特表 2022-518027 ガラス製造装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-11

(54)【発明の名称】ガラス製造装置および方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 13/18 20060101AFI20220304BHJP

   C03B 13/04 20060101ALI20220304BHJP

   C03B 17/06 20060101ALI20220304BHJP

   B23K 26/402 20140101ALI20220304BHJP

【ＦＩ】

C03B13/18

C03B13/04

C03B17/06

B23K26/402

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021541290

(86)(22)【出願日】2020-01-09

(85)【翻訳文提出日】2021-09-13

(86)【国際出願番号】 US2020012837

(87)【国際公開番号】W WO2020150064

(87)【国際公開日】2020-07-23

(31)【優先権主張番号】62/793,453

(32)【優先日】2019-01-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】フレドホルム，アラン マーク

(72)【発明者】

【氏名】ジャンソン，ロマン

(72)【発明者】

【氏名】ライアン，ニコラス スコット

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD18

4E168CB03

4E168CB07

4E168FC01

(57)【要約】

ガラス製造装置は、ロールの外周表面と交差するレーザ経路を規定するレーザ装置を備えることができる。いくつかの実施の形態において、ガラス製造装置のロールを洗浄する方法は、ロール上に形成された表面材料上の標的位置にレーザビームを照射する工程、およびロールの外周表面のある区域から表面材料の少なくとも一部をレーザビームで除去しながら、ロールと標的位置との間に相対運動を生じる工程を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスリボンを製造する方法は、第１と第２の回転ロールの間に画成された間隙にガラス形成材料を通過させる工程、および第１のロールの外周表面のある区域から表面材料を第１のレーザビームで除去する工程を含み得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス製造装置において、
第１の回転軸の周りに回転可能な第１のロール、
第２の回転軸の周りに回転可能な第２のロール、および
第１の標的位置で前記第１のロールの外周表面と交差する第１のレーザ経路を規定するレーザ装置、
を備えたガラス製造装置。

【請求項2】

前記第１のロールの外周表面は、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する、請求項１記載のガラス製造装置。

【請求項3】

前記第１のロールの外周表面上に表面材料が形成される、請求項１または２記載のガラス製造装置。

【請求項4】

前記レーザ装置が、第２の標的位置で前記第２のロールの外周表面と交差する第２のレーザ経路を含む、請求項１から３いずれか１項記載のガラス製造装置。

【請求項5】

前記レーザ装置が、前記第２の回転軸の方向に沿って前記第２の標的位置を動かすように構成されている、請求項４記載のガラス製造装置。

【請求項6】

前記第１のロールおよび前記第２のロールが、ガラス形成材料を、該ガラス形成材料のリボンの全幅に亘り所定の厚さにするように構成されている、請求項１から５いずれか１項記載のガラス製造装置。

【請求項7】

前記第１のロールと前記第２のロールとの間に画成された間隙中に溶融したガラス形成材料を供給するように位置付けられた溶融したガラス形成材料の供給源をさらに備える、請求項６記載のガラス製造装置。

【請求項8】

ガラス製造装置のロールを洗浄する方法であって、該ロールが、外周表面および該外周表面のある区域上に形成された表面材料を含み、
前記表面材料上の標的位置にレーザビームを照射する工程、および
前記ロールの外周表面の前記区域から前記表面材料の一部を前記レーザビームで除去しながら、該ロールと前記標的位置との間で相対運動を生じる工程、
を有してなる方法。

【請求項9】

前記ロールの外周表面の前記区域が、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する、請求項８記載の方法。

【請求項10】

前記相対運動が、前記ロールの回転軸の周りに該ロールを回転させることを含む、請求項８または９記載の方法。

【請求項11】

前記相対運動が、前記ロールの回転軸の方向に沿って前記標的位置を動かすことをさらに含む、請求項１０記載の方法。

【請求項12】

ガラスリボンを製造する方法において、
第１の回転軸の周りに回転する第１のロールと、第２の回転軸の周りに回転する第２のロールとの間に画成された間隙にガラス形成材料を通過させる工程であって、該第１のロールの外周表面のある区域上に表面材料が形成される工程、
前記表面材料上の第１の標的位置に第１のレーザビームを照射する工程、および
前記間隙に追加のガラス形成材料を通過させつつ、前記第１のロールの外周表面の前記区域から前記表面材料を前記第１のレーザビームで除去する工程、
を有してなる方法。

【請求項13】

前記表面材料を除去する工程が、前記第１のロールの前記第１の回転軸の方向に沿って前記第１の標的位置を動かす工程をさらに含む、請求項１２記載の方法。

【請求項14】

前記第２のロールの外周表面のある区域上に表面材料が形成され、前記方法が、該第２のロールの外周表面の該区域上に形成された該表面材料上の第２の標的位置に第２のレーザビームを照射する工程、および前記間隙に前記追加のガラス形成材料を通過させつつ、該第２のロールの外周表面の該区域から該表面材料を該第２のレーザビームで除去する工程をさらに含む、請求項１２または１３記載の方法。

【請求項15】

前記第２のロールの外周表面の前記区域から表面材料を除去する工程が、該第２のロールの前記第２の回転軸の方向に沿って前記第２の標的位置を動かす工程をさらに含む、請求項１４記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【優先権】

【0001】

本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１９年１月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／７９３４５３号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。

【技術分野】

【0002】

本開示は、広く、ガラス製造装置および方法に関し、より詳しくは、ガラス製造装置およびそのガラス製造装置のロールから表面材料を除去する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

一対の回転ロールの間の間隙にガラス形成材料を通過させることによって、ガラスリボンを製造できることが公知である。そのリボンの製造中、表面材料がロールの外周表面上に形成することがある。例えば、その表面材料は、高温への暴露に起因する、ロールの表面上の金属酸化物層を含み得る。それに加え、またはそれに代えて、形成された表面材料は、ロールの表面上にガラス形成材料の堆積物（例えば、凝集または接着粒子）も含み得る。その表面材料は、時間の経過とともに蓄積し、最終的に、ロールの性能に著しく影響し得る。例えば、元の所定の表面粗さ、ロールの放射率または伝熱特性が変わり、それによって、ロールの伝熱特性が変わることがある。形成された表面材料によりロールの伝熱特性が変わると、一対のロールの間の間隙を通過するガラス形成材料に温度差が生じ、これにより、結果として得られるガラスリボンの性質に悪影響を及ぼし得る表面欠陥（例えば、表面亀裂または他の光学的表面欠陥）が生じ得る。

【0004】

ガラス製造装置からロールを取り外し、そのロールをグリットブラストして、ロールから表面材料を除去し、ロールに新たな表面粗さを与えることが公知である。しかしながら、そのようなグリットブラストは、時々、ロールに損傷を与え、ロールの外層をわずかに除去し、それによって、ロールの外径を変えることもある。そのような欠点は、巻き付けられたリボンの厚さが厳しい許容範囲内にあることが望ましい精密圧延用途において許容され得ない。さらに、ガラス製造装置からロールを取り外すことは、リボンの形成を中断し、したがって、ある期間で形成できるリボンの量に影響し得る。

