセンブリ２５２とともに、上記のようなレーザアセンブリ１００を含む。上記説明に相応して、レーザアセンブリ１００は細長いレーザビーム３４を放出するように動作し、遮蔽アセンブリ２５２は細長いレーザビーム３４の領域の光学強度を低下させるように動作する。結果として、細長いレーザビーム３４はガラスリボン２２との衝突点において目標強度プロファイルを有する。
【0044】
遮蔽アセンブリ２５２は、筐体（又はシュラウド）２５４と複数のピン２５６とを含む。筐体２５４は、本開示に記載される任意の形態をとることができ、概して、細長いレーザビーム３４の光路にピン２５６を配置する態様で、レーザアセンブリ１００及びガラスリボン２２に対して設置するように構成される。ピン２５６はそれぞれ、上記のようにレーザビームエネルギーを吸収、遮断、又は散乱する材料で形成されている。ピン２５６は、格子又はアレイ状のフォーマットで、例えば第１及び第２の列２５８、２６０として、筐体２５４内に配置することができるが、他の列数（２より多い又は少ない）もまた許容される。また、列２５８、２６０の各々に提供されるピン２５６の数は、図１３の簡略化された表現によって反映されるものよりも多くても少なくてもよい（例えば、ピン２５６の各々のサイズ又は直径の関数として）。ともかく、ピン２５６は、細長いレーザビーム３４の光路に対して選択的に操作することができる。例えば、遮蔽アセンブリ２５２は、筐体２５４の内外への個々のピン２５６の手動での挿入／取り外しを可能にする方法で、ピン２５６の各々を支持する棚（図示せず）又は同様の構造を含むことができる。代替的に又は加えて、遮蔽アセンブリ２５２は、光路の内外のいずれかに個々のピン２５６を選択的に配置するように、筐体２５４に対するピン２５６の自動的な移動を容易にする１つ以上の機構（図示せず）を含むことができる。さらなる説明として、図１４Ａの図に見られるピン２５６のそれぞれは、細長いレーザビーム３４の光路に配置されている。図１３をさらに参照すると、図１４Ａは、第１の列２５８のピン２５６を示しており、第２の列２６０のピン２５６は図１４Ａでは隠されていることが理解されよう。ピン２５６の２つ（又はそれ以上）の列を任意選択的に含めることにより、細長いレーザビーム３４の所望の領域でレーザビームエネルギーをより完全に遮断する能力を高めることができる。例えば、第１の列２５８のピン２５６のうちの２つの直接隣接するもの間で望ましくない「漏出」をするレーザビームエネルギーは、それ以外の場合は第１の列２５８のピン２５６のすぐ後ろに位置する、第２の列２６０のピン２５６によって遮断、吸収、又は散乱されうる。ピン２５６の２つ以上の列は、後述するように、他のレーザビーム強度制御オプションを提供することができる。
【0045】
使用中、遮蔽アセンブリ２５２のピン２５６は、所望の目標強度プロファイルを達成するように構成することができる。図１４Ｂは、ピン２５６の幾つかが（第１及び第２の列２５８、２６０の両方から（図１３））取り外されており、結果として開放セグメント２６２をもたらす、遮蔽アセンブリ２５２の１つの可能な配置を提供する。細長いレーザビーム３４は、開放セクション２６２を除き、ピン２５６によって遮断（又は放散）される。遮蔽アセンブリ２５２を出る細長いレーザビーム３４の結果として得られる目標強度プロファイルは、セクション２６２に対応する光学強度が上昇した領域と、ピン２５６に対応する領域における光学強度が低下した（例えば、ゼロ光学強度）領域とを有する。したがって、ピン２５６の配置は、所望の目標強度プロファイルを生成するように選択することができる。
【0046】
ピン２５６の別の可能な配置が図１５に示されている。第１及び第２の列２５８、２６０のピン２５６は、開放セクション２６４では取り外されており、第１の列２５８のピン２５６の１つおきのピンは部分開放セクション２６６で取り外されている（例えば、第２の列２６０のピン２５６は、部分開放セクション２６６に存在している、又は取り外されていない）。これ及び同様の構造では、細長いレーザビーム３４の光学強度は、開放セクション２６４では遮蔽アセンブリ２５２によって影響を受けたり低下させられたりせず、部分開放セクション２６６では部分的に低下させられ（しかしながら、完全に遮断されず）、他のすべてのセグメントでは完全に遮断される（すなわち、部分開放セクション２６６よりも大幅に遮断される）。遮蔽アセンブリ２５２を出る細長いレーザビーム３４の結果として得られる目標強度プロファイルは、開放セクション２６４に対応する光学強度が上昇する領域、部分開放セクション２６６に対応する中間の光学強度の領域、及び他のすべての位置での光学強度が低下する領域（例えば、ゼロ光学強度）を有する。中間の光学強度の領域の光学強度は、光学強度が上昇した領域の光学強度よりも低く、光学強度が低下した領域の光学強度よりも大きくなる。したがって、伝播方向１０４に垂直な方向に遮蔽アセンブリ２５２からピン２５６のすべてではないが幾つかを取り外すことによって、所望の態様で、完全に排除することなく、細長いレーザビーム３４の強度を低下させることができる。
【0047】
図１に戻ると、本開示の制御装置３２は、任意選択的に、ガラスリボン２２などの基板の幅全体にわたる制御された厚さの修正をさらに容易にする、１つ以上の追加の特徴を含むことができる。例えば、本開示の原理による別の制御装置２７０の一部が、ガラスリボン２２とともに、図１６Ａに簡略化された形態で示されている。制御装置２７０は制御装置３２（図２）に類似しており、冷却アセンブリ２７２とともに、上述のようなレーザアセンブリ１００及び遮蔽アセンブリ１０２（一般に参照される）を含む。上記の説明に相応して、レーザアセンブリ１００は、細長いレーザビーム３４を放出するように動作し、遮蔽アセンブリ１０２は、（１つ以上の遮蔽１０６を光路に挿入することなどによって）細長いレーザビーム３４の領域の光学強度を低下させるように動作する。結果として、細長いレーザビーム３４は、ガラスリボン２２との衝突点において、目標強度プロファイル（トレース又はプロット線２７４によって表される）を有する。冷却アセンブリ２７２は、冷却媒体２７６の流れをガラスリボン２２の１つ以上の選択された部分に、あるいはガラスリボン２２の方向に方向づけるように動作するが、実際にはガラスリボン２２に衝突せず、したがって、後述するように、選択された部分においてガラスリボン２２から熱を抽出する。明確化のポイントとして、冷却媒体２７６の流れは、図１６Ａに概略的に表されており、細長いレーザビーム３４が冷却媒体２７６の流れによって妨害又は変更されていることを必ずしも意味するものではない。
【0048】
