(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却中における基板の反りを防止できる熱処理炉及びこの熱処理炉を使用する平面表示パネルの製造方法を提供する。【解決手段】熱処理炉２１は、セッター３２上に載置された基板３１を、セッターごとその内部を通過させることにより、基板の熱処理を行う連続式の熱処理炉である。熱処理炉において、装入された基板を加熱する加熱部と、加熱部から排出されたセッター及び基板を冷却する冷却部２３と、この冷却部から排出されたセッター及び基板を更に冷却する冷却部２４とをこの順に設ける。そして、冷却部において、セッター及び基板の搬送経路２５の下方のみに冷却手段２６を設けて基板を徐冷する。また、冷却部において、搬送経路の上方及び下方の双方に冷却手段２７を設けて基板を急冷する。【選択図】図２
2007017028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セッター上に載置された基板を前記セッターごとその内部を通過させることにより前記基板の熱処理を行う熱処理炉において、装入された基板を加熱する加熱部と、前記加熱部から排出された前記セッター及び前記基板を冷却する第１の冷却部と、この第１の冷却部から排出された前記セッター及び前記基板を更に冷却する第２の冷却部と、を有し、前記第１の冷却部は、前記セッター及び前記基板の搬送経路の下方のみに配置された冷却手段を有することを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記第２の冷却部は、前記搬送経路の上方及び下方の双方に配置された他の冷却手段を有することを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記第１及び第２の冷却部は、夫々複数のユニットが相互に直列に連結されて構成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理炉。
【請求項４】
各前記ユニットが着脱可能であることを特徴とする請求項３に記載の熱処理炉。
【請求項５】
前記冷却手段と前記搬送経路との間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱処理炉。
【請求項６】
前記冷却手段は、その内部を冷却媒体が流通する冷却管を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱処理炉。
【請求項７】
前記冷却媒体が水であることを特徴とする請求項６に記載の熱処理炉。
【請求項８】
前記冷却媒体が空気であることを特徴とする請求項６に記載の熱処理炉。
【請求項９】
前記基板上に電極、隔壁又は蛍光体層の原料となるペーストが被着されており、前記ペーストを焼成して前記電極、前記隔壁又は前記蛍光体層を形成するプラズマディスプレイパネルの焼成炉であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の熱処理炉。
【請求項１０】
基板上にペーストを被着させる工程と、前記基板をセッター上に載置して加熱することにより前記ペーストを焼成する工程と、加熱された前記セッター及び前記基板をその下方側から冷却する第１の冷却工程と、前記上方側から冷却された前記セッター及び前記基板を更に冷却する第２の冷却工程と、を有することを特徴とする平面表示パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記第２の冷却工程において、前記セッター及び前記基板をその上方側及び下方側の双方から冷却することを特徴とする請求項１０に記載の平面表示パネルの製造方法。
【請求項１２】
前記平面表示パネルがプラズマディスプレイパネルであり、前記ペーストが電極、隔壁又は蛍光体層の原料となるものであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の平面表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セッター上に載置された基板を前記セッターごとその内部を通過させることにより前記基板の熱処理を行う熱処理炉及びこの熱処理炉を使用する平面表示パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰともいう）を製造する際には、ガラス基板上にペーストを塗布し、このペーストを焼成することによって電極、隔壁、蛍光体層等を形成する。このとき、ＰＤＰの製造効率を高めるために、ペーストの焼成には連続式の焼成炉を使用する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１は、従来の焼成炉を示す側面図である。図１に示すように、この従来の焼成炉１０１は３段構成になっており、上段及び中段は夫々焼成ゾーン２及び３になっており、下段は排出ゾーン１０４になっている。焼成ゾーン２及び３には加熱手段（図示せず）が設けられており、夫々その入口２ａ及び３ａから出口２ｂ及び３ｂに向かってガラス基板５１を移動させながら、このガラス基板５１を加熱し、ガラス基板５１上に形成されたペースト等の焼成を行うものである。また、排出ゾーン１０４は、その入口１０４ａから出口１０４ｂに向かってガラス基板５１を移動させながら、このガラス基板５１を冷却するものである。