【発明の概要】

【0005】

以下は、詳細な説明に記載されるいくつかの実施の形態の基本的な理解を与えるための本開示の簡単な概要を提示する。

【0006】

いくつかの実施の形態において、ロールの外周表面から表面材料を除去するために、レーザビームを使用することができる。レーザビームを使用して、ロールの外周表面に損傷を与えずに、ロールの外周表面から表面材料を除去することができる。さらなる実施の形態において、そのレーザビームは、リボンの製造中にロールの外周表面から表面材料を除去し、それによって、ロールがリボンを形成している間にロールを洗浄できることによって、生産性を増すことができる。

【0007】

いくつかの実施の形態において、ガラス製造装置は、第１の回転軸の周りに回転可能な第１のロール、第２の回転軸の周りに回転可能な第２のロール、および第１の標的位置で第１のロールの外周表面と交差する第１のレーザ経路を規定するレーザ装置を備えることができる。

【0008】

いくつかの実施の形態において、第１のロールの外周表面は、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有し得る。

【0009】

いくつかの実施の形態において、第１のロールの外周表面上に表面材料が形成され得る。

【0010】

いくつかの実施の形態において、レーザ装置は、第２の標的位置で第２のロールの外周表面と交差する第２のレーザ経路を含み得る。

【0011】

いくつかの実施の形態において、第２のロールの外周表面は、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有し得る。

【0012】

いくつかの実施の形態において、第２のロールの外周表面上に表面材料が形成され得る。

【0013】

いくつかの実施の形態において、レーザ装置は、第２の回転軸の方向に沿って第２の標的位置を動かすように構成することができる。

【0014】

いくつかの実施の形態において、レーザ装置は、第１の回転軸の方向に沿って第１の標的位置を動かすように構成することができる。

【0015】

いくつかの実施の形態において、第１のロールおよび第２のロールは、材料を、ガラス形成材料のリボンの全幅に亘り所定の厚さにするように構成されることがある。

【0016】

いくつかの実施の形態において、ガラス製造装置は、第１のロールと第２のロールとの間に画成された間隙中に溶融したガラス形成材料を供給するように位置付けられた溶融したガラス形成材料の供給源をさらに備えることができる。

【0017】

いくつかの実施の形態において、ガラス製造装置のロールを洗浄する方法であって、そのロールが、外周表面およびその外周表面のある区域上に形成された表面材料を含み得る、方法が提供される。この方法は、その表面材料上の標的位置にレーザビームを照射する工程を含み得る。この方法は、ロールの外周表面のある区域から表面材料の一部をレーザビームで除去しながら、ロールと標的位置との間で相対運動を生じる工程をさらに含み得る。

【0018】

いくつかの実施の形態において、ロールの外周表面のその区域は、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有し得る。

【0019】

いくつかの実施の形態において、相対運動は、ロールの回転軸の周りにロールを回転させることを含み得る。

【0020】

いくつかの実施の形態において、相対運動は、ロールの回転軸の方向に沿って標的位置を動かすことをさらに含み得る。

【0021】

いくつかの実施の形態において、標的位置は、ロールがロールの回転軸の周りに回転している間に、ロールの回転軸の方向に沿って移動し得る。

【0022】

いくつかの実施の形態において、レーザビームは、ロールの外周表面のその区域に損傷を与えない。

【0023】

いくつかの実施の形態において、ガラスリボンを製造する方法は、第１の回転軸の周りに回転する第１のロールと、第２の回転軸の周りに回転する第２のロールとの間に画成された間隙にガラス形成材料を通過させる工程を含み得る。第１のロールの外周表面のある区域上に表面材料が形成され得る。この方法は、表面材料上の第１の標的位置に第１のレーザビームを照射する工程をさらに含み得る。この方法は、その間隙に追加のガラス形成材料を通過させつつ、第１のロールの外周表面のその区域から表面材料を第１のレーザビームで除去する工程をさらに含み得る。

【0024】

いくつかの実施の形態において、表面材料を除去する工程は、第１のロールの第１の回転軸の方向に沿って第１の標的位置を動かす工程をさらに含み得る。

【0025】

いくつかの実施の形態において、第１のレーザビームは、第１のロールの外周表面のその区域に損傷を与えない。

【0026】

いくつかの実施の形態において、第１のロールの外周表面のその区域は、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する。

【0027】

いくつかの実施の形態において、第２のロールの外周表面のある区域上に表面材料が形成されることがある。前記方法は、第２のロールの外周表面のその区域上に形成された表面材料上の第２の標的位置に第２のレーザビームを照射する工程をさらに含み得る。その方法は、前記間隙に追加のガラス形成材料を通過させつつ、第２のロールの外周表面のその区域から表面材料を第２のレーザビームで除去する工程をさらに含み得る。

【0028】

いくつかの実施の形態において、第２のロールの外周表面のその区域から表面材料を除去する工程は、第２のロールの第２の回転軸の方向に沿って第２の標的位置を動かす工程をさらに含み得る。

【0029】

いくつかの実施の形態において、第２のレーザビームは、第２のロールの外周表面のその区域に損傷を与えない。

【0030】

いくつかの実施の形態において、第２のロールの外周表面のその区域は、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有し得る。

【0031】

いくつかの実施の形態において、第１のロールおよび第２のロールは、ガラス形成材料を、前記間隙の下流に移動するガラス形成材料のリボンの幅に亘り所定の厚さにする。

【0032】

いくつかの実施の形態において、そのガラス形成材料は、間隙中に供給できる溶融したガラス形成材料を含む。

【0033】

ここに開示された実施の形態の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部には、その説明から当業者に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって、認識されるであろう。先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、ここに開示された実施の形態の性質および特性を理解するための概要または骨子を与える意図がある実施の形態を提示していることを理解すべきである。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、本開示の様々な実施の形態を示しており、その記載とともに、その原理および作動を説明する。

【0034】

これらと他の特徴、実施の形態および利点は、添付図面を参照して、以下の詳細な説明を読んだときに、よりよく理解される。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本開示のいくつかの実施の形態によるガラス製造装置の概略図

【図2】図１の線２－２に沿ったガラス製造装置の概略図

【図3】図１のガラス製造装置のロールを洗浄する別の実施の形態の概略斜視図

【図4】図１のガラス製造装置のロールを洗浄する実施の形態の説明図

【発明を実施するための形態】

【0036】

ここで、例示の実施の形態が示されている添付図面を参照して、実施の形態を下記により詳しく説明する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部分を称するために、図面に亘り同じ参照番号が使用される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化されることがあり、ここに述べられた実施の形態に限定されると解釈するべきではない。