冷却アセンブリ２７２は、冷却媒体をガラスリボン２２上に方向づけるのに適したさまざまな形態をとることができる。例えば、冷却アセンブリ２７２は、送達管２８０と流量コントローラ２８２とを含むことができる。送達管２８０は、概して、冷却媒体２７６（空気などの気体、液体など）の流れを、分配端部２８４から集束パターンで方向付けるように構成される。例えば、送達管２８０は、分配端部２８４にノズルを備えていてもいなくてもよい、小径の管でありうる。流量コントローラ２８２は、冷却媒体の供給源（例えば、加圧された空気供給源）（図示せず）と流体連通しており、該供給源から送達管２８０への冷却媒体の送達を調節する。幾つかの実施形態では、冷却アセンブリ２７２は、（例えば、分配端部２８４とガラスリボン２２との間の距離を伸長又は短縮して、ガラスリボン２２の幅Ｗに対して分配端部２８４をシフトさせるなど）ガラスリボン２２に対して分配端部２８４を選択的に配置するように動作可能な１つ以上の機構又は支持体（図示せず）をさらに含むことができる。冷却アセンブリ２７２は単一の送達管２８０からなるものとして示されているが、他の実施形態では、２つ以上の送達管２８０が提供されてもよい。これら及び関連する実施形態では、個別の流量コントローラ２８２を個々の送達管２８０のそれぞれに提供することができ；あるいは、２つ以上の送達管２８０を流量コントローラ２８２のうちの１つに接続することができる。さらに他の実施形態では、冷却アセンブリ２７２は、ガラスリボン２２の反対側（レーザアセンブリ１００の反対側）に配置することができ；関連する実施形態では、１つ以上の冷却アセンブリ２７２をガラスリボン２２の両側に配置することができる。
【0049】
使用中、細長いレーザビーム３４は、目標強度プロファイル２７４を有するガラスリボン２２に方向づけられる。多数の異なる目標強度プロファイルは、遮蔽アセンブリ１０２によって実現することができるが、図１６Ａの例では、目標強度プロファイル２７４は、光学強度が低下した領域２９０と、光学強度が上昇した第１、第２、及び第３の領域２９２、２９４、２９６とを含む。光学強度が上昇した第１、第２、及び第３の領域は、それぞれ、第１、第２、及び第３の部分３００、３０２、３０４においてガラスリボン２２に衝突する。冷却アセンブリ２７２は、同時に動作して、第３の部分３０４（すなわち、光学強度が上昇した第３の領域２９６に対応する位置）において冷却媒体２７６の流れをガラスリボン２２に方向づける。細長いレーザビーム３４は、光学強度が上昇した第３の領域２９６を介して、ガラスリボン２２の第３の部分３０４の温度を上昇させるように作用する一方で、冷却媒体２７６の流れが同時に第３の部分３０４を冷却する。結果として、第３の部分３０４でガラスリボン２２が経験する温度の上昇（もしあれば）は、（それぞれ、光学強度が上昇した第１及び第２の領域２９２、２９４がガラスリボン２２に衝突する）第１及び第２の部分３００、３０２と比較して小さく、その結果、第３の部分３０４におけるガラスリボン２２の粘度の低下（もしあれば）及び対応する厚さの低下（もしあれば）もまた第１及び第２の部分３００、３０２と比較して小さくなる。図１６Ｂのトレース又はプロット線３０６は、図１６Ａの配置の下でのガラスリボン２２の幅Ｗにわたる温度の上昇を示している。示されるように、第３の部分３０４での正味の温度上昇は、冷却媒体２７６の流れに起因して、第１及び第２の部分３００、３０２における温度上昇よりも小さい。これら及び同様の実施形態では、冷却アセンブリ２７２は、遮蔽アセンブリ１０２を再構成することなく、ガラスリボン２２の温度プロファイルを「微調整」するように動作させることができる。
【0050】
本開示の原理による別の制御装置３１０の一部が、ガラスリボン２２とともに、図１７Ａに簡略化された形態で示されている。制御装置３１０は、制御装置３２（図２）に類似しており、強度アセンブリ３１２（一般に参照される）とともに、上述のようにレーザアセンブリ１００及び遮蔽アセンブリ１０２（一般に参照される）を含む。上記の説明に相応して、レーザアセンブリ１００は、細長いレーザビーム３４を放出するように動作し、遮蔽アセンブリ１０２は、図１７Ａで識別される第１及び第２の遮蔽３１４ａ、３１４ｂなど、１つ以上の遮蔽を光路に挿入することによって細長いレーザビーム３４の領域の光学強度を低下させるように動作する。図１７Ａの非限定的な実施形態では、遮蔽アセンブリ１０２は、図１２Ａ及び１２Ｂに関して上述したものと同様に構成又は配置されている。さらには、少なくとも第２の遮蔽３１４ｂは、レーザビームエネルギーを反射する表面（例えば、ミラー）を提示する。
【0051】
強度アセンブリ３１２は反射体３１６を含む。反射体３１６の少なくとも表面は、レーザビームエネルギーを反射する材料（例えば、ミラー）で形成されている。反射体３１６は、概して平面であるように示されているが、他の形状又はレーザビームに影響を与える特徴を使用することができる。強度アセンブリ３１２は、遮蔽アセンブリ１０２に対して反射体３１６を選択的に配置するように動作可能な１つ以上の機構又は支持体（図示せず）をさらに含むことができる（例えば、第２の遮蔽３１４ｂなどの遮蔽に向かって、又は遮蔽から離れて、回転するなど）。ともかく、強度アセンブリ３１２は、図１７Ａの配置における第２の遮蔽３１４ｂなどの１つ以上の遮蔽によってそこに方向づけられたレーザビームエネルギーを反射するように反射体３１６を配置し、かつ、概して図１７Ａの線３１８で示されるように、そのように反射されたレーザビームエネルギーをガラスリボン２２の所望の部分に方向づけるように構成される。
【0052】
上記の構造では、制御装置３１０は、ガラスリボン２２にレーザエネルギーを目標強度プロファイルで送達するように動作し、その例が図１７Ａのトレース又はプロット線３２０によって示されている。図１７Ａの非限定的な配置（遮蔽アセンブリ１０２及び強度アセンブリ３１２の構成を含む）では、目標強度プロファイル３２０は、それぞれ、光学強度が上昇した第１、第２、及び第３の領域３２２、３２４、３２６と、光学強度が低下した領域３２８（そのうちの１つが図１７Ａにラベル付けされている）とを含む。参考として、目標強度プロファイル３２０は、細長いレーザビーム３４（遮蔽アセンブリ１０２によって修正される）と反射レーザエネルギー３１８との組合せを表している。強度アセンブリ３１２なしでは、目標強度プロファイルは、代わりに、図１２Ａに示される目標強度プロファイル２１２に類似するであろう。反射レーザエネルギー３１８は、（光学強度が上昇した第２及び第３の領域３２４、３２６と比較して）光学強度が上昇した第１の領域３２２の強度を上昇させるのに役立つ。結果として、ガラスリボン２２は、光学強度が上昇した第２及び第３の領域３２４、３２６が衝突するガラスリボン２２の部分と比較して、光学強度が上昇した第１の領域３２２に対応する部分において、より大きい温度上昇及び粘度低下を経験する。図１７Ｂは、図１７Ａのシナリオの下でのガラスリボン２２状のレーザエネルギーの簡略化された表現である。図１７Ｂの陰影は、ガラスリボン２２に印加された細長いレーザビーム３４を表しており；示されるように、光学強度が低下した領域３２８は、それぞれ、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたるレーザエネルギーの光学強度の中断である。
【0053】
