(57)【要約】【課題】ガラス基板などの被処理物を均一な温度分布に保ちながら均一な昇温速度および降温速度で熱処理することのできるクリーンオーブンを提供する。【解決手段】クリーンオーブン１は、隔壁２によって区画された処理室３内の収容部４に被処理物５を収容し、処理室３内の空気を循環させて被処理物５を熱処理するものである。処理室３内には、ヒータ６で加熱した空気を吸い込んで送気路７へ供給するシロッコファン８と、被処理物５を載置する支持テーブル９と、収容部４に向って空気流を直進させるための四角筒形状の導風路１２と、導風路１２の上流側延長線上に配置され収容部４に向かって直進する空気流を発生させる送風手段であるプロペラファン１３などが設けられ、導風路１２から収容部４に流入する空気流の気圧分布を均等化するための等圧化手段である空気浄化フィルタ１４が導風路１２内に設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁で区画された処理室内に設けられた収容部に被処理物を収容し、前記処理室内の気体を循環させながら前記被処理物を熱処理するクリーンオーブンであって、前記処理室内に、前記収容部に向かって気体流を直進させるための導風路と、前記導風路の上流側延長線上に配置され前記収容部に向かって直進する気体流を発生させる送風手段とを備え、前記導風路から前記収容部に流入する前記気体流の気圧分布を均等化するための等圧化手段を前記導風路内に設けたことを特徴とするクリーンオーブン。
【請求項２】
隔壁で区画された処理室内に設けられた収容部に被処理物を収容し、前記処理室内の気体を循環させながら前記被処理物を熱処理するクリーンオーブンであって、前記処理室内に、前記収容部に向かって気体流を進行させるための上流側導風路と、前記上流側導風路から流入し前記収容部を通過した気体流を一定方向に進行させるための下流側導風路と、前記上流側導風路から流入し前記収容部を通過して前記下流側導風路へ進行する気体流を発生させるため前記下流側導風路に配置された吸気手段とを備え、前記上流側導風路から前記収容部に流入する気体流の気圧分布を均等化するための等圧化手段を前記上流側導風路内に設けたことを特徴とするクリーンオーブン。
【請求項３】
前記等圧化手段として気体浄化フィルタを設けた請求項１または２記載のクリーンオーブン。
【請求項４】
前記送風手段がプロペラファンまたは軸流ファンである請求項１記載のクリーンオーブン。
【請求項５】
前記吸気手段がシロッコファンである請求項２記載のクリーンオーブン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隔壁で区画された処理室内の気体を循環させながら収容した被処理物の熱処理を行うクリーンオーブンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイにおけるガラス基板上の配向膜の焼成などに用いられるクリーンオーブンは、ガラス基板などの被処理物を収容するための断熱壁で区画された処理室と、処理室内の空気を加熱するためのヒータと、処理室内の空気を循環するためのファンなどによって構成されている。
【０００３】
しかしながら、従来のクリーンオーブンは処理室内部における温度分布や昇温速度にばらつきが生じやすいので、処理室に収容された被処理物の各部における温度分布や昇温速度にもばらつきが生じやすく、温度不均一に起因する様々な形態の製品不良が発生していた。そこで、被処理物に向かって集中的に送風する機能を有するクリーンオーブン（例えば、特許文献１参照。）あるいはモータ駆動式ファンインペラを備えたガラス製品用オーブン（例えば、特許文献２参照。）などがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１７７１４５号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】
特表平１１−５１０６３６号公報（第４−７頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されているクリーンオーブンの場合、温度調節部で調温した空気を物品収容部に向かって吹き出すフィルタの出口に、フィルタから出た空気が物品収容部における各物品に集中的に向かうように吹き出し面積を絞ったフードが設けられているため、フード内周面付近を通過する空気流はフードによって急激に流れ方向を変えられた後、フードから吹き出すこととなり、急激に流れ方向が変えられた空気流はフードから出た時点で乱流となることが多い。