【0037】

図１は、ガラス製造装置１０１の実施の形態を示す。いくつかの実施の形態において、ガラス製造装置１０１は、一対以上のロール１０３ａ、１０３ｂを備えることがある。例えば、図１は、二対のロール１０３ａ、１０３ｂを示しているが、さらなる実施の形態において、一対のロールまたは三対以上のロールが設けられてもよい。各対のロール１０３ａ、１０３ｂは、第１の回転軸１０７ａ、１０７ｂの周りに回転可能な第１のロール１０５ａ、１０５ｂおよび第２の回転軸１１１ａ、１１１ｂの周りに回転可能な第２のロール１０９ａ、１０９ｂを備えることができる。図から分かるように、第１のロール１０５ａ、１０５ｂの第１の回転軸１０７ａ、１０７ｂは、第２のロール１０９ａ、１０９ｂの第２の回転軸１１１ａ、１１１ｂと平行であり得るが、さらなる実施の形態において、非平行の配置を設けても差し支えない。

【0038】

さらに、図から分かるように、第一対のロール１０３ａについて、第１のロール１０５ａは、第２のロール１０９ａと実質的に同一であり得る。さらに、第二対のロール１０３ｂについて、第１のロール１０５ｂは、第２のロール１０９ｂと実質的に同一であり得る。いくつかの実施の形態において、第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａは、第二対のロール１０３ｂの第１のロール１０５ｂと実質的に同一であり得る。さらなる実施の形態において、第一対のロール１０３ａの第２のロール１０９ａは、第二対のロール１０３ｂの第２のロール１０９ｂと実質的に同一であり得る。いくつかの実施の形態において、対のロール１０３ａ、１０３ｂの第１のロール１０５ａ、１０５ｂは、第１の外周表面１１３ａ、１１３ｂを有する円柱、例えば、直円柱からなり得る。いくつかの実施の形態において、対のロール１０３ａ、１０３ｂの第２のロール１０９ａ、１０９ｂは、第２の外周表面１１５ａ、１１５ｂを有する円柱、例えば、直円柱からなり得る。いくつかの実施の形態において、ガラス形成材料と接触する、回転軸１０７ａ、１０７ｂ、１１１ａ、１１１ｂの方向における対のロール１０３ａ、１０３ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂの長さは、約５０ｍｍから約２．５メートル（ｍ）、約６０ｍｍから約１．６ｍ並びにそれらの間の全ての範囲および／または部分的範囲であり得るが、さらなる実施の形態において、他の長さが設けられてもよい。

【0039】

いくつかの実施の形態において、第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａおよび第２のロール１０９ａは、同一の半径「Ｒ１」を有し得る。いくつかの実施の形態において、第二対のロール１０３ｂの第１のロール１０５ｂおよび第２のロール１０９ｂは、同一の半径「Ｒ２」を有し得る。図示された実施の形態において、半径「Ｒ１」は半径「Ｒ２」と実質的に同一であるが、さらなる実施の形態において、異なる半径が設けられてもよい。いくつかの実施の形態において、半径「Ｒ１」および／または半径「Ｒ２」は、約２５ミリメートル（ｍｍ）から約２５０ｍｍ、約５０ｍｍから約２２５ｍｍ、約５０ｍｍから約１５０ｍｍの範囲内、並びにそれらの間の全ての範囲内および／または部分的範囲内にあり得るが、さらなる実施の形態において、これらの範囲外の半径が設けられてもよい。

【0040】

さらに、第一対のロール１０３ａについて示されるように、第１のロール１０５ａの第１の回転軸１０７ａは、第１のロール１０５ａの半径「Ｒ１」、第２のロール１０９ａの半径「Ｒ１」、および第一対のロール１０３ａのロール１０５ａ、１０９ａの間の間隙「Ｇ１」の合計からなり得る距離「Ｄ１」だけ、第２のロール１０９ａの第２の回転軸１１１ａから間隔が空けられ得る。さらなる実施の形態において、第二対のロール１０３ｂに関して示されるように、第１のロール１０５ｂの第１の回転軸１０７ｂは、第１のロール１０５ｂの半径「Ｒ２」、第２のロール１０９ｂの半径「Ｒ２」、および第二対のロール１０３ｂのロール１０５ｂ、１０９ｂの間の間隙「Ｇ２」の合計からなり得る距離「Ｄ２」だけ、第２のロール１０９ｂの第２の回転軸１１１ｂから間隔が空けられ得る。いくつかの実施の形態において、間隙「Ｇ２」は、リボンの厚さを、第一対のロール１０３ａの間隙「Ｇ１」と実質的に等しいであろう厚さ「Ｔ１」から第二対のロール１０３ｂの間隙「Ｇ２」と実質的に等しいであろう厚さ「Ｔ２」まで減少させられるように、間隙「Ｇ１」より小さくあり得る。いくつかの実施の形態において、間隙「Ｇ１」および／または「Ｇ２」は、約０．５ミリメートル（ｍｍ）から約６ｍｍ、約０．７ｍｍから約６ｍｍ、約１ｍｍから約６ｍｍ、約２ｍｍから約６ｍｍ、約３ｍｍから約６ｍｍ、並びにそれらの間の全ての範囲および／または部分的範囲であり得るが、さらなる実施の形態において、間隙「Ｇ１」、「Ｇ２」は、これらの範囲外の他のサイズを含むことがある。

【0041】

対のロール１０３ａ、１０３ｂのいずれのロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂも、様々な材料、例えば、金属またはセラミックから作られ得る。いくつかの実施の形態において、それらのロールは、鋼鉄（例えば、ステンレス鋼）、ニッケル基超合金、白金または貴金属もしくは他の材料タイプから製造することができる。いくつかの実施の形態において、複数の対の内の一対以上のロール１０３ａ、１０３ｂのロールの１つ以上は、流体で冷却されることがある。例えば、それらのロールは、気体（例えば、空気）または液体（例えば、水）で冷却されることがあるが、さらなる実施の形態において、ロールを必要に応じて冷却するために、他の流体が使用されることがある。

【0042】

本開示のロールのいずれの外周表面に、様々な範囲の所定のＲａ表面粗さを設けても差し支えない。その所定のＲａ表面粗さは、ロールの全外周表面に設けられても、またはガラス形成材料と接触すると予測されるロールの外周表面の長さ「Ｌ」（例えば、図４参照）に設けられても差し支えない。本開示に亘り、Ｒａ表面粗さは、ロールの外周表面上の測定された微視的山と谷の平均粗さとして計算される。本開示に亘り、Ｒａ表面粗さは、直径５マイクロメートルのプローブ先端、２．５ミリメートルのカットオフ上限、８マイクロメートルのカットオフ下限を有するスキッドレス式ミツトヨＳＪ－４１０粗さ表面形状測定装置を使用して測定される。さらに、本開示に亘るＲａ表面粗さは、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの回転軸１０７ａ、１０７ｂ、１１１ａ、１１１ｂの方向における外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂの長さに沿って測定された４つのＲａ表面粗さ測定値の平均Ｒａ表面粗さと考えられる。