図２に戻ると、幾つかの実施形態では、本開示の制御装置は、（上述の他の任意選択的な特徴とともに）制御装置３２について示されているレーザアセンブリ１００及び遮蔽アセンブリ１０２などの単一のレーザアセンブリ及び単一の遮蔽アセンブリを含むことができる。他の実施形態では、２つ以上のレーザアセンブリ１００と、対応する数の遮蔽アセンブリとを含むことができる。例えば、図１８は、第１、第２、第３及び第４の制御ユニット３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃ、３５２ｄなど、複数の制御ユニット３５２を含む別の実施形態の制御装置３５０を示している。４つの制御ユニット３５２が示されているが、それよりも多い又は少ない他の任意の数もまた許容される。幾つかの実施形態では、制御ユニット３５２の各々は、例えば、各々が上述のように（第１の制御ユニット３５２ａについてラベル付けされた）レーザアセンブリ１００及び遮蔽アセンブリ１０２を含む、係属中の本開示に記載されている制御装置の１つ以上に類似した同様の構造を有することができる。制御ユニット３５２の各々は、細長いレーザビーム、例えば図１８で識別される細長いレーザビーム３５４ａ、３５４ｂ、３５４ｃ、３５４ｄを放出するように動作する。制御ユニット３５２は、細長いレーザビーム３５４ａ、３５４ｂ、３５４ｃ、３５４ｄがそれぞれガラスリボン２２のセクションに衝突し、ガラスリボン２２の幅Ｗの全体（又はほぼ全体）を集合的に包含するように配置されている。制御ユニット３５２のそれぞれの動作（例えば、対応する遮蔽アセンブリ１０２に関連する遮蔽又は他のレーザ遮断体のそれぞれの配置）は、コントローラ３５６によって制御することができる；他の実施形態では、制御ユニット３５２のそれぞれは、専用のコントローラを含むことができる。ともかく、図１８の任意選択的な構造により、制御ユニット３５２は、ガラスリボン２２に比較的近接して設置することができ、レーザアセンブリ１００のそれぞれに関連するレーザ光源１２０は、（ガラスリボン２２の幅Ｗ全体を包含するために単一のレーザ光源からの細長いレーザビームを使用する他の実施形態の制御装置と比較して）比較的低い出力設定で動作することができる。
【0054】
図１に戻ると、制御装置３２は、細長いレーザビーム３４をガラスリボン２２の片側又は片面（すなわち、図１の３６０でラベル付けされた側）に方向づけるものとして示され、説明されている。本開示の他の実施形態では、細長いレーザビームを反対側（すなわち、側面３６０の反対側）に放出する１つ以上の追加の制御装置を提供することができる。これらの代替的な構造の制御装置は、係属中の本願に記載されている形態のいずれかをとることができ、同一であっても同一でなくてもよい。さらには、２つ以上の制御装置の動作は、共通のコントローラによって指示することができ、あるいは、それぞれが専用のコントローラを有していてもよい。
【0055】
本開示の制御装置は、対象の基板に対してさまざまな方法で設置することができる。ガラスリボンの厚さを制御するために制御装置が用いられる非限定的な実施形態では、追加の任意選択的な構成要素を提供することができる。例えば、図１９は、図１に関して上述したガラス成形装置３０に関連する、本開示の原理による制御システム４００の１つの例示的な設置を示している。この場合も、ガラス成形装置３０は、ルート５８で終端する成形本体５０を含むことができ、そこからガラスリボン２２が方向６２に延伸される。幾つかの構造では、ガラス成形装置３０は、絶縁筐体又はマッフル４０２をさらに含み、制御システム４００は、後述するように、絶縁筐体４０２に設置することができる。
【0056】
制御システム４００は、本開示に記載された形態のいずれかをとることができる制御装置４１０を含みうる。例えば、制御装置４１０は、レーザアセンブリ４１２と遮蔽アセンブリ４１４とを含む。レーザアセンブリ４１２は、上述のように細長いレーザビーム３４を生成するように適合された、レーザ光源及び任意選択的な光学系を含む。遮蔽アセンブリ４１４は、２つ以上のレーザビーム遮蔽体（例えば、プレート、ピンなど）を含み、そのうちの１つが４１６に概略的に示されている。上述のように、遮蔽体４１６のそれぞれは、例えば、上述のような対応するアクチュエータ４１８によって、細長いレーザビーム３４の光路の内外に選択的に配置される。さらには、遮蔽アセンブリ４１４は、遮蔽体４１６及びアクチュエータ４１８が維持される筐体又はシュラウド４２０を含むことができる。レーザアセンブリ４１２に関連する構成要素（例えば、円形レーザビームを細長いレーザビームに変換する光学系など）もまた、任意選択的にシュラウド４２０内に配置される。
【0057】
制御システム４００は、細長いレーザビーム３４がルート５８の近くのガラスリボン２２に衝突するように、成形本体５０に近接する位置で既存の絶縁筐体４０２に制御装置４１０を取り付けるための構成要素を含むことができる。参考として、図１９は、細長いレーザビーム３４がルート５８のわずかに下流のガラスリボン２２に衝突するように配置された制御装置４１０を示しているが、ルート５８のわずかに上流でガラスリボン２２（又はガラスリボン２２に結合する溶融ガラスの流れ）に衝突する細長いレーザビーム３４を含む、他の設置配置もまた許容される。通常のガラス成形条件下では、溶融ガラスを製造する場合に、この任意選択的な設置場所の温度が非常に高くなりうることが理解されよう。制御システム４００は、この高熱環境でレーザアセンブリ４１２及び他の構成要素（例えば、アクチュエータ４１８）を保護する特徴を含むことができる。例えば、シュラウド４２０は気密構造を有することができ、ジャケット４２２及び窓４２４を含む。ジャケット４２２は、低い熱伝達を示す材料で形成することができ、任意選択的に、冷却流体の流れに接続された内部通路を形成する（例えば、ジャケット４２２は、水冷ジャケットでありうる）。レーザアセンブリ４１２の少なくともレーザ光源を、示されるように、シュラウド４２０に直列に取り付けることができる。窓４２４は、シュラウド４２０の気密構造を維持し、かつレーザビームエネルギーに対して光学的に透明な材料で形成されている。幾つかの非限定的な実施形態では、例えば、窓４２４は、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）材料でありうる。
【0058】
加えて又は代替として、制御システム４００は、シュラウド４２０をガラス成形装置３０の絶縁筐体４０２に接続又は取り付けるブラケット４３０をさらに含むことができる。参考として、ブラケット４３０は、絶縁筐体４０２内の既存の開口部４３２に取り付けることができる；あるいは、開口部４３２は、設置プロセスの一部として形成することができる。ともかく、ブラケット４３０は、ジャケット４２２の材料とは異なる（例えば、異なる熱伝達特性）材料で形成することができる。ブラケット４３０はシュラウド４２０と絶縁筐体４０２との間に挿入されるため（すなわち、シュラウド４２０は、絶縁筐体４０２に直接接触しない）、絶縁筐体４０２からシュラウド４２０への熱伝導は制限される。逆に、起こりうるヒートシンク効果（すなわち、開口部４３２及び制御システム４００の存在に起因するガラス成形装置３０からの望ましくない熱の損失）を相殺するために、制御システム４００は、任意選択的に、１つ以上のアクティブヒータ部品４３４を含むことができる。（一又は複数の）アクティブヒータ部品４３４は、当技術分野で知られているさまざまな形態、例えば、金属加熱素子（鉄－クロム－アルミニウム（ＦｅＣｒＡｌ）合金、ニッケル－クロム（ＮｉＣｒ）合金など）、赤外線エミッタ（ハロゲン赤外線エミッタなど）などをとることができる。参考として、図１９は、ガラス成形装置３０が絶縁筐体４０２に事前にアセンブリされたヒータ４３６を含むことができることを示している。制御システム４００のアクティブヒータ部品４３４を、既存のヒータ４３６に加えて、該ヒータに取り付けることができる。あるいは、ガラス成形装置３０は既存のヒータ４３６を有していなくてもよい。ともかく、（一又は複数の）任意選択的なアクティブヒータ部品４３４は、開口部４３２に取り付けられ、起こりうるヒートシンク効果を軽減するように動作する。
【0059】
