(57)【要約】【課題】被処理物がセッターからずれるのを防止することができる熱処理炉を提供する。【解決手段】この熱処理炉１は、板状の被処理物３を加熱するための加熱ゾーンＡと同被処理物３を徐冷するための徐冷ゾーンＢと同被処理物３を冷却するための冷却ゾーンＣとを有する炉部４と、多数のローラ１１を搬送方向Ｙに並設することによって構成されたローラタイプの搬送機構２よりなる炉床とを備えている。前記被処理物３が上面に載置された板状のセッター３１を前記各ローラ１１上に載せて同ローラ１１を回転させることにより、その被処理物３を炉部４内の搬送方向Ｙ下流側に搬送するようにされている。前記炉部４の冷却ゾーンＣに配置されている各ローラ１１には、前記セッター３１を支持する支持ローラ１２が設けられ、当該支持ローラ１２が前記炉部４の幅方向Ｘ両端部に振り分けて配置されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被処理物を加熱するための加熱ゾーンと同被処理物を徐冷するための徐冷ゾーンと同被処理物を冷却するための冷却ゾーンとを有する炉部と、
多数のローラを搬送方向に並設することによって構成されたローラタイプの搬送機構よりなる炉床とを備え、
前記被処理物が上面に載置された板状のセッターを前記各ローラ上に載せて同ローラを回転させることにより、その被処理物を炉部内の搬送方向下流側に搬送するようにした熱処理炉において、
前記炉部の冷却ゾーンに配置されている各ローラには、前記セッターを支持する支持ローラが設けられ、当該支持ローラが前記炉部の幅方向両端部に振り分けて配置されていることを特徴とする熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板等の板状の被処理物に一連の熱処理を行う熱処理炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被処理物として、例えば、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板は、電極、誘電体、蛍光体等の膜形成を行うために熱処理炉によって熱処理が行われる。ここで用いられる熱処理炉としては、例えば、ローラハース式連続焼成炉がある。このローラハース式連続焼成炉は、トンネル形状の連続焼成炉で、被処理物を所定温度まで加熱する加熱ゾーンと、加熱された被処理物を所定の温度まで徐冷する徐冷ゾーンと、徐冷された被処理物を常温まで冷却する冷却ゾーンとを有している。ガラス基板等の被処理物は、板状のセッターに載置された状態で炉内の各ゾーンを搬送機構によって順次搬送されながら一連の熱処理が行われる。
【０００３】
搬送機構は、炉内に複数のローラが回転自在に設けられたローラタイプのものである。ローラは炉内において、セッターとともに被処理物を載置する炉床の役割と、回転することによってセッターとともに被処理物を搬送する搬送機構の役割とを果たしている。
また、各ローラには、ローラの径より大径の支持ローラが設けられており、板状のセッターの下面部から支持している。支持ローラが設けられた各ローラが回転することによって、セッターとともに被処理物が炉内搬送される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１７６６４９号公報（第１図）
【０００５】
この特許文献１に記載の熱処理炉の搬送機構１００は、図５に示すように、複数のローラ１０１のそれぞれに、ローラの径より大径の支持ローラ１０２が設けられており、被処理物１０３が載置されたセッター１０４の下面部から支持している。この支持ローラ１０２は、搬送方向Ｙに隣接する２本のローラ１０１において、幅方向Ｘの位置がずれて配置されており、ローラ１０１を炉床として平面視した場合、千鳥状に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の熱処理炉の搬送機構では、加熱されたセッター上の被処理物が冷却ゾーンで冷却されることによって、その周囲が若干反り上がり、中央部が凹んで変形する。この変形によって、セッターと被処理物との間に隙間が形成され、空気が侵入し易くなる。一方、セッターは、その下面部を千鳥状に配置された支持ローラに支持されることによって、被処理物の変形とは異なって不規則に変形する。すなわち、被処理物の変形に対してセッターの変形が追従せず、被処理物とセッターとの間に更なる隙間が形成される。この隙間の形成には、被処理物の反り上がりによって侵入した空気の移動を伴い、この空気の移動によって、セッター上の被処理物が、セッター上からずれる場合があった。
【０００７】