【0043】

いくつかの実施の形態において、対のロール１０３ａ、１０３ｂのいずれのロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂに、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートル、約０．０２マイクロメートルから約１０マイクロメートル、約０．０２マイクロメートルから約５マイクロメートル、約０．１マイクロメートルから約３マイクロメートル、約０．２マイクロメートルから約３マイクロメートル、約０．３マイクロメートルから約２マイクロメートル、約０．４マイクロメートルから約２マイクロメートル、約０．５マイクロメートルから約２マイクロメートル、約１マイクロメートルから約２マイクロメートル、および／またはそれらの間の全ての範囲または部分的範囲のＲａ表面粗さが設けられても差し支えないが、さらなる実施の形態において、別のＲａ表面粗さが設けられることがある。ガラスリボンを製造する装置のいくつかの実施の形態において、ロールのＲａ表面粗さは、約０．０２マイクロメートルから約２マイクロメートルであることがあるが、さらなる実施の形態において、他のＲａ表面粗さが設けられることがある。例えば、いくつかの実施の形態において、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂのＲａ表面粗さは、ガラスリボンに滑らかな主面を与えるために、約０．０２マイクロメートルから約０．５マイクロメートルの範囲内にあり得る。さらなる実施の形態において、そのロールは、約１マイクロメートルから約１．５マイクロメートルのＲａ表面粗さを含むことがあり、ここで、ガラスリボンは、そのガラスリボンの主面をさらに仕上げるために、その後、さらに研削され、研磨されることがある。さらなる実施の形態において、いくつかの用途は、約５マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有するロールを使用することがあるが、さらなる実施の形態において、他のＲａ表面粗さ値が与えられることがある。いくつかの実施の形態において、１０マイクロメートル以上のロールのＲａ表面粗さが、下流の加工を容易にするガラスリボンを製造するのに役立ち得る。

【0044】

リボンを製造する場合、ロールの元のＲａ表面粗さは、ロール上に形成される表面材料により、ガラス形成材料との接触から遮断されるであろう。その表面材料は、高温への暴露のために、ロールの表面上に形成された（例えば、酸化された）金属酸化物層を含み得る。それに加え、またはそれに代えて、表面材料は、ロールの外周表面上に形成された（例えば、堆積などされた）表面材料（例えば、凝縮または接着粒子）も含み得る。例えば、図１に示されるように、ガラス形成材料が間隙「Ｇ１」、「Ｇ２」を通じて圧延された後、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂ上に、表面材料１１７が形成されることがある。いくつかの実施の形態において、表面材料１１７は、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂのＲａ表面粗さより小さいＲａ表面粗さを有するコーティングをロール上に形成し得る。いくつかの実施の形態において、表面材料１１７は、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの放射率を変え得る。いくつかの実施の形態において、表面材料１１７は、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの伝熱特性を変え得る。その結果、例えば、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂ上の表面材料１１７のコーティングとしての、時間の経過による表面材料１１７の蓄積が、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの性能に著しく影響し得る。例えば、ロールの元の所定の表面粗さ、放射率または伝熱特性は、表面材料１１７のために変わり、それによって、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの伝熱特性を変えることがある。形成された表面材料によりロールの伝熱特性が変わると、対のロールの間の間隙を通過するガラス形成材料に温度差が生じ、これにより、結果として得られるガラスリボンの性質に悪影響を及ぼし得る表面欠陥（例えば、表面亀裂または他の光学的表面欠陥）が生じ得る。したがって、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂ上に形成される表面材料１１７が、外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂ上に元々与えられた所定のＲａ表面粗さにより達成される恩恵を損ない得る。さらに、表面材料１１７は、間隙「Ｇ１」、「Ｇ２」のサイズを変え得、これにより、これらの間隙を通過するリボンの所望の厚さに悪影響が及ぼされることがある。

【0045】

図１～４に示された開示の実施の形態は、ロールから表面材料を除去するためのレーザ装置を与える。図１は、第１のレーザ装置１１８ａを含む第一対のロール１０３ａおよび第２のレーザ装置１１８ｂを含む第二対のロール１０３ｂを示しているが、さらなる実施の形態において、１つのレーザ装置または３以上のレーザ装置が対のロール１０３ａ、１０３ｂに機能を果たすことがある。

【0046】

図から分かるように、第１のレーザ装置１１８ａは、第１の標的位置１２１ａで第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａの外周表面１１３ａと交差する第１のレーザ経路１１９ａを規定することができる。第１のレーザ装置１１８ａは、第２の標的位置１２１ｂで第一対のロール１０３ａの第２のロール１０９ａの外周表面１１５ａと交差する第２のレーザ経路１１９ｂをさらに規定することができる。さらに図から分かるように、第２のレーザ装置１１８ｂは、第１の標的位置１２５ａで第二対のロール１０３ｂの第１のロール１０５ｂの外周表面１１３ｂと交差する第２のレーザ経路１２３ａを規定することができる。第２のレーザ装置１１８ｂは、第２の標的位置１２５ｂで第二対のロール１０３ｂの第２のロール１０９ｂの外周表面１１５ｂと交差する第２のレーザ経路１２３ｂをさらに規定することができる。

【0047】

図１は、第１のレーザ装置１１８ａの第１のレーザ経路１１９ａに沿って移動する第１のレーザビーム１２９ａを生じるように設計された第１のレーザ発生器１２７ａを備えた第１のレーザ装置１１８ａを示す。図示された実施の形態において、第１のレーザ装置１１８ａは、第１のレーザ装置１１８ａの第２のレーザ経路１１９ｂに沿って移動する第２のレーザビーム１２９ｂを生じるように設計された第２のレーザ発生器１２７ｂをさらに備え得る。図示された実施の形態に示されるように、第２のレーザ装置１１８ｂは、第２のレーザ装置１１８ｂの第１のレーザ経路１２３ａに沿って移動する第１のレーザビーム１３３ａを生じるように設計された第１のレーザ発生器１３１ａを備えることができる。図示された実施の形態において、第２のレーザ装置１１８ｂは、第２のレーザ装置１１８ｂの第２のレーザ経路１２３ｂに沿って移動する第２のレーザビーム１３３ｂを生じるように設計された第２のレーザ発生器１３１ｂをさらに備え得る。図示されていないが、各レーザ装置１１８ａ、１１８ｂは、代わりに、１つのレーザ発生器または３つ以上のレーザ発生器を備えても差し支えない。さらに、第１と第２のレーザ装置１１８ａ、１１８ｂのロールの全てに機能を果たすように、１つのレーザ装置が設けられることがある。例えば、図示されていないが、いくつかの実施の形態において、レーザ発生器の数を減らすために、鏡などの光学部品が使用されることがある。例えば、対応するレーザ経路１１９ａ、１１９ｂ、１２３ａ、１２３ｂに沿って移動するように光学素子により方向付けることのできる多数のレーザビームを生じるために、または多数のレーザビームに１つのレーザビームを分割するために、１つのレーザ発生器が使用されることがある。レーザ発生器のタイプと出力は、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂに損傷を与えずに、表面材料１１７を除去するために、所望のスポットサイズと出力を有するレーザビームを生じるように設計することができる。