窓４２４の結露を軽減するために、制御システム４００は、交換可能なシリカゲルカートリッジ又は交換可能な水冷カートリッジなど、１つ以上の水分制御装置４３８を含むことができる。（一又は複数の）水分制御装置４３８は、窓４２４に比較的近接してブラケット４３０に取り付けることができる。さらには、制御システム４００は、ブラケット４３０を通る空気流通路などによって、窓４２４及び（一又は複数の）水分制御装置４３８の領域内の空気のパージを提供することができる。
【0060】
制御システム４００は、ガラスリボン２２などの基板に対する本開示の制御装置の設置の１つの非限定的な例にすぎない。他の多数の設置構成も同様に許容可能であり、制御システム４００に関して上述した１つ以上の構成要素／部品を含む場合も含まない場合もある。
【0061】
図２に戻ると、前述の説明に基づいて、幾つかの態様によれば、ガラスリボン２２などの基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の厚さを制御する方法が提供されることが理解されよう。本方法は、細長いレーザビームを生成し、目標強度プロファイルを細長いレーザビームにもたらし、目標強度プロファイルを有する細長いレーザビームを粘性状態の基板上に方向づけることを含むことができ、ここで、細長いレーザビームの位置における基板の厚さは固定されていない。目標強度プロファイルの少なくとも１つの領域は、基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の厚さを変化させるのに十分な、粘性状態の基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに十分なエネルギーを有する。その結果、基板の少なくとも１つの事前に選択された部分に、所望の厚さを達成させることができる。幾つかの実施形態では、目標強度プロファイルの２つ以上の領域は、細長いレーザビームが基板の２つ以上の事前に選択された部分の厚さを同時に変えるように、基板の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに十分なエネルギーを有する。
【0062】
図２０は、ガラスリボン２２などの基板の厚さを制御する本開示の方法の一態様を示すブロック図を含む。ステップ５００では、基板の幅全体にわたる基板の厚さ（例えば、厚さプロファイル）が測定、決定、又は推定される。例えば、成形本体５０で成形され、方向６２に延伸されるガラスリボン２２を別の方法で示す図２１をさらに参照すると、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたるガラスリボン２２の厚さプロファイルは、細長いレーザビーム（図示せず）が印加される箇所の下流の位置で測定、決定、又は推定することができる。図２１では、細長いレーザビームの予想される位置は、概ね５５０で示されており、厚さ測定の１つの可能な位置は、概ね５５２で示されている。幾つかの実施形態では、ガラスリボン２２に存在する厚さの不均一性を識別する目的で、厚さ測定トレースをガラスリボン２２上で実行することができる。また、例として、ガラスリボン２２の厚さプロファイルを、ガラスリボン２２が製造されるときにリアルタイムで監視することができる。ガラスリボン２２の厚さの監視又は決定は、干渉測定、色共焦点測定、白色光トポグラフィ、白色光干渉法など、当技術分野で知られているさまざまな技術を用いて達成することができる。問題となる基板がガラスリボン以外の材料の場合、基板の特定の組成及び／又はフォーマットに適した他の厚さ測定技術を代わりに使用することができる。
【0063】
そのように決定された厚さのトレース又はプロファイルは、ステップ５０２でコントローラ１５４（図２）に発信される。コントローラ１５４は、厚さプロファイルを分析するようにプログラムすることができる。幾つかの実施形態では、厚さプロファイルの厚さが増加した（例えば、所定の絶対値を超える厚さ；他のセグメントの厚さを所定の値又はパーセンテージだけ超える１つのセグメントの厚さなど）任意のセグメントを特定することができ、（一又は複数の）特定されたセグメントの位置（及び、任意選択的にサイズ）を、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたるガラスリボン２２の一又は複数の領域と相関させることができる。非限定的な例として、測定位置５５２で生成された仮想の厚さトレース又はプロファイル５５４が図２１に示されている。厚さトレース５５４は、始点５５６及び終点５５８で終端している。厚さトレース５５４は、許容可能な厚さのセグメント５６０、並びに厚さが増加した第１及び第２のセグメント５６２、５６４を示していると解釈することができる。参考として、始点５５６はガラスリボン２２の第１のエッジ５７０に対応しており、終点５５８は反対側の第２のエッジ５７２に対応している。厚さトレース５５４における厚さが増加した第１及び第２のセグメント５６２、５６４は、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたる第１及び第２の標的領域５７４、５７６（図２１に想像線で描かれている）に対応する（例えば、厚さが増加した第１のセグメント５６２が始点５５６から１０ミリメートル（ｍｍ）で始まる場合、第１の標的領域５７４は幅Ｗの方向に第１のエッジ５７０から１０ｍｍで始まる）。上記の分析に基づいて、第１及び第２の標的領域５７４、５７６は、厚さの減少の恩恵を受けるものとして指定又は選択することができる。幅Ｗにわたるガラスリボン２２の他のすべての領域（すなわち、第１及び第２の標的領域５７４、５７６以外）は、厚さの減少を必要としないものとして指定又は選択することができる。
【0064】
ステップ５０４では、コントローラ１５４は、ステップ５０２で行われた識別に従って遮蔽アセンブリを構成するように動作する。非限定的な例として、図６Ａ～６Ｃの例示的な遮蔽アセンブリ１０２をさらに参照すると、遮蔽１０６ａ～１０６ｅの直列配置は、第１のエッジ５７０に対応する第１の遮蔽１０６ａ（すなわち、細長いレーザビーム３４の光路における第１の遮蔽１０６ａの存在又は不存在は、第１のエッジ５７０での細長いレーザビーム３４の光学強度に影響を与える）と、第２のエッジ５７２に対応する第５の遮蔽１０６ｅとを含む、ガラスリボン２２の幅Ｗと相関しうる。遮蔽１０６ａ～１０６ｅは所与の寸法又は既知の寸法を有しているため、幅Ｗにわたるガラスリボン２２の対応する部分に対する遮蔽１０６ａ～１０６ｅの各々の関係を決定することができる。追加的に又は代替的に、測定された厚さプロファイル又はトレースに対する遮蔽１０６ａ～１０６ｅの各々の相関もまた既知であるか、又は決定することができる。例えば、図２２は、遮蔽１０６ａ～１０６ｅと厚さトレース５５４との関係を示しており；示されるように、遮蔽１０６ａ～１０６ｅの各々は、厚さトレース５５４の異なるセグメントに対応する。次に、これらの関係の一方又は両方から、ガラスリボン２２の選択された部分での厚さの減少を達成するために、遮蔽１０６ａ～１０６ｅを光路に対してどのように配置すべきかについて決定を下すことができる。上記の仮説を続けて、図６Ａ～６Ｃ及び図２１に戻ると、ガラスリボン２２の幅Ｗに対して、第２の遮蔽１０６ｂが第１の標的領域５７４に対応し、第４の遮蔽１０６ｄが第２の標的領域５７６に対応すると決定することができる。代替的に又は加えて、厚さトレース５５４に対して、第２の遮蔽１０６ｂは、厚さが増加した第１のセグメント５６２に対応し、第４の遮蔽１０６ｄは、厚さが増加した第２のセグメント５６４に対応すると決定することができる。これらの決定の一方又は両方に基づいて、遮蔽アセンブリ１０２は、第２及び第４の遮蔽１０６ｂ、１０６ｄが光路から取り除かれ、第１、第３、及び第５の遮蔽１０６ａ、１０６ｃ、１０６ｅが光路に挿入されるように（すなわち、図６Ｃの配置）、ステップ５０４で構成されている（例えば、コントローラ１５４はアクチュエータ１５２を動作させる）。