【０００４】
更に、焼成ゾーン２及び３の出口２ｂ及び３ｂと、排出ゾーン１０４の入口１０４ａとの間には、昇降部５が設けられている。昇降部５は、焼成ゾーン２の出口２ｂ及び焼成ゾーン３の出口３ｂから排出されたガラス基板５１を排出ゾーン１０４と同じ高さまで下降させ、排出ゾーン１０４の入口１０４ａに装入するものである。
【０００５】
焼成ゾーン２及び３、排出ゾーン１０４、昇降部５には、夫々複数の搬送ローラ６が設けられている。搬送ローラ６はその回転軸がガラス基板５１の搬送方向に直交する方向（以下、幅方向という）に延び、ガラス基板５１の搬送方向に沿って配列されている。そして、ガラス基板５１はセッター５２上に載置され、セッター５２ごと、焼成炉１０１内を搬送されるようになっている。セッター５２は、その厚さがガラス基板５１の厚さの１．５倍程度あり、上方から見たときの大きさも、ガラス基板５１よりもひとまわり大きくなっている。セッター５２は例えば６０枚程度設けられており、繰返し使用されるようになっている。
【０００６】
また、搬出ゾーン１０４は、直列に配列された７つのユニット１０７から構成されており、前段の３つのユニット１０７には、搬送ローラ６の上方に、冷却管１０８が配設されている。冷却管１０８はその内部に冷却水が流されることにより冷却され、これにより、ガラス基板５１をその上方側から冷却するものである。
【０００７】
ガラス基板５１は、その上面に未焼成のペースト（図示せず）が被着された状態でセッター５２上に載置され、セッター５２ごと入口２ａ又は３ａを介して焼成ゾーン２又は３内に装入される。そして、搬送ローラ６が回転することにより、セッター５２及びそれに搭載されたガラス基板５１を焼成ゾーン２又は３内を搬送しつつ、加熱手段がガラス基板５１を加熱する。これにより、ガラス基板５１上のペーストが焼成される。その後、セッター５２及びガラス基板５１は焼成ゾーンの出口２ｂ又は３ｂに到達する。このとき、セッター５２及びガラス基板５１の温度は例えば３５０℃になっている。
【０００８】
その後、セッター５２及びガラス基板５１を昇降部５内に搬送し、昇降部５がセッター５２及びガラス基板５１を排出ゾーン１０４と同じ高さまで下降させ、搬出ゾーン１０４内に入口１０４ａから装入する。次に、搬送ローラ６がセッター５２及びガラス基板５１を出口１０４ｂに向けて搬送する。このとき、排出ゾーン１０４の前段の３つのユニット１０７においては、冷却管１０８内には温度が例えば２０乃至３０℃の冷却水が流通しており、これにより、ガラス基板５１がその上方側から冷却される。次に、排出ゾーン１０４の後段の４つのユニット１０７が、セッター５２及びガラス基板５１を更に冷却し、その後、排出ゾーン１０４の出口１０４ｂから焼成炉１０１の外部に搬出する。このとき、セッター５２は、出口１０４ｂから排出された後、その上からガラス基板５１が取り除かれ、新たな焼成前のガラス基板５１が搭載され、再び、焼成ゾーン２の入口２ａ又は焼成ゾーン３の入口３ａを介して焼成炉１０１内に投入される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２９３８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。近時、ＰＤＰの生産性を向上させるために、タクトタイムの短縮化が図られており、焼成炉１０１内におけるガラス基板５１の搬送速度が増加している。このため、焼成が終了したガラス基板５１を速やかに冷却する必要がある。前述の如く、セッター５２及びこれに載置されたガラス基板５１が昇降部５から搬出ゾーン１０４内に移動すると、冷却管１０８によって上方側から冷却される。このとき、ガラス基板５１の上面は急冷されるが、セッター５２はその体積がガラス基板５１よりも大きいため熱容量が大きく、また冷却管１０８から見てガラス基板５１の陰に位置しているため、冷却されにくい。このため、ガラス基板５１の下面、即ち、セッター５２に接している面は、上面に比べて冷却されにくい。
【００１１】