【0048】

レーザ装置１１８ａ、１１８ｂは、対のロール１０３ａ、１０３ｂの対応するロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂに対して標的位置１２１ａ、１２１ｂ、１２５ａ、１２５ｂを動かすように構成することができる。例えば、図２は、第１のレーザ装置１１８ａの第２のレーザ発生器１２７ｂ、第２のレーザ装置１１８ｂの第１のレーザ発生器１３１ａ、および／または第２のレーザ装置１１８ｂの第２のレーザ発生器１３１ｂについて、類似の構成を設けられるという了解の下で、第１のレーザ発生器１２７ａを動かす第１のレーザ装置１１８ａの例示の構成を示す。例えば、第１のレーザ装置１１８ａは、第１のロール１０５ａの第１の回転軸１０７ａの方向２０５に沿って第１のレーザ発生器１２７ａを動かすように構成することができる。本開示の実施の形態のいずれにおいても、作動装置が、レーザ発生器をロールに対して動かすことがある。図示された実施の形態において、第１のレーザ装置１１８ａは、回転軸１０７ａの方向２０５にあるレール２０３に沿って移動して、第１の標的位置１２１ａを、第１の回転軸１０７ａの方向２０５に沿って同様に動かすキャリッジ２０１を備えることができる。図２は、１つのレーザ発生器１２７ａを示しているが、いくつかの実施の形態において、各レーザ発生器が移動する距離を減少させて、外周表面の全長を効果的に処理するために、２つ以上のレーザ発生器が設けられることがある。図３は、第１のレーザ装置１１８ａの第１のレーザ発生器１２７ａが第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａに対して静止したままでいられる間に、光学素子（例えば、鏡３０１）を移動させる（例えば、回転させる）ことによって、第１の回転軸１０７ａの方向２０５に沿って第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａに対して標的位置１２１ａを動かすように構成することができる、さらなる実施の形態を概略示している。

【0049】

図１に関して、本開示の方法は、多量の溶融したガラス形成材料１３７からガラスリボン１３５を製造する工程を含み得る。本出願の目的のために、ガラス形成材料は、ガラス物品（例えば、ガラスリボン）に冷却できる溶融したガラス形成材料を含み得る。ガラス形成材料は、ガラス形成材料のリボンが最終的な冷却形状（例えば、ガラスリボン）に移行する前に、粘性である状態に冷却されており、代わりの形状、厚さ、サイズにまだ成形できる溶融したガラス形成材料（例えば、ガラス形成材料のリボン）も含み得る。例えば、ガラス形成材料のリボンは、厚さの減少したガラス形成材料の圧延リボンにロール成形されることがある。このガラス形成材料の圧延リボンは、次に、ガラスリボンを形成するために冷却されることがある。

【0050】

図１に示されるように、いくつかの実施の形態において、多量の溶融したガラス形成材料１３７は、溶融したガラス形成材料１３７の供給源１３９により提供することができる。溶融したガラス形成材料１３７の供給源１３９は、第一対のロール１０３ａのロール１０５ａ、１０９ａの回転軸１０７ａ、１１１ａの方向に沿って延在する細長い開口（例えば、スロット）を備えることがあるが、さらなる実施の形態において、円形開口または別の形状を有する開口が設けられることがある。図から分かるように、溶融したガラス形成材料１３７の供給源１３９は、第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａと第２のロール１０９ａとの間の間隙「Ｇ１」中に溶融したガラス形成材料１３７を供給するように位置付けることができる。１つ以上のモータ（例えば、図２に示されたモータ２０７ａ、２０７ｂ）が、第一対のロール１０３ａの各ロール１０５ａ、１０９ａを反対方向１４１ａ、１４１ｂに回転させることができ、ここで、間隙「Ｇ１」の上のある高さに位置付けられた外周表面１１３ａ、１１５ａの部分が、間隙「Ｇ１」に向かって回転する。次に、ロール１０５ａ、１０９ａは、間隙「Ｇ１」を通過するガラス形成材料を、リボンの全幅「Ｗ」に実質的に亘る対向主面１４５ａ、１４５ｂの間に第１の所定の厚さ「Ｔ１」を有するガラス形成材料１４３のリボン、またはそのガラス形成材料１４３のリボンの第１の外縁２０９ａから第２の外縁２０９ｂまでのガラス形成材料１４３のサイズにする。

【0051】

それに加え、またはそれに代えて、ガラス製造装置１０１は、ガラス形成材料の先に形成されたリボンのサイズを変更できる第二対のロール１０３ｂを備えることができる。例えば、図から分かるように、第二対のロール１０３ｂは、第一対のロール１０３ａの下流に位置付けることができる。第二対のロール１０３ｂの第１のロール１０５ｂおよび第２のロール１０９ｂは、次いで、互いに反対方向１４７ａ、１４７ｂに回転するようにモータ駆動されることがあり、ここで、間隙「Ｇ２」の上のある高さに位置付けられた外周表面１１３ｂ、１１５ｂの部分が、間隙「Ｇ２」に向かって回転する。次に、ロール１０５ｂ、１０９ｂは、ガラス形成材料１４３のリボンを、第１の厚さ「Ｔ１」より小さいであろう、リボンの幅に実質的に亘るリボンの対向主面の間の第２の所定の厚さ「Ｔ２」にする。

【0052】

対のロール１０３ａ、１０３ｂのロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂは、様々な回転速度で回転して、リボンを、方向１４９に所望の速度でロール成形することができる。いくつかの実施の形態において、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂは、約１回転数毎分（ｒｐｍ）から約５０ｒｐｍ、約５ｒｐｍから約５０ｒｐｍ、約１０ｒｐｍから約３０ｒｐｍ、並びにそれらの間の全ての範囲および／または部分的範囲の速度で、それぞれの回転軸１０７ａ、１０７ｂ、１１１ａ、１１１ｂの周りを回転することができるが、さらなる実施の形態において、他の回転速度が与えられることがある。

【0053】

対のロール１０３ａ、１０３ｂのロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂは、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートル、約０．０２マイクロメートルから約１０マイクロメートル、約０．０２マイクロメートルから約５マイクロメートル、約０．１マイクロメートルから約３マイクロメートル、約０．２マイクロメートルから３マイクロメートル、約０．３マイクロメートルから約２マイクロメートル、約０．４マイクロメートルから約２マイクロメートル、約０．５マイクロメートルから約２マイクロメートル、約１マイクロメートルから約２マイクロメートル、および／またはそれらの間の任意の範囲または部分的範囲のＲａ表面粗さを有する外周表面を備えることができるが、さらなる実施の形態において、別のＲａ表面粗さが与えられることがある。しかしながら、図１に概略示されるように、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂとの接触により、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂのある区域上に表面材料１１７が形成され得る。