【0065】
ステップ５０６では、制御装置を、目標強度プロファイルを有する細長いレーザビーム３４をガラスリボン２２に放出するように動作させる。目標強度プロファイルは、ステップ５０４で構成された遮蔽アセンブリによって決定される。上記の仮説を続けると、細長いレーザビーム３４は、図２３のガラスリボン２２に衝突するものとして示されている。細長いレーザビーム３４の目標強度プロファイルは、トレース５８０によって表されており、強度が上昇した第１の領域５８２、強度が上昇した第２の領域５８４、及び強度が低下した領域５８６（例えば、最小又はゼロレーザビームエネルギー）を含む。強度が上昇した第１及び第２の領域５８２、５８４もまた、細長いレーザビーム３４の図に概略的に示されている。強度が上昇した第１及び第２の領域５８２、５８４は、ガラスリボン２２の幅Ｗに対して、それぞれ、第１及び第２の標的領域５７４、５７６に対応する。言い換えれば、第１のエッジ５７０に対して強度が上昇した第１の領域５８２の位置（又は、幅Ｗに沿った任意の他の基準点）は、第１のエッジ５７０に対する第１の標的領域５７４の位置と同じであってよく、第１のエッジ５７０に対して強度が上昇した第２の領域５８４の位置は、第２の標的領域５７６の位置と同じでありうる。目標強度プロファイル５８０の残りの領域５８６では、ガラスリボン２２における細長いレーザビーム３４の光学強度は、最小又はゼロである（すなわち、細長いレーザビーム３４が第１、第３、及び第５の遮蔽１０６ａ、１０６ｃ、１０６ｅによって遮断されている場合）。結果として、ガラスリボン２２の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに十分なレーザビームエネルギーが、第１及び第２の標的領域５７４、５７６に対応するガラスリボン２２の選択された部分に印加される。
【0066】
より具体的には、レーザビームゾーン５９０をガラスリボン２２に沿って指定することができ、そこに細長いレーザビーム３４が適用される。レーザビームゾーン５９０はガラスリボン２２の幅Ｗ全体を包含し、第１のエッジ５７０から第２のエッジ５７２までの一連の連続した部分を含むと見なすことができる。さらなる説明として、図２４は、レーザビームゾーン５９０を横切って幅Ｗの方向に延びる仮想の第１、第２、第３、第４及び第５の部分５９２～６００を識別する。図２３及び図２４間を参照すると、ガラスリボン２２への細長いレーザビーム３４の衝突は、第２の部分５９４と位置合わせされ、レーザエネルギーを印加することを含む、強度が上昇した第１の領域５８２；第４の部分５９８と位置合わせされ、レーザを適用することを含む、強度が上昇した第２の領域５８４；並びに、第１、第３、及び第５の部分５９２、５９６、６００のそれぞれ１つと位置合わせされた、強度が低下した領域５８６を含むものと説明することができる。幾つかの実施形態では、強度が低下した領域５８６はレーザエネルギー又はレーザ出力が完全に存在しないことを特徴とすることが理解されよう；これらの状況下では、レーザエネルギーは第１、第３、及び第５の部分５９２、５９６、６００に適用されない。図２３の細長いレーザビーム３４の図は、このシナリオを概ね反映している。他の実施形態では、幾らかの最小レベルのレーザエネルギーを印加することができる。ともかく、図２３及び２４の例では、第２及び第４の部分５９４、５９８は、ガラスリボン２２の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに十分なレーザビームエネルギーを受け取るように予め選択されたガラスリボン２２の部分を構成する。粘度の低下は、事前に選択された部分５９４、５９８における厚さの減少をもたらしうる。レーザビームゾーン５９０の残りの部分５９２、５９６、６００は、ガラスリボン２２への細長いレーザビーム３４の印加に応答してガラスリボン２２の温度を上昇させ、粘度を低下させるのに十分なレーザビームエネルギーを受け取らない。
【0067】
上記の仮説は、本開示の方法及び装置によって対処又は制御することができる、多数の異なる基板厚さの不均一性シナリオの１つにすぎないことが理解されよう。より一般的には、ガラスリボン２２の幅Ｗにわたる特定の厚さプロファイルに対処するのに適切な目標強度プロファイルは、遮蔽アセンブリの対応する配置によって、細長いレーザビーム３４に付与することができる。これに関して、目標強度プロファイルにおける強度が上昇した（一又は複数の）領域のサイズ及び位置（幅Ｗに対する）の解像度又は精度は、遮蔽アセンブリに付属する遮蔽の数、サイズ、及び空間分節の関数でありうる。ともかく、細長いレーザビーム３４は、ガラスリボン２２に対して静止させたまま維持することができる。ガラスリボン２２が方向６２に連続的に延伸されている場合など、ガラスリボン２２（又は他の基板）が移動している実施形態では、細長いレーザビーム３４が作用するガラスリボン２２の領域は、最終的に、厚さが測定されている位置５５２に到達する。対応する更新された厚さトレースは、厚さが増加したセグメントを表示しなくなる可能性がある。他のシナリオでは、更新された厚さトレースは、厚さが増加した１つ以上のセグメントを示す可能性がある。コントローラ１５４（又は、コントローラ１５４の動作を制御する他のコンピュータ）は、更新された厚さトレースを継続的に受信することができ、適切な閉ループ制御アルゴリズムを操作して、遮蔽アセンブリの新しい構成、したがって、細長いレーザビーム３４における新しい目標強度プロファイルをもたらすようにプログラムすることができる。
【0068】
図２０の方法は、遮蔽アセンブリに設けられた遮蔽の配置を自動制御することを意味する。他の実施形態では、オペレータは、例えば、厚さ情報に基づいて遮蔽を手動で配置することができる。ともかく、本開示の制御装置及び方法は、延伸動作（又は他のガラスリボン成形技術）におけるガラスリボンの製造の一部など、基板の厚さの不均一性に対処するのに非常に適している。
【0069】