【０００６】
このような乱流が生じると物品収容部に収容された物品に向かう空気流が乱れて各物品に均等に当たらなくなるので、各物品の各部が所定温度に均一に加熱されなくなり、熱処理にばらつきが生じる。
【０００７】
フィルタの出口に吹き出し面積を絞ったフードを設けたことにより、フードより上流側に位置するフィルタ内を通過する空気流はその場所によって流速や流れ方向にばらつきが生じるため、フィルタ内の一部に空気の滞留が生じるおそれがある。また、フィルタ内において、空気流の流速が遅い部分や空気が滞留している部分には熱が籠もる可能性があるため、フィルタ内の温度分布にばらつきが生じ、熱処理温度のばらつきの原因となることがある。
【０００８】
一方、特許文献２に記載されているガラス製品用オーブンは、ファンインペラによって発生する空気流を、直接、被処理物に衝突させるものであるが、ファンインペラから送られる空気流の中心付近と、中心から離れた部分との間には流速や流れ方向に大きなばらつきがあるため、処理温度の均一化を実現することは困難である。また、このガラス製品用オーブンは、被処理物を一定方向に搬送しながら熱処理するものであるため、密閉空間内に被処理物を収容して熱処理を行うクリーンオーブンに採用することはできない。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、ガラス基板などの被処理物を均一な温度分布に保ちながら均一な昇温速度および降温速度で熱処理することのできるクリーンオーブンを提供することにある。（以下、昇温速度および降温速度を「変温速度」と呼ぶ。）
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第一のクリーンオーブンは、隔壁で区画された処理室内に設けられた収容部に被処理物を収容し、処理室内の気体を循環させながら被処理物を熱処理するクリーンオーブンであって、処理室内に、収容部に向かって気体流を直進させるための導風路と、導風路の上流側延長線上に配置され収容部に向かって直進する気体流を発生させる送風手段とを備え、導風路から収容部に流入する気体流の気圧分布を均等化するための等圧化手段を導風路内に設けたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成とすれば、導風路の延長線上に配置された送風手段によって発生し導風路内を収容部に向かって直進する気体流が、等圧化手段でその気圧分布が均等化された後、収容部に向かって直線的に流れ込むこととなり、気体流の乱れや収容部における気体流の滞留や流速のばらつきが発生しないので、収容部に収容された被処理物を均一な温度分布に保ちながら均一な変温速度で熱処理することができる。
【００１２】
この場合、前記送風手段として、プロペラファンまたは軸流ファンなどを用いることにより、前記導風路内を直進する気体流を効率的に発生させることができるようになる。
【００１３】
また、本発明に係る第二のクリーンオーブンは、隔壁で区画された処理室内に設けられた収容部に被処理物を収容し、処理室内の気体を循環させながら被処理物を熱処理するクリーンオーブンであって、処理室内に、収容部に向かって気体流を進行させるための上流側導風路と、上流側導風路から流入し収容部を通過した気体流を一定方向に進行させるための下流側導風路と、上流側導風路から流入し収容部を通過して下流側導風路へ進行する気体流を発生させるため下流側導風路に配置された吸気手段とを備え、上流側導風路から収容部に流入する気体流の気圧分布を均等化するための等圧化手段を上流側導風路内に設けたことを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすれば、吸気手段を作動させることで下流側導風路内に生じる負圧により、上流側導風路から収容部内に流入し被処理物の表面に沿って通過して下流側導風路へ進行する気体流が発生するとともに、上流側導風路内を収容部に向かって流れる気体流は上流側導風路内にある等圧化手段でその気圧分布が均等化された後、収容部に流入するので、収容部に収容された被熱処理物を均一な温度分布および変温速度に維持しながら熱処理することができる。
【００１５】