【0054】

ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂが回転し続け、追加のガラス形成材料を対のロール１０３ａ、１０３ｂの間隙「Ｇ１」、「Ｇ２」に通過させ続けている間、前記方法は、表面材料１１７の標的位置にレーザビームを照射する工程をさらに含むことができる。例えば、図１に示されたように、第１のレーザ装置１１８ａからの第１のレーザビーム１２９ａは、第１のレーザ経路１１９ａに沿って移動して、第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａの第１の外周表面１１３ａ上に形成された表面材料１１７の標的位置１５１を照射するように向けられることがある。さらに図示されたように、第１のレーザ装置１１８ａからの第２のレーザビーム１２９ｂは、第２のレーザ経路１１９ｂに沿って移動して、第一対のロール１０３ａの第２のロール１０９ａの第２の外周表面１１５ａ上に形成された表面材料１１７の標的位置１５１を照射するように向けられることがある。

【0055】

さらなる実施の形態において、第２のレーザ装置１１８ｂからの第１のレーザビーム１３３ａは、第１のレーザ経路１２３ａに沿って移動して、第二対のロール１０３ｂの第１のロール１０５ｂの第１の外周表面１１３ｂ上に形成された表面材料１１７の標的位置１５１を照射するように向けられることがある。さらに図示されたように、第２のレーザ装置１１８ｂからの第２のレーザビーム１３３ｂは、第２のレーザ経路１２３ｂに沿って移動して、第二対のロール１０３ｂの第２のロール１０９ｂの第２の外周表面１１５ｂ上に形成された表面材料１１７の標的位置１５１を照射するように向けられることがある。

【0056】

下記の記載が、第二対のロール１０３ｂの第１のロール１０５ｂおよび第２のロール１０９ｂなどのいずれのロールにも等しく適応できるという理解の下で、第一対のロール１０３ａのロール１０５ａ、１０９ａから表面材料を第１のレーザ装置１１８ａにより除去する方法が記載されている。

【0057】

その方法は、第１のロール１０５ａの第１の外周表面１１３ａ上に形成された表面材料１１７上の標的位置１５１に、第１のレーザビーム経路１１９ａに沿って移動する第１のレーザビーム１２９ａを照射する工程を含むことができる。同様に、この方法は、第２のロール１０９ａの第２の外周表面１１５ａ上に形成された表面材料１１７上の標的位置１５１に、第２のレーザビーム経路１１９ｂに沿って移動する第２のレーザビーム１２９ｂを照射する工程を含むことができる。図１に示されるように、レーザビーム１２９ａ、１２９ｂは、別々のレーザ発生器１２７ａ、１２７ｂにより与えることができるが、第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａおよび第２のロール１０９ａに関連する各レーザビームを発生させるために、１つの発生器を設けても差し支えない。いくつかの実施の形態において、レーザ発生器により生じるレーザビームは、第１のレーザビーム１２９ａおよび第２のレーザビーム１２９ｂに分割することができる。分割されたレーザビーム１２９ａ、１２９ｂは、次に、光学素子（例えば、鏡）で表面材料１１７の表面上の所望の標的位置に向けることができる。

【0058】

第１のレーザビーム１２９ａは、表面材料１１７が、第１のロール１０５ａの第１の外周表面１１３ａ上の第１の標的位置１２１ａの近傍にある第１のロール１０５ａの第１の外周表面１１３ａのある区域から除去されるまで、第１のロール１０５ａ上に形成された表面材料１１７上の第１の標的位置１５１を照射することができる。同様に、第２のレーザビーム１２９ｂは、表面材料１１７が、第２のロール１０９ａの第２の外周表面１１５ａ上の第２の標的位置１２１ｂの近傍にある第２のロール１０９ａの第２の外周表面１１５ａのある区域から除去されるまで、第２のロール１０９ａ上に形成された表面材料１１７上の標的位置１５１を照射することができる。

【0059】

いくつかの実施の形態において、本開示に亘り、表面材料上の標的位置を照射することにより、その材料をアブレーションすることによって、ロールのその区域から表面材料を除去することができる。いくつかの実施の形態において、本開示に亘り、表面材料上の標的位置を照射することにより、加熱効果および／または音響効果によって、ロールのその区域から表面材料を除去することができる。

【0060】

ロール１０５ａ、１０９ａの外周表面１１３ａ、１１３ｂの区域から表面材料１１７を除去することは、対応するロール１０５ａ、１０９ａの回転軸１０７ａ、１１１ａの方向２０５に沿って対応する標的位置１５１を動かす工程を含み得る。例えば、図２に示されるように、キャリッジ２０１は、レーザ発生器１２７ａと共に、レール２０３に沿って方向２０５に移動して、表面材料１１７上の標的位置１５１を動かすことができる。表面材料１１７上の標的位置１５１の動きは、第１の回転軸１０７ａの周りの第１のロール１０５ａの回転によっても生じ得る。図から分かるように、表面材料１１７上の標的位置１５１の動きは、第１の回転軸１０７ａの方向２０５における標的位置１５１の動きおよび第１の回転軸１０７ａの周りの第１のロール１０５ａの回転の両方の結果であり得る。その結果、レーザビームが表面材料をアブレーションして、第１の外周表面１１３ａの処理部分２１１（図２参照）を再び露出させるときに、螺旋経路３０３（図３参照）を提供することができる。第１の外周表面１１３ａの全長が一旦処理されたら、第１のレーザ装置１１８ａは、所定の期間に亘りレーザの施用を中止することがある。あるいは、レーザは、反対方向に再洗浄を行うように継続する、または元の位置に戻り、同じ方向２０５に再び処理を始めることがある。代わりの実施の形態において、第１のレーザビーム１２９ａは、第１のロール１０５ａの回転運動を最小にして、ビームで処理すべき第１の外周表面１１３ａの長さを素早く移動することがある。次に、第１のレーザビーム１２９ａは、第１のロール１０５ａの回転運動をさらに最小にして、第１の外周表面１１３ａの長さを反対方向に戻るように素早く移動することがある。そのような方法で、第１のレーザビーム１２９ａは、ラスター走査して、第１の外周表面１１３ａを処理することがあり、ここで、第１のレーザビーム１２９ａは、第１のロール１０５ａが第１の回転軸１０７ａの周りを回転するときに、第１の回転軸１０７ａの方向に第１の外周表面１１３ａの全長を処理するように実質的に平行な走査経路で移動することができる。