例えば、図２５は、目標強度プロファイルを有する細長いレーザビームが厚さの不均一性を有するガラスリボン（又は「シート」）に衝突するシミュレーションの結果を示している。厚さのプロット線６１０は、幅にわたるさまざまな位置でのガラスリボンの厚さを表している。参考として、図２５の「シート上の位置」軸は、ガラスシートのエッジから幅方向の増分距離を示しており、エッジから１５００ｍｍの位置から始まり、エッジから１９００ｍｍの位置で終わる。図２５の表現では、厚さプロット線６１０は、細長いレーザビームの適用前に、ガラスリボンが、約１６５０ｍｍから約１７１０ｍｍの厚さが増加した１つの領域と、約１８００ｍｍから始まる厚さが増加した別の領域とを有していることを示している。シミュレーションでは、細長いレーザビームがガラスリボンに適用され、細長いレーザビームの左端の外側の範囲が約１５８５ｍｍの位置でガラスリボンに衝突し、細長いレーザビームの右端の外側の範囲が約１８２５ｍｍの位置でガラスリボンに衝突する（すなわち、細長いレーザビームは約２４０ｍｍの幅を有している）ように、配置することができると仮定した。さらには、細長いレーザビームのレーザエネルギー密度は、ガラスの温度を摂氏７度（℃）上昇させるのに十分であり、ガラスリボンの厚さプロファイルの最も厚い部分の温度を４℃上げることで、厚さプロファイルの最も薄い部分にほぼ一致する厚さの変化をもたらすことができると仮定した。細長いレーザビームの一部の遮蔽をシミュレーションするために、ガラスリボンを、細長いレーザビームの入射エネルギーに対して開放した又は閉鎖した５ｍｍのセクションに分割した。入射エネルギーに近いセクション（すなわち、遮蔽によって細長いレーザビームが遮断された部分を表している）は６１２で識別されており；入射エネルギーに対して開放されているセクション（すなわち、細長いレーザビームがガラスリボンに衝突した部分を表している）は６１４で識別されている。ガラスリボンは、閉鎖セクション６１２では温度変化を経験せず、開放セクション６１４では７℃の温度上昇を経験した。示されるように、閉鎖及び開放セクション６１２、６１４をパターン化することにより、シミュレーションは、温度変化プロット線６１６によって表される、ガラスリボンの幅の一部にわたって有効な温度変化を生成した。示されるように、温度変化プロット線６１６は、厚さプロット線６１０の対応する領域を模倣しており、既存の厚さの不均一性を相殺するように作用する温度変化プロファイルを生成するように、ガラスリボン全体に均一なエネルギー密度を分配する細長いレーザビームが断続的に「遮断」されうることを示している。
【0070】
前述の説明から、本開示の制御装置及び方法を実施するガラス製造システム（例えば、ダウンドローガラス成形装置）は、ガラスの製造とともに利用される場合、１００ｍｍの距離にわたって厚さの偏差が１マイクロメートル未満の厚さ均一性を有するガラスを製造することができると予想される。
【0071】
特許請求の範囲の主題の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態にさまざまな修正及び変更を加えることができる。したがって、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れらの等価物の範囲内に入る限り、本明細書に記載されるさまざまな実施形態の修正及び変更に及ぶことが意図されている。
【0072】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0073】
実施形態１
基板の少なくとも一部の厚さを制御するように構成された制御装置であって、該制御装置が、
光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成されたレーザアセンブリであって、前記細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を有し、該形状が主軸を画成する、レーザアセンブリと、
前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成された第１の遮蔽を含む遮蔽アセンブリと
を含み、
前記遮蔽アセンブリが、前記主軸を横切る前記細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成される、
制御装置。
基板の少なくとも一部の厚さを制御するように構成された制御装置であって、該制御装置が、
光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成されたレーザアセンブリであって、前記細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を有し、該形状が主軸を画成する、レーザアセンブリと、
前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成された第１の遮蔽を含む遮蔽アセンブリと
を含み、
前記遮蔽アセンブリが、前記主軸を横切る前記細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成される、
制御装置。
【0074】
実施形態２
前記目標強度プロファイルが第１の領域及び第２の領域を含み、さらに、前記第２の領域の光学強度が前記第１の領域の光学強度より小さい、実施形態１に記載の制御装置。
前記目標強度プロファイルが第１の領域及び第２の領域を含み、さらに、前記第２の領域の光学強度が前記第１の領域の光学強度より小さい、実施形態１に記載の制御装置。
【0075】
実施形態３
前記第２の領域の光学強度が、前記第１の領域の光学強度の少なくとも１０分の１である、実施形態２に記載の制御装置。
前記第２の領域の光学強度が、前記第１の領域の光学強度の少なくとも１０分の１である、実施形態２に記載の制御装置。
【0076】
実施形態４
前記目標強度プロファイルが、第３の領域をさらに含み、前記第２の領域が前記主軸に対して前記第１の領域と前記第３の領域との間にあり、さらに、前記第２の領域の光学強度が、前記第３の領域の光学強度の少なくとも１０分の１である、実施形態３に記載の制御装置。
前記目標強度プロファイルが、第３の領域をさらに含み、前記第２の領域が前記主軸に対して前記第１の領域と前記第３の領域との間にあり、さらに、前記第２の領域の光学強度が、前記第３の領域の光学強度の少なくとも１０分の１である、実施形態３に記載の制御装置。
【0077】
実施形態５
前記第２の領域の前記光学強度が約０Ｗ／ｍｍ２である、実施形態３に記載の制御装置。
前記第２の領域の前記光学強度が約０Ｗ／ｍｍ２である、実施形態３に記載の制御装置。
【0078】
実施形態６
前記レーザアセンブリが、レーザビームを放出するように構成されたレーザ光源を含み、前記放出されたレーザビームの形状を変更するように構成された光学系をさらに含む、実施形態１に記載の制御装置。
前記レーザアセンブリが、レーザビームを放出するように構成されたレーザ光源を含み、前記放出されたレーザビームの形状を変更するように構成された光学系をさらに含む、実施形態１に記載の制御装置。
【0079】
実施形態７
前記遮蔽装置が、前記第１の遮蔽に連結し、該第１の遮蔽を前記光路に出入りするように選択的に移動させるように動作可能なコントローラをさらに含む、実施形態１に記載の制御装置。
前記遮蔽装置が、前記第１の遮蔽に連結し、該第１の遮蔽を前記光路に出入りするように選択的に移動させるように動作可能なコントローラをさらに含む、実施形態１に記載の制御装置。
【0080】
実施形態８
前記第１の遮蔽が、前記光路に配置されたときに前記成形されたレーザビームの領域を遮断するように構成される、実施形態１に記載の制御装置。
前記第１の遮蔽が、前記光路に配置されたときに前記成形されたレーザビームの領域を遮断するように構成される、実施形態１に記載の制御装置。
【0081】
実施形態９
前記第１の遮蔽の形状が主面を画成し、さらに、前記第１の遮蔽が前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽の前記主面が前記伝播方向に略垂直である、実施形態１に記載の制御装置。