この場合、収容部に流入する気体流は、収容部よりも下流側に配置した吸気手段で吸引することによって発生させるので、被熱処理物やその他の障害物に当たったときに乱流が発生せず、被処理物の外面に沿って密着して流れるとともに、滞留が発生することもないため、被処理物を均一な温度分布および変温速度に保ちながら熱処理することができる。
【００１６】
この場合、前記吸気手段としてシロッコファンを用いれば、上流側導風路から被処理物を経由して下流側導風路へ流れる気体流を効率的に発生させることができる。
【００１７】
一方、前記等圧化手段としては、圧損発生機能を有する気体浄化フィルタを設けることが望ましい。このような気体浄化フィルタは、ここを気体流が通過する際に圧損を発生させることでこれより上流側の気体流の気圧を高め、これによって上流側の気体流の気圧分布が均等化された状態となって気体浄化フィルタを通過するので、通過後の気体流の気圧分布を均等化することができる。また、気体浄化フィルタは気体流に含まれる塵埃などを除去することができるので、収容部に塵埃などが流れ込んで被処理物に悪影響を与えるのを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態であるクリーンオーブンを示す垂直断面図、図２は図１に示すクリーンオーブンの水平断面図、図３は図１の一部拡大図である。
【００１９】
図１、図２に示すように、本実施形態のクリーンオーブン１は、断熱性を有する隔壁２によって区画された略直方体形状の処理室３内に設けられた収容部４に被処理物５を収容し、処理室３内の空気を循環させながら被処理物５を熱処理するものである。処理室３内には、循環させる空気を加熱するためのヒータ６と、ヒータ６で加熱された空気を吸い込んで送気路７へ供給するためのシロッコファン８と、被処理物５を載置するための支持テーブル９などが設けられている。シロッコファン８は、隔壁２に開設された貫通孔１５に挿通された駆動軸１６を、処理室３の下側に配置されたモータ（図示せず）によって駆動することによって回転する。
【００２０】
支持テーブル９は、処理室３の下側に配置された昇降装置１０に設けられた昇降軸１１によって昇降させることができる。送気路７は、ヒータ６の下方から処理室５の下面側の隔壁２に沿って設けられ、ヒータ６と対向する位置にある処理室５の側面側の隔壁２に沿って立ち上がるように配置されている。処理室３内への被処理物５の出し入れは、クリーンオーブン１の背面側に設けられた開閉ドア２５から行う。
【００２１】
また、処理室３内には、収容部４に向かって空気流を直進させるための四角筒形状の導風路１２と、導風路１２の上流側の延長線上に配置され収容部４に向かって直進する空気流を発生させる送風手段であるプロペラファン１３が設けられ、導風路１２から収容部４に流入する空気流の気圧分布を均等化するための等圧化手段として圧損発生機能を有する空気浄化フィルタ１４が導風路１２内に設けられている。
【００２２】
図３に示すように、プロペラファン１３は隔壁２に開設された貫通孔１５に挿通された駆動軸１６に固定され、隔壁２の外側に配置されたモータ１７およびベルト１８で駆動軸１６を外部から駆動することによってプロペラファン１３を回転させるようになっている。プロペラファン１３の周囲には、スカート状の導風カバー２３が配置され、導風カバー２３の先端側は導風路１２に連通するように接続され、導風カバー２３の基端側は、下半分に切欠部２３ａが設けられた半円筒部２３ｂを介して隔壁２に固定されている。
【００２３】
また、収容部４に収容されている被処理物５の空気流導入部分５ａは、導風路１２の下流側開口部１２ａに臨む位置に配置され、この下流側開口部１２ａの面積は、被処理物５の空気流導入部分５ａの面積より広く設定されている。なお、本実施形態において、被処理物５は複数のガラス基板であり、これらのガラス基板は互いに隙間を設けて水平に積層された状態で収容部４の支持テーブル９上に載置されている。
【００２４】
収容部４の支持テーブル９上に被処理物５を載置し、ヒータ６、シロッコファン８およびプロペラファン１３を作動させると、処理室３内においては、ヒータ６によって加熱された空気流が、図１の矢線２４で示すように循環し、この循環空気流が収容部４に収容された被処理物５の間をほぼ水平に通過することによって被処理物５の熱処理が行われる。
【００２５】