【0061】

レーザビーム１２９ａ、１２９ｂ、１３３ａ、１３３ｂは、外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂから表面材料１１７を除去しながら、対のロール１０３ａ、１０３ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂの区域に損傷を与えない。例えば、それらのレーザビームは、それらの外周表面の元のＲａ表面粗さを著しくは変えず、その外周表面を形成する材料の外層を除去しない。そうではなく、レーザパラメータ（例えば、スポットサイズ、ラスター速度、出力、スポットの重複など）は、外周表面を損傷（例えば、変更）せずに、表面材料を除去するように設計されることがある。それゆえ、レーザ処理は、ロールの半径を変えずに、ロールの所定のＲａ表面粗さ、放射率、および／または伝熱係数を回復させて、ロールのＲａ表面粗さおよび安定な伝熱率の持続した恩恵を与えつつ、ロール間の間隙「Ｇ１」、「Ｇ２」のサイズの厳しい公差も提供する。

【0062】

本開示のさらなる実施の形態において、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂをガラス製造装置１０１から取り外すことができ、次いで、取り外されたロールを洗浄することができる。例えば、上述したロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂの１つ以上をガラス製造装置１０１から取り外し、洗浄フレーム４０１（図４参照）内に取り付けることがある。説明目的のために、図４は、洗浄フレーム４０１内に取り付けられた第一対のロール１０３ａの第１のロール１０５ａを示しているが、他のロール１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂのいずれも、洗浄フレーム４０１内に同様に取り付け、下記に述べるように洗浄することができる。取り付けられたロールは、上述したロールのいずれの特徴も含み得る。例えば、取り付けられたロールは、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する外周表面を含み得、表面材料１１７が、上述したように外周表面のある区域上に形成され得る。

【0063】

これから、洗浄フレーム４０１内に取り付けられた第１のロール１０５ａを洗浄する方法を記載する。この方法は、表面材料１１７上の標的位置４０３にレーザビーム４０５を照射する工程を含み得る。この方法は、第１のロール１０５ａの外周表面１１３ａのその区域から表面材料１１７の一部をレーザビーム４０５で除去しながら、第１のロール１０５ａと標的位置４０３との間の相対運動をさらに提供することができる。いくつかの実施の形態において、モータ（図示せず）が、第１のロール１０５ａの回転軸１０７ａの周りに第１のロール１０５ａを回転させて、第１のロール１０５ａと標的位置４０３との間の相対運動を与えることができる。さらなる実施の形態において、第１のロール１０５ａが回転している間に、標的位置４０３は、第１の回転軸１０７ａの方向２０５に沿って動かされることがある。いくつかの実施の形態において、レーザ発生器４０７は、レール４１１に沿って移動して、方向２０５に沿って標的位置４０３を動かすために、キャリッジ４０９上に取り付けられることがある。あるいは、図３に示されるように、レーザ発生器が静止したままである間に、レーザビームを方向２０５に動かすように光学素子を作ることができる。例えば、鏡３０１または他の光学素子は、レーザ発生器が静止したままである間に、ビームを方向２０５に動かすように作ることができる。それゆえ、図３に関して、表面材料１１７は、ロール１０５ａが回転軸１０７ａの周りに回転している間に、標的位置４０３が回転軸１０７ａの方向２０５に動かされているときに、螺旋経路３０３に沿って除去されることがある。表面材料１１７が螺旋経路３０３に沿って除去されているので、第１のロール１０５ａの第１の外周表面１１３ａ全体が、レーザビーム４０５が第１のロール１０５ａの一端からロール１０５ａの他端まで移動するときに処理されることがある。代わりの実施の形態において、ビームは、第１のロール１０５ａの回転運動を最小にして、レーザビームで処理されるべき第１の外周表面１１３ａの長さを素早く移動することがある。次に、レーザビームは、第１のロール１０５ａの回転運動をさらに最小にして、第１の外周表面１１３ａの長さを反対方向に戻るように素早く移動することがある。そのような方法で、そのレーザビームは、ラスター走査して、第１の外周表面１１３ａを処理することがあり、ここで、レーザビームは、第１のロール１０５ａが第１の回転軸１０７ａの周りを回転するときに、第１の回転軸１０７ａの方向に第１の外周表面１１３ａの全長を処理するように実質的に平行な走査経路で移動することができる。

【0064】

図２および４を参照すると、レーザビームは、対のロール１０３ａ、１０３ｂの外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂの区域に損傷を与えない。例えば、それらのレーザビームは、外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂの元のＲａ表面粗さを変えず、外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂを形成する材料の外層を除去しない。そうではなく、レーザパラメータ（例えば、スポットサイズ、ラスター速度、出力、スポットの重複など）は、外周表面１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂを損傷せずに、表面材料を除去するように設計されることがある。それゆえ、レーザ処理は、ロールの半径を変えずに、ロールの所定のＲａ表面粗さ、放射率、および／または伝熱係数を回復させて、ロールのＲａ表面粗さおよび安定な伝熱率の持続した恩恵を与えつつ、ロール１０５ａ、１０５ｂ、１０９ａ、１０９ｂ間の間隙「Ｇ１」、「Ｇ２」のサイズの厳しい公差も提供する。

【0065】

本開示の実施の形態のいずれに、表面材料１１７のアブレーション中に生じるかもしれない微粒子を除去するための真空オリフィス１５３（例えば、図１～２参照）を設けてもよい。例えば、導管１５５は、吸引力を提供して、レーザ洗浄過程からの破片を導管１５５中に引き込んで、遠隔位置にある廃棄物収集区域に送るオリフィス１５３を含むことがある。真空オリフィス１５３は、ガラス形成材料（例えば、溶融したガラス形成材料１３７）の近傍から微粒子を除去して、そうしなければ、結果として生じるガラスリボンまたはロールを汚染するかもしれない破片の導入を避けるのに役立ち得る。

【0066】

本開示の概念は、上述したサイジングロール以外のガラス製造装置のロールに施されてもよい。例えば、ロールは、溶融したガラス形成材料のリボンが成形装置の楔から引き出されるフュージョンダウンドロー過程におけるエッジロールを含むことがある。いくつかの実施の形態において、本開示の概念は、レーザからのエネルギーの著しい量を吸収しないが、レーザを表面材料に戻るように反射して、ロールの外周表面に損傷を与えずに、表面材料のアブレーションをさらに向上させるガラス形成材料から作られたロールに使用されることがある。

【0067】

様々な実施の形態を、その特定の説明のための具体例に関して詳しく記載してきたが、開示された特徴の数多くの改変および組合せが、以下の特許請求の範囲から逸脱せずに可能であるので、本開示は、それらに限定されると考えるべきではない。

【0068】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0069】

実施形態１
ガラス製造装置において、
第１の回転軸の周りに回転可能な第１のロール、
第２の回転軸の周りに回転可能な第２のロール、および
第１の標的位置で前記第１のロールの外周表面と交差する第１のレーザ経路を規定するレーザ装置、
を備えたガラス製造装置。