前記第１の遮蔽の形状が主面を画成し、さらに、前記第１の遮蔽が前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽の前記主面が前記伝播方向に略垂直である、実施形態１に記載の制御装置。
【0082】
実施形態１０
前記第１の遮蔽の形状が主面を画成し、さらに、前記第１の遮蔽が前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽の前記主面が前記伝播方向に対して傾斜している、実施形態１に記載の制御装置。
前記第１の遮蔽の形状が主面を画成し、さらに、前記第１の遮蔽が前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽の前記主面が前記伝播方向に対して傾斜している、実施形態１に記載の制御装置。
【0083】
実施形態１１
前記遮蔽アセンブリが、前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの一部の光学強度を低下させるように構成された第２の遮蔽をさらに含み、さらに、前記遮蔽アセンブリが、前記第１及び第２の遮蔽がいずれも前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽が前記第２の遮蔽によって影響を受ける前記細長いレーザビームの領域とは異なる前記細長いレーザビームの領域に影響を与えるように構成される、請求項１に記載の制御装置。実施形態１に記載の制御装置。
前記遮蔽アセンブリが、前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの一部の光学強度を低下させるように構成された第２の遮蔽をさらに含み、さらに、前記遮蔽アセンブリが、前記第１及び第２の遮蔽がいずれも前記光路に配置されたときに、前記第１の遮蔽が前記第２の遮蔽によって影響を受ける前記細長いレーザビームの領域とは異なる前記細長いレーザビームの領域に影響を与えるように構成される、請求項１に記載の制御装置。実施形態１に記載の制御装置。
【0084】
実施形態１２
ガラスリボンを成形するシステムにおいて、該システムが、
ガラスリボンを生成するように構成されたガラス成形装置、及び
制御装置であって、
光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成されたレーザアセンブリであって、前記細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を有し、該形状が主軸を画成する、レーザアセンブリと、
前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成された遮蔽を含む、遮蔽アセンブリと
を含む、制御装置
を備えており、
前記遮蔽アセンブリが、前記主軸を横切る前記細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成されており、
前記制御装置が、前記目標強度プロファイルを有する前記細長いレーザビームを制御し、前記ガラスリボン上に方向づけて、前記ガラスリボンの一部の厚さを減少させるように構成される、
システム。
ガラスリボンを成形するシステムにおいて、該システムが、
ガラスリボンを生成するように構成されたガラス成形装置、及び
制御装置であって、
光路に沿って伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成するように構成されたレーザアセンブリであって、前記細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を有し、該形状が主軸を画成する、レーザアセンブリと、
前記光路に選択的に配置され、かつ前記細長いレーザビームの領域の光学強度を低下させるように構成された遮蔽を含む、遮蔽アセンブリと
を含む、制御装置
を備えており、
前記遮蔽アセンブリが、前記主軸を横切る前記細長いレーザビームの強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変更するように構成されており、
前記制御装置が、前記目標強度プロファイルを有する前記細長いレーザビームを制御し、前記ガラスリボン上に方向づけて、前記ガラスリボンの一部の厚さを減少させるように構成される、
システム。
【0085】
実施形態１３
基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の厚さを制御する方法において、該方法が、
伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成する工程であって、該細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を含み、前記形状が主軸を画成し、前記細長いレーザビームが前記主軸を横切る強度プロファイルをさらに含む、工程、
前記細長いレーザビームの領域を遮蔽して、前記強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変化させる工程であって、前記目標強度プロファイルが第１の領域及び第２の領域を含み、前記第２の領域の光学強度が前記第１の領域の光学強度より小さい、工程、及び
前記目標強度プロファイルを有する前記細長いレーザビームを前記基板上に方向づける工程であって、前記基板の第１の部分に対応する前記第１の領域と前記基板の第２の部分に対応する前記第２の領域とを含み、前記第１の部分における前記基板の厚さの減少を生じさせる、工程
を含む、方法。
基板の少なくとも１つの事前に選択された部分の厚さを制御する方法において、該方法が、
伝播方向に移動する細長いレーザビームを生成する工程であって、該細長いレーザビームが前記伝播方向に垂直な平面内に形状を含み、前記形状が主軸を画成し、前記細長いレーザビームが前記主軸を横切る強度プロファイルをさらに含む、工程、
前記細長いレーザビームの領域を遮蔽して、前記強度プロファイルを初期強度プロファイルから目標強度プロファイルへと変化させる工程であって、前記目標強度プロファイルが第１の領域及び第２の領域を含み、前記第２の領域の光学強度が前記第１の領域の光学強度より小さい、工程、及び
前記目標強度プロファイルを有する前記細長いレーザビームを前記基板上に方向づける工程であって、前記基板の第１の部分に対応する前記第１の領域と前記基板の第２の部分に対応する前記第２の領域とを含み、前記第１の部分における前記基板の厚さの減少を生じさせる、工程
を含む、方法。
【0086】
実施形態１４
前記方向づける工程が、実質的に変化しないまま維持される前記第２の部分の厚さをさらに含む、実施形態１３に記載の方法。
前記方向づける工程が、実質的に変化しないまま維持される前記第２の部分の厚さをさらに含む、実施形態１３に記載の方法。
【0087】
実施形態１５
前記生成する工程が、
レーザ光源からレーザビームを放出する工程、及び
前記放出されたレーザビームの形状を光学的に変化させて、前記細長いレーザビームを生成する工程
を含む、実施形態１３に記載の方法。
前記生成する工程が、
レーザ光源からレーザビームを放出する工程、及び
前記放出されたレーザビームの形状を光学的に変化させて、前記細長いレーザビームを生成する工程