この結果、ガラス基板５１において、上面と下面との間で温度差が発生し、ガラス基板５１の両端部が反り上がってしまう。上面と下面との間の温度差が解消されれば、この反りも解消する。しかしながら、ガラス基板５１が反っている間は、ガラス基板５１の両端部はセッター５２との間に空気層が介在した浮上状態となり、セッター５２上においてガラス基板５１が滑りやすくなる。このため、搬送ローラ６によってセッター５２が搬送されている際に、ガラス基板５１がセッター５２上からはみ出してしまい、排出ゾーン１０４の内壁に接触し、ガラス基板５１が破損することがある。また、はみ出し量が大きいとガラス基板５１がセッター５２上から落下してしまう。この場合、焼成炉１０１を停止させて落下したガラス基板５１を回収しなければならず、ＰＤＰの生産性を著しく阻害する。更に、ガラス基板５１がセッター５２上で滑ることにより、ガラス基板５１の下面に微細な傷が発生し、ガラス基板５１の品質が低下する。
【００１２】
更にまた、焼成炉のタクトタイムを短縮化すると、焼成ゾーンから排出ゾーンに持ち込む熱量が大きくなるため、セッター５２及びガラス基板５１の温度が下がりにくくなる。この結果、排出ゾーン１０４の出口１０４ｂにおけるセッター５２及びガラス基板５１の温度が高くなり、例えば１５０℃以上となる。このため、焼成炉１０１の出口側に配置された搬送ローラ及びその周辺部品を耐熱化する必要が生じ、設備コストが増大する。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題には、上述のガラス基板が破損する問題、ＰＤＰの生産性が低下する問題及びガラス基板の品質が低下する問題、並びに焼成炉の設備コストが増大する問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明に係る熱処理炉は、セッター上に載置された基板を前記セッターごとその内部を通過させることにより前記基板の熱処理を行う熱処理炉において、装入された基板を加熱する加熱部と、前記加熱部から排出された前記セッター及び前記基板を冷却する第１の冷却部と、この第１の冷却部から排出された前記セッター及び前記基板を更に冷却する第２の冷却部と、を有し、前記第１の冷却部は、前記セッター及び前記基板の搬送経路の下方のみに配置された冷却手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明に係る平面表示パネルの製造方法は、基板上にペーストを被着させる工程と、前記基板をセッター上に載置して加熱することにより前記ペーストを焼成する工程と、加熱された前記セッター及び前記基板をその下方側から冷却する第１の冷却工程と、前記上方側から冷却された前記セッター及び前記基板を更に冷却する第２の冷却工程と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る熱処理炉を示す側面図である。図２に示すように、本実施形態に係る熱処理炉２１は、セッター３２上に載置された基板３１を、セッター３２ごとその内部を通過させることにより、基板３１の熱処理を行うものである。この熱処理炉２１においては、装入された基板３１を加熱する加熱部２２と、加熱部２２から排出されたセッター３２及び基板３１を冷却する冷却部２３と、この冷却部２３から排出されたセッター３２及び基板３１を更に冷却する冷却部２４とがこの順に設けられている。加熱部２２、冷却部２３及び２４の内部は相互に連通されている。そして、冷却部２３においては、セッター３２及び基板３１の搬送経路２５の下方のみに冷却手段２６が設けられている。また、冷却部２４においては、搬送経路２５の上方及び下方の双方に冷却手段２７が設けられている。
【００１７】
熱処理炉２１は、例えば平面表示パネルの製造装置であり、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の焼成炉である。例えば、基板３１はＰＤＰの背面基板を構成するガラス基板であり、基板３１上には電極、隔壁又は蛍光体層の原料となるペーストが被着されている。そして、熱処理炉２１は、このペーストを焼成することにより、電極、隔壁又は蛍光体層を形成するものである。
【００１８】
次に、本実施形態に係る熱処理炉の動作、即ち、本実施形態に係る平面表示パネルの製造方法について説明する。先ず、基板３１上にペースト（図示せず）を被着させる。次に、基板３１をセッター３２上に載置して、セッター３２ごと熱処理炉１の加熱部２２内に装入する。そして、加熱部２２がセッター３２及び基板３１を搬送しながら加熱することにより、ペーストを焼成する。次に、セッター３２及び基板３１を冷却部２３内に搬送し、加熱されたセッター３２及び基板３１をその下方側から冷却する。次に、セッター３２及び基板３１を冷却部２４内に搬送し、セッター３２及び基板３１をその上方側及び下方側の双方から冷却する。このようにして、平面表示パネルの基板上にその構成要素が形成される。この構成要素は、例えば、ＰＤＰの電極、隔壁又は蛍光体層である。