【0070】

実施形態２
前記第１のロールの外周表面は、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する、実施形態１に記載のガラス製造装置。

【0071】

実施形態３
前記第１のロールの外周表面上に表面材料が形成される、実施形態１または２に記載のガラス製造装置。

【0072】

実施形態４
前記レーザ装置が、第２の標的位置で前記第２のロールの外周表面と交差する第２のレーザ経路を含む、実施形態１から３のいずれか１つに記載のガラス製造装置。

【0073】

実施形態５
前記第２のロールの外周表面が、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する、実施形態４に記載のガラス製造装置。

【0074】

実施形態６
前記第２のロールの外周表面上に表面材料が形成される、実施形態４または５に記載のガラス製造装置。

【0075】

実施形態７
前記レーザ装置が、前記第２の回転軸の方向に沿って前記第２の標的位置を動かすように構成されている、実施形態４から６のいずれか１つに記載のガラス製造装置。

【0076】

実施形態８
前記レーザ装置が、前記第１の回転軸の方向に沿って前記第１の標的位置を動かすように構成されている、実施形態１から７のいずれか１つに記載のガラス製造装置。

【0077】

実施形態９
前記第１のロールおよび前記第２のロールが、ガラス形成材料を、該ガラス形成材料のリボンの全幅に亘り所定の厚さにするように構成されている、実施形態１から８のいずれか１つに記載のガラス製造装置。

【0078】

実施形態１０
前記第１のロールと前記第２のロールとの間に画成された間隙中に溶融したガラス形成材料を供給するように位置付けられた溶融したガラス形成材料の供給源をさらに備える、実施形態９に記載のガラス製造装置。

【0079】

実施形態１１
ガラス製造装置のロールを洗浄する方法であって、該ロールが、外周表面および該外周表面のある区域上に形成された表面材料を含み、
前記表面材料上の標的位置にレーザビームを照射する工程、および
前記ロールの外周表面の前記区域から前記表面材料の一部を前記レーザビームで除去しながら、該ロールと前記標的位置との間で相対運動を生じる工程、
を有してなる方法。

【0080】

実施形態１２
前記ロールの外周表面の前記区域が、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する、実施形態１１に記載の方法。

【0081】

実施形態１３
前記相対運動が、前記ロールの回転軸の周りに該ロールを回転させることを含む、実施形態１１または１２に記載の方法。

【0082】

実施形態１４
前記相対運動が、前記ロールの回転軸の方向に沿って前記標的位置を動かすことをさらに含む、実施形態１３に記載の方法。

【0083】

実施形態１５
前記標的位置が、前記ロールが該ロールの回転軸の周りに回転している間に、該ロールの回転軸の方向に沿って移動する、実施形態１４に記載の方法。

【0084】

実施形態１６
前記レーザビームが、前記ロールの外周表面の前記区域に損傷を与えない、実施形態１１から１５のいずれか１つに記載の方法。

【0085】

実施形態１７
ガラスリボンを製造する方法において、
第１の回転軸の周りに回転する第１のロールと、第２の回転軸の周りに回転する第２のロールとの間に画成された間隙にガラス形成材料を通過させる工程であって、該第１のロールの外周表面のある区域上に表面材料が形成される工程、
前記表面材料上の第１の標的位置に第１のレーザビームを照射する工程、および
前記間隙に追加のガラス形成材料を通過させつつ、前記第１のロールの外周表面の前記区域から前記表面材料を前記第１のレーザビームで除去する工程、
を有してなる方法。

【0086】

実施形態１８
前記表面材料を除去する工程が、前記第１のロールの前記第１の回転軸の方向に沿って前記第１の標的位置を動かす工程をさらに含む、実施形態１７に記載の方法。

【0087】

実施形態１９
前記第１のレーザビームが、前記第１のロールの外周表面の前記区域に損傷を与えない、実施形態１７または１８に記載の方法。

【0088】

実施形態２０
前記第１のロールの外周表面の前記区域が、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する、実施形態１７から１９のいずれか１つに記載の方法。

【0089】

実施形態２１
前記第２のロールの外周表面のある区域上に表面材料が形成され、前記方法が、該第２のロールの外周表面の該区域上に形成された該表面材料上の第２の標的位置に第２のレーザビームを照射する工程、および前記間隙に前記追加のガラス形成材料を通過させつつ、該第２のロールの外周表面の該区域から該表面材料を該第２のレーザビームで除去する工程をさらに含む、実施形態１７から２０のいずれか１つに記載の方法。

【0090】

実施形態２２
前記第２のロールの外周表面の前記区域から表面材料を除去する工程が、該第２のロールの前記第２の回転軸の方向に沿って前記第２の標的位置を動かす工程をさらに含む、実施形態２１に記載の方法。

【0091】

実施形態２３
前記第２のレーザビームが、前記第２のロールの外周表面の前記区域に損傷を与えない、実施形態２１または２２に記載の方法。

【0092】

実施形態２４
前記第２のロールの外周表面の前記区域が、約０．０２マイクロメートルから約１５マイクロメートルのＲａ表面粗さを有する、実施形態２１から２３のいずれか１つに記載の方法。

【0093】

実施形態２５
前記第１のロールおよび前記第２のロールが、ガラス形成材料を、前記間隙の下流に移動する該ガラス形成材料のリボンの幅に亘り所定の厚さにする、実施形態１７から２４のいずれか１つに記載の方法。

【0094】

実施形態２６
前記ガラス形成材料が、前記間隙中に供給される溶融したガラス形成材料を含む、実施形態２５に記載の方法。

【符号の説明】

【0095】

１０１ ガラス製造装置
１０３ａ、１０３ｂ 対のロール
１０５ａ、１０５ｂ 第１のロール
１０７ａ、１０７ｂ 第１の回転軸
１０９ａ、１０９ｂ 第２のロール
１１１ａ、１１１ｂ 第２の回転軸
１１３ａ、１１３ｂ、１１５ａ、１１５ｂ 外周表面
１１７ 表面材料
１１８ａ 第１のレーザ装置
１１８ｂ 第２のレーザ装置
１２１ａ、１２５ａ 第１の標的位置
１２１ｂ、１２５ｂ 第２の標的位置
１２７ａ、１３１ａ 第１のレーザ発生器
１２７ｂ、１３１ｂ 第２のレーザ発生器
１２９ａ、１２９ｂ、１３３ａ、１３３ｂ、４０５ レーザビーム
１３５ ガラスリボン
１３７、１４３ ガラス形成材料
１３９ ガラス形成材料の供給源
１４５ａ、１４５ｂ 対向主面
１５１、４０３ 標的位置
１５３ 真空オリフィス
１５５ 導管
２０１、４０９ キャリッジ
３０１ 鏡
４０１ 洗浄フレーム
４０７ レーザ発生器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】