を含む、実施形態１３に記載の方法。
【0088】
実施形態１６
前記方向づける工程が、前記第１の部分における前記基板の厚さを変化させるのに十分に、前記基板の前記第１の部分の温度を上昇させ、粘度を低下させる工程を含む、実施形態１３に記載の方法。
前記方向づける工程が、前記第１の部分における前記基板の厚さを変化させるのに十分に、前記基板の前記第１の部分の温度を上昇させ、粘度を低下させる工程を含む、実施形態１３に記載の方法。
【0089】
実施形態１７
前記細長いレーザビームが光路に沿って移動し、さらに、前記細長いレーザビームの一部を遮蔽する工程が、
遮蔽アセンブリを動作させる工程
を含み、
前記遮蔽アセンブリが第１の遮蔽及び第２の遮蔽を含み、前記第１の遮蔽が第１の位置で前記光路に選択的に挿入可能であり、かつ前記第２の遮蔽が第２の位置で前記光路に選択的に挿入可能であり、
さらに、前記第２の位置における前記第２の遮蔽が前記目標強度プロファイルの前記第２の領域を生成する、
実施形態１３に記載の方法。
前記細長いレーザビームが光路に沿って移動し、さらに、前記細長いレーザビームの一部を遮蔽する工程が、
遮蔽アセンブリを動作させる工程
を含み、
前記遮蔽アセンブリが第１の遮蔽及び第２の遮蔽を含み、前記第１の遮蔽が第１の位置で前記光路に選択的に挿入可能であり、かつ前記第２の遮蔽が第２の位置で前記光路に選択的に挿入可能であり、
さらに、前記第２の位置における前記第２の遮蔽が前記目標強度プロファイルの前記第２の領域を生成する、
実施形態１３に記載の方法。
【0090】
実施形態１８
前記基板の厚さを監視する工程、及び
前記第１の部分に対応する位置における前記基板の厚さの不均一性と、前記第２の部分に対応する位置における前記基板の厚さの均一性とを特定する工程
をさらに含み、
前記遮蔽アセンブリを動作させる工程が、前記特定された厚さの関数として前記第１及び第２の遮蔽を操作する工程を含む、
実施形態１７に記載の方法。
前記基板の厚さを監視する工程、及び
前記第１の部分に対応する位置における前記基板の厚さの不均一性と、前記第２の部分に対応する位置における前記基板の厚さの均一性とを特定する工程
をさらに含み、
前記遮蔽アセンブリを動作させる工程が、前記特定された厚さの関数として前記第１及び第２の遮蔽を操作する工程を含む、
実施形態１７に記載の方法。
【0091】
実施形態１９
前記操作する工程が、前記第１の遮蔽を前記光路の外側に配置すること、及び前記第２の遮蔽を前記光路内に配置することを含む、実施形態１８に記載の方法。
前記操作する工程が、前記第１の遮蔽を前記光路の外側に配置すること、及び前記第２の遮蔽を前記光路内に配置することを含む、実施形態１８に記載の方法。
【0092】
実施形態２０
前記基板が、ガラスリボン幅を画成する対向するエッジを含むガラスリボンであり、さらに、前記主軸に沿った前記細長いレーザビームの幅が、前記ガラスリボン幅以上である、実施形態１３に記載の方法。
前記基板が、ガラスリボン幅を画成する対向するエッジを含むガラスリボンであり、さらに、前記主軸に沿った前記細長いレーザビームの幅が、前記ガラスリボン幅以上である、実施形態１３に記載の方法。
【符号の説明】
【0093】
２０ システム
２２ ガラスリボン
３０ ガラス成形装置
３２，２５０，２７０，３１０，３５０，４１０ 制御装置
３４ 細長いレーザビーム
５０ 成形本体
５２ 開放チャネル
５４，５６ 収束成形面／成形表面
５８ ルート
６０，６２ 溶融ガラスの流れ
１００ レーザアセンブリ
１０２，２５２，４１４ 遮蔽アセンブリ
１０４ 伝播方向
１０６ 遮蔽
１０６ａ～１０６ｅ 第１～第５の遮蔽
１１０ 主軸
１１２ 非主軸
１２０ レーザ光源
１２２ 光源レーザビーム
１２４ 光学部品
１３０ 平凹レンズ
１３２ 平凸レンズ
１３４ 中間レーザビーム
１４０，４１２ レーザアセンブリ
１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ レーザ光源
１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄ 光源レーザビーム
１５０，２５４ 筐体
１５２，４１８ アクチュエータ
１５２ａ～１５２ｅ 第１～第５のアクチュエータ
１５４，３５６ コントローラ
１６０ 主面
１７０ 初期強度プロファイル
１８２，１９４，２１２ 目標強度プロファイル
１８４，１９６，１９８，２１４，２９０，３２８，５８６ 光学強度が低下した領域
１８６，２００，２１６，２９２，２９４，２９６，３００，３０２，３０４，３２２，３２４，３２６，５８２，５８４ 光学強度が上昇した領域
２５６ ピン
２６２ 開放セグメント／セクション
２７２ 冷却アセンブリ
２７６ 冷却媒体
２８０ 送達管
２８２ 流量コントローラ
２８４ 分配端部
３１２ 強度アセンブリ
３１６ 反射体
４００ 制御システム
４０２ 絶縁筐体／マッフル
４１６ 遮蔽体
４２０ シュラウド
４２２ ジャケット
４２４ 窓
４３０ ブラケット
４３２ 開口部
４３４ アクティブヒータ部品
４３６ ヒータ
５７０ 第１のエッジ
５７２ 第２のエッジ
５７４ 第１の標的領域
５７６ 第２の標的領域
５９０ レーザビームゾーン
２２ ガラスリボン
３０ ガラス成形装置
３２，２５０，２７０，３１０，３５０，４１０ 制御装置
３４ 細長いレーザビーム
５０ 成形本体
５２ 開放チャネル
５４，５６ 収束成形面／成形表面
５８ ルート
６０，６２ 溶融ガラスの流れ
１００ レーザアセンブリ
１０２，２５２，４１４ 遮蔽アセンブリ
１０４ 伝播方向
１０６ 遮蔽
１０６ａ～１０６ｅ 第１～第５の遮蔽
１１０ 主軸
１１２ 非主軸
１２０ レーザ光源
１２２ 光源レーザビーム
１２４ 光学部品
１３０ 平凹レンズ
１３２ 平凸レンズ
１３４ 中間レーザビーム
１４０，４１２ レーザアセンブリ
１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ レーザ光源
１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄ 光源レーザビーム
１５０，２５４ 筐体
１５２，４１８ アクチュエータ
１５２ａ～１５２ｅ 第１～第５のアクチュエータ
１５４，３５６ コントローラ
１６０ 主面
１７０ 初期強度プロファイル
１８２，１９４，２１２ 目標強度プロファイル
１８４，１９６，１９８，２１４，２９０，３２８，５８６ 光学強度が低下した領域
１８６，２００，２１６，２９２，２９４，２９６，３００，３０２，３０４，３２２，３２４，３２６，５８２，５８４ 光学強度が上昇した領域
２５６ ピン
２６２ 開放セグメント／セクション
２７２ 冷却アセンブリ
２７６ 冷却媒体
２８０ 送達管
２８２ 流量コントローラ
２８４ 分配端部
３１２ 強度アセンブリ
３１６ 反射体
４００ 制御システム
４０２ 絶縁筐体／マッフル
４１６ 遮蔽体
４２０ シュラウド
４２２ ジャケット
４２４ 窓
４３０ ブラケット
４３２ 開口部
４３４ アクティブヒータ部品
４３６ ヒータ
５７０ 第１のエッジ
５７２ 第２のエッジ
５７４ 第１の標的領域
５７６ 第２の標的領域
５９０ レーザビームゾーン
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】