図３で示したように、導風路１２の延長線上に配置されたプロペラファン１３を回転させることにより、送気路７を経由して供給される空気流は切欠部２３ａを通過してプロペラファン１３の背面側から導風カバー２３内へ流れ込み、導風路１２内を収容部４に向かって直進する空気流となる。これらの空気流は、収容部４の直前に配置された、圧損発生機能を有する空気浄化フィルタ１４でその気圧分布が均等化された後、直ちに収容部４に向かって直線的に流れ込むので、空気流の乱れや収容部４における空気流の滞留や流速のばらつきが発生せず、収容部４に収容された被処理物５の隙間を均等に通過するので、被処理物５を均一な温度分布に保ちながら均一な変温速度で熱処理することができる。
【００２６】
また、導風路１２内に配置された気体浄化フィルタ１４を空気流が通過する際に圧損が発生し、これにより上流側の空気流の気圧が高まって上流側の空気流の気圧分布が均等化された状態となって気体浄化フィルタ１４を通過するので、通過後の空気流の気圧分布を均等化することができる。また、気体浄化フィルタ１４は空気流に含まれる塵埃などを除去することができるので、収容部１４に塵埃などが流れ込んで被処理物５に悪影響を与えるのを防止することができる。
【００２７】
さらに、図３で示したように、隔壁２の外側に位置する駆動軸１６の貫通孔１５に臨む部分には吸引ファン２０を取り付け、この吸引ファン２０の周囲を包囲する円筒形のファンカバー２１を設けている。プロペラファン１３を運転方向に回転させると吸引ファン２０も回転して矢線２２方向の空気流が発生するので、回転中のプロペラファン１３と隔壁２との間に生じる負圧によって、駆動軸１６と貫通孔１５との隙間１９を通じて塵埃などを含む外気が収容部４などへ流入するのを防ぐことができる。
【００２８】
なお、図１で示した、シロッコファン８を駆動するため処理室３の下面側の隔壁２に開設した貫通孔１５に挿通された駆動軸１６にも吸引ファン２０が取り付けられており、前述と同様の作用によって塵埃などの流入を防止している。
【００２９】
次に図４〜図６を参照して、本発明の第２実施形態であるクリーンオーブン３０について説明する。なお、図４〜図６に示しているクリーンオーブン３０の構成部材のうち、前述したクリーンオーブン１の構成部材と同様の機能、効果を発揮するものについては、図１〜図３の場合と同符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施形態のクリーンオーブン３０は、隔壁２で区画された処理室３内に設けられた収容部４に被処理物５（ガラス基板）を収容し、処理室４内に、ブロックヒータ３５によって加熱され矢線３１に示すように循環する空気流を発生させ、この空気流を被処理物５の露出面に沿って通過させることによって被処理物５の熱処理を行うものである。
【００３１】
処理室３内には、収容部４に向って気体流を進行させるための上流側導風路３２と、上流側導風路３２から流入し収容部４を通過した空気流を一定方向に進行させるための下流側導風路３３とを備え、上流側導風路３２から流入し収容部４を通過して下流側導風路３３へ進行する空気流を発生させるため下流側導風路３３の下流側開口部３３ａに吸気手段であるシロッコファン３４を配置し、上流側導風路３２から収容部４に流入する空気流の気圧分布を均等化するための等圧化手段として圧損発生機能を有する空気浄化フィルタ１４を上流側導風路３２内に設けている。
【００３２】
クリーンオーブン３０内の収容部５の支持テーブル９上に被処理物５をセットした後、ブロックヒータ３４およびシロッコファン３５を作動させると、下流側導風路３３内に負圧が生じるため、上流側導風路３２から収容部４内に流入し被処理物５の露出面に沿って通過して下流側導風路３３へ進行する空気流が発生する。そして、この気体流は等圧化手段である空気浄化フィルタ１４でその気圧分布が均等化された後、収容部４に流入し、収容部４に収容された被処理物５の間をほぼ水平に通過するので、収容部４の被熱処理物５を均一な温度分布および変温速度に維持しながら熱処理することができる。
【００３３】
クリーンオーブン３０の場合、収容部４に流入する空気流は、収容部４よりも下流側に配置したシロッコファン３４で吸引することによって発生させるので、被熱処理物５やその他の障害物に当たったときに乱流が発生せず、被処理物５の露出面に沿って密着状態を保ちながら流れ、滞留が発生することもないため、クリーンオーブン１よりもさらに被処理物５を均一な温度分布および変温速度に保ちながら熱処理することができる。なお、クリーンオーブン３０では、加熱手段として反応が速いブロックヒータ３５を用いているため、温度の立ち上がりが速いほか、空気流の抵抗も少ない。