セッター上からずれた被処理物は、搬送中に炉内の側板等に干渉することによって、傷、割れ等の製品不良が発生するとともに、被処理物がセッター上から更に大きくずれた場合は、搬送不能となる。搬送不能となった場合には、炉を停止し、高温の炉や被処理物の温度が下がるのを待ってから、被処理物を取り出す必要がある。この作業は、多大な時間を必要とするので、生産効率の低下をも招く。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、被処理物の変形に対してセッターの変形を概ね追従させることによって、被処理物とセッターとの間に隙間が形成されるのを抑止し、被処理物がセッターからずれるのを防止することができる熱処理炉を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板状の被処理物を加熱するための加熱ゾーンと同被処理物を徐冷するための徐冷ゾーンと同被処理物を冷却するための冷却ゾーンとを有する炉部と、多数のローラを搬送方向に並設することによって構成されたローラタイプの搬送機構よりなる炉床とを備え、前記被処理物が上面に載置された板状のセッターを前記各ローラ上に載せて同ローラを回転させることにより、その被処理物を炉部内の搬送方向下流側に搬送するようにした熱処理炉において、前記炉部の冷却ゾーンに配置されている各ローラには、前記セッターを支持する支持ローラが設けられ、当該支持ローラが前記炉部の幅方向両端部に振り分けて配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、加熱された板状の被処理物は、その表面が冷却されることによってその周囲が反り上がり、中央部が凹んで変形する。一方のセッターは、ローラの長さ方向両端部に設けられた支持ローラにその下面部を支持されることによって、その中央部が凹んで変形する。つまり、被処理物の変形に対してセッターの変形を概ね追従させることができる。従って、被処理物とセッターとの間に隙間が形成されるのが抑止され、被処理物がセッター上からずれるのを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１に、本発明に係る熱処理炉１の加熱ゾーンＡ，徐冷ゾーンＢにおける横断面図を示し、図２に、同冷却ゾーンＣにおける横断面図を示す。また、図３に、本発明に係る熱処理炉１の部分縦断面図を示し、図４に、同冷却ゾーンＣにおける搬送機構２の部分水平断面図を示す。
【００１２】
この熱処理炉１は、被処理物３として、例えば、プラズマディスプレイパネル用ガラス基板に、電極、誘電体、蛍光体等の膜形成を行うために用いるローラハース式連続焼成炉で、ガラス基板３に熱処理を行うトンネル形状の炉部４と、炉部４の炉床を構成しつつガラス基板３を搬送するローラタイプの搬送機構２と、炉部４と搬送機構２とを支持する架台６とを備えている。
なお、ガラス基板３は、例えば、耐熱ガラスセラミックスとからなる板状のセッター３１上に載置された状態で炉内搬送される。
【００１３】
炉部４は、ガラス基板３を加熱する加熱炉４１と、加熱されたガラス基板３を強制冷却する冷却炉４２とを備えている。加熱炉４１は、ガラス基板３を所定温度まで加熱する加熱ゾーンＡと、所定温度まで加熱されたガラス基板３を徐冷する徐冷ゾーンＢとを有し、冷却炉４２は、徐冷されたガラス基板３をさらに常温程度まで急冷する冷却ゾーンＣを有している。セッター３１上に載置されたガラス基板３は、搬送機構２によって、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ内を順次搬送されつつ、一連の熱処理が行われる。
【００１４】
加熱炉４１は、熱発生媒体として、例えば、電気ヒータ（図示せず）を内蔵した複数の板状の炉壁４３と、炉壁４３の内面側に設けられた複数の板状の隔壁４４とを備えている。炉壁４３は、架台６に支持された底壁４５と、底壁４５の両端に立設された側壁４６と、側壁４６の立設端に設けられた天壁４７とを有しており、側壁４６の上端部には、例えば、セラミックからなる棒状の支持材４８が設けられている。隔壁４４は、例えば、耐熱ガラスで構成されており、底壁４５上の幅方向Ｘに所定の間隔をおいて立設された側板４９と、底壁４５上に耐熱材５０を介して載置された底板５１と、支持材４８に支持された天板５２とを備えている。
【００１５】
冷却炉４２は、複数の板状の冷却壁５３と、冷却壁５３の内部に組み込まれた冷却機構５４とを備えている。
冷却壁５３は、例えば、耐熱ガラスから構成されており、架台６上の台部５５を介して載置された冷却底壁５６と、冷却底壁５６の幅方向Ｘ両端に立設された冷却側壁５７と、冷却側壁５７の立設端に設けられた冷却天壁５８とを備えている。
冷却機構５４は、例えば、銅管で構成された配管５９と、配管５９内部に冷却媒体として、例えば、冷却水を供給する供給装置（図示せず）とを有しており、冷却炉４２内のガラス基板３を強制冷却できるようになっている。
【００１６】
搬送機構２は、例えば、円柱形状の複数のハースローラ１１と、各ハースローラ１１に設けられた、例えば、円筒形状の支持ローラ１２と、各ハースローラ１１の両端に設けられた軸部１３と、各ハースローラ１１を回転自在に支持する軸受１４と、軸受１４を支持する支持台１５とを備えている。
ハースローラ１１は、使用温度により、例えば、セラミックやステンレスで構成され、搬送方向Ｙに複数配列されている。軸部１３を含む各ハースローラ１１の幅方向Ｘの両端は、隔壁４２の左右両側板４２ａ及び炉体４１の左右両側壁４１ｂを貫通して外方に延びている。軸部１３は、架台６に設けられた支持台１５に軸受１４を介して回転自在に支持されている。
【００１７】
支持ローラ１２は、その径がハースローラ１１の径より大きく形成されており、ハースローラ１１上に載置されるセッター３１をその下面部３１ａから支持している。
この支持ローラ１２が設けられた各ハースローラ１１は、モータ等の駆動装置（図示せず）によって回転し、ハースローラ１１上に載置されたセッター３１とともにガラス基板３を搬送する。
【００１８】
炉部４内で搬送されるセッター３１に載置されたガラス基板３は、加熱ゾーンＡにおいて、所定温度に電気ヒータによって加熱され、その温度が一定に保持されて焼成される。徐冷ゾーンＢでは、冷却温度の時間当たりの変化（温度勾配）が制御されており、ガラス基板３に歪みが生じない歪点温度まで穏やかに冷却される。その後、冷却ゾーンＣにおいて、人の手で触れられる程度まで温度勾配が大きくとられて急冷される。このように、ガラス基板３が、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃを通過することによって、一連の熱処理工程が完了する。
【００１９】
ここで、冷却ゾーンＣにおける搬送機構２について説明する。
この冷却ゾーンＣにおける搬送機構２の支持ローラ１２は、例えば、樹脂製のものが用いられており、各ハースローラ１１の幅方向Ｘの両端部の外周面１１ａに嵌め被されている。また、支持ローラ１２は、各ハースローラ１１の幅方向Ｘの片側に、例えば、２カ所、左右合わせて４カ所設けられており、全ハースローラ１１を炉床として平面視した場合、炉床の幅方向Ｘの両端部に振り分けて配置されている。
【００２０】
この冷却ゾーンＣを搬送機構２によってセッター３１上のガラス基板３が搬送される時、ガラス基板３の表面３ａが最も早く冷却されて若干収縮する。この収縮によって、ガラス基板３の周囲が若干反り上がり、中央部が凹んだ形状に変形する。一方、セッター３１は、その下面部３１ａが各ハースローラ１１の幅方向Ｘの両端部に設けられた支持ローラ１２に両端支持されるので、その中央部が自重及びガラス基板３の重さによって若干撓み、凹んだ形状に変形する。つまり、ガラス基板３の変形に対してセッター３１の変形が概ね追従する。
【００２１】
このように、支持ローラ１２が炉床の幅方向Ｘの両端部に振り分けて配置されていることによって、ガラス基板３とセッター３１との間に隙間が形成されにくく、それに伴う空気の移動が抑止される。つまり、この冷却ゾーンＣにおいて、ガラス基板３がセッター３１からずれるのが防止される。
なお、この冷却ゾーンＣにおける搬送機構２は、支持ローラ１２が千鳥状に配置されたものに比べて、支持ローラ１２の数が削減されており、原価低減が図られている。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、炉部４は、ガラス基板３を予め加熱する予熱ゾーンが設けられても良く、炉部４のゾーン区分は、少なくとも加熱ゾーンＡと、徐冷ゾーンＢと、冷却ゾーンＣとを備えていれば良い。また、ガラス基板３の炉内搬送方法は、間欠、連続のどちらでも良い。更に、支持ローラ１２は、各ハースローラ１１の幅方向Ｘの片側に１カ所、左右合わせて２カ所設けられても良く、その数を限定するものではない。また、冷却ゾーンＣに先立つ加熱ゾーンＡ及び徐冷ゾーンＢについては、必ずしも支持ローラ１２を必要とせず、例えば、ハースローラ１１の外周面１１ａに直接セッター３１を載置して搬送しても良い。また、冷却ゾーンＣをリターンコンベヤの一部として含む上下２段構成の熱処理炉１の場合には、徐冷ゾーンＢから冷却ゾーンＣへの搬送は、昇降装置が介在して行うようになっているが、この場合も本発明を適用することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、被処理物の変形に対してセッターの変形を概ね追従させることができる。従って、被処理物とセッターとの間に隙間が形成されるのを抑止し、被処理物がセッターからずれるのを防止することができる。このように、被処理物のずれを防止することによって、被処理物が熱処理炉の隔壁と干渉することによる傷、割れ等の製品不良の発生や、被処理物の搬送不能を招くことを防止することができる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱処理炉の加熱ゾーン，徐冷ゾーンにおける横断面図である。
【図２】本発明に係る熱処理炉の冷却ゾーンにおける横断面図である。
【図３】本発明に係る熱処理炉の部分縦断面図である。
【図４】本発明に係る熱処理炉の冷却ゾーンにおける搬送機構の部分水平断面図である。
【図５】従来の熱処理炉における搬送機構の部分水平断面図である。
【符号の説明】
１    ローラハース式連続焼成炉（熱処理炉）
１１  ローラ
１２  支持ローラ
２    搬送機構
３    ガラス基板（被処理物）
３１  セッター
４    炉部
Ａ    加熱ゾーン
Ｂ    徐冷ゾーン
Ｃ    冷却ゾーン
【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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