【００３４】
また、クリーンオーブン３０においても、図６に示すように、塵埃などを含む外気が、シロッコファン３４の駆動軸１６と、隔壁２に開設された貫通孔１５との隙間１９を通って処理室３内へ流入して被処理物５に悪影響を与えるのを防止するため、隔壁２の外側に位置する駆動軸１６に吸引ファン２０を取り付け、その周りにファンカバー２１を配置し、さらに、隔壁２の内側の貫通孔１９の開口部に臨む部分に位置する駆動軸１６に円板状の遮蔽部材３６を取り付けている。吸引ファン２０の機能、効果は前述した通りであるが、遮蔽部材３６により前記開口部が覆われた状態となっているため、隔壁２とシロッコファン３４との間に生じる負圧に起因して隙間１９に発生する負圧を緩和することができ、外気の流入防止機能に優れている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏する。
【００３６】
（１）クリーンオーブンの処理室内に、収容部に向かって気体流を直進させるための導風路と、導風路の上流側延長線上に配置され収容部に向かって直進する気体流を発生させる送風手段とを設け、導風路から収容部に流入する気体流の気圧分布を均等化するための等圧化手段を導風路内に設けたことにより、被処理物を均一な温度分布に保ちながら均一な変温速度で熱処理することができるようになる。
【００３７】
（２）クリーンオーブンの処理室内に、収容部に向かって気体流を進行させるための上流側導風路と、上流側導風路から流入し収容部を通過した気体流を一定方向に進行させるための下流側導風路と、上流側導風路から流入し収容部を通過して下流側導風路へ進行する気体流を発生させるため下流側導風路に配置された吸気手段とを備え、上流側導風路から収容部に流入する気体流の気圧分布を均等化するための等圧化手段を上流側導風路内に設けたことにより、前記（１）の場合よりも被処理物を均一な温度分布に保ちながら均一な変温速度で熱処理することができるようになる。
【００３８】
（３）前記等圧化手段として気体浄化フィルタを設けることにより、当該気体浄化フィルタを気体流が通過するときに圧損が発生することで通過後の気体流の気圧分布を均等化することができ、気体流に含まれる塵埃なども除去することができる。
【００３９】
（４）前記（１）のクリーンオーブンにおける送風手段として、プロペラファンまたは軸流ファンを用いることにより前記導風路内を直進する気体流を効率的に発生させることができる。
【００４０】
（５）前記（２）のクリーンオーブンにおける吸気手段として、シロッコファンを用いることにより、上流側導風路から被処理物を経由して下流側導風路へ流れる気体流を効率的に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるクリーンオーブンを示す垂直断面図である。
【図２】図１に示すクリーンオーブンの水平断面図である。
【図３】図１の一部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態であるクリーンオーブンの垂直断面図である。
【図５】図４に示すクリーンオーブンの水平断面図である。
【図６】図４の一部拡大図である。
【符号の説明】
１，３０  クリーンオーブン
２  隔壁
３  処理室
４  収容部
５  被処理物
５ａ  空気流導入部分
６  ヒータ
７  送気路
８，３４  シロッコファン
９  支持テーブル
１０  昇降装置
１１  昇降軸
１２  導風路
１２ａ，３３ａ  下流側開口部
１３  プロペラファン
１４  空気浄化フィルタ
１５  貫通孔
１６  駆動軸
１７  モータ
１８  ベルト
１９  隙間
２０  吸引ファン
２１  ファンカバー
２２，２４，３１  矢線
２３  導風カバー
２３ａ  切欠部
２３ｂ  半円筒部
２５  開閉ドア
３２  上流側導風路
３３  下流側導風路
３５  ブロックヒータ
３６  遮蔽部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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