【００１９】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、冷却部２３において、搬送経路２５の下方のみに冷却手段２６が設けられており、セッター３２及び基板３１をその下方側、即ち、セッター３２側から冷却するようになっている。これにより、基板３１がセッター３２を介して冷却されるため、基板３１を徐冷することができる。この結果、基板３１の下面と上面との間で大きな温度差が生じることがなく、基板３１が反ることがない。このため、基板３１の反りに起因する基板３１の熱処理炉の内壁への衝突、セッター３２上からの落下、基板３１における傷の発生等の不具合が発生することがない。
【００２０】
また、本実施形態においては、冷却部２４において、搬送経路２５の下方及び上方の双方に冷却手段２７が設けられており、セッター３２及び基板３１をその下方側及び上方側の双方から冷却するようになっている。これにより、セッター３２及び基板３１を十分に冷却することができる。これにより、焼成炉の出口側に配設された搬送ローラ及びその周辺部品等の部品を耐熱化する必要がなくなり、設備コストを低減することができる。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明の実施例について説明する。図３は、本発明の実施例に係る焼成炉を示す側面図であり、図４（ａ）は図３に示す焼成炉の急冷ゾーンを構成するユニットを示す側面図であり、（ｂ）はその平面図である。本実施例に係る焼成炉は、プラズマディスプレイパネルの背面基板上に被着されたペーストを焼成して電極、隔壁又は蛍光体層を形成するための焼成炉であり、その内部に基板を連続的に通過させて焼成する連続式の焼成炉である。
【００２２】
図３に示すように、本実施例に係る焼成炉１は３段構成になっており、上段及び中段は夫々焼成ゾーン２及び３になっており、下段は排出ゾーン４になっている。焼成ゾーン２及び３はガラス基板５１を加熱し、ガラス基板５１上に形成されたペースト等の焼成を行う部分である。また、排出ゾーン４は、焼成後のガラス基板５１を冷却する部分である。更に、焼成ゾーン２及び３と排出ゾーン４との間には、昇降部５が設けられている。昇降部５は、焼成ゾーン２及び焼成ゾーン３から排出されたガラス基板５１を排出ゾーン４と同じ高さまで下降させ、排出ゾーン４に装入するものである。
【００２３】
焼成ゾーン２及び３、排出ゾーン４、並びに昇降部５には、夫々複数の搬送ローラ６が設けられている。搬送ローラ６はその回転軸がガラス基板５１の搬送方向に直交する方向（幅方向）に延び、ガラス基板５１の搬送方向に沿って配列されている。そして、ガラス基板５１はセッター５２に搭載され、セッター５２ごと、搬送ローラ６によって焼成炉１内を搬送されるようになっている。即ち、搬送ローラ６上が、ガラス基板５１及びセッター５２の搬送経路となっている。セッター５２は、その厚さがガラス基板５１の厚さの１．５倍程度あり、上方から見たときの大きさも、ガラス基板５１よりもひとまわり大きい。セッター５２は例えば６０枚程度設けられており、繰返し使用されるようになっている。
【００２４】
焼成ゾーン２及び３には加熱手段（図示せず）が設けられている。焼成ゾーン２は、直列に配列され相互に連通された７つのユニット２ｃから構成されており、焼成ゾーン２の入口２ａから出口２ｂに向かってガラス基板５１をセッター５２ごと移動させながら、このガラス基板５１及びセッター５２を加熱し、ガラス基板５１上に形成されたペーストを焼成するものである。同様に、焼成ゾーン３は、直列に配列され相互に連通された７つのユニット３ｃから構成されており、焼成ゾーン３の入口３ａから出口３ｂに向かってガラス基板５１をセッター５２ごと移動させながら、このガラス基板５１及びセッター５２を加熱し、ガラス基板５１上に形成されたペーストを焼成するものである。焼成ゾーン２及び３は、セッター５２及びガラス基板５１を例えば３００乃至４００℃、例えば、３５０まで加熱するものである。また、焼成ゾーン２及び３は、焼成処理を並列で実施することができ、その出口２ｂ及び３ｂは、夫々昇降部５に連結されている。
【００２５】
また、搬出ゾーン４は、直列に配列され相互に連通された例えば７つのユニットから構成されており、前段の例えば４つのユニット７ａは徐冷ゾーン１１を構成しており、後段の例えば３つのユニット７ｂは急冷ゾーン１２を構成している。徐冷ゾーン１１は、昇降部５から搬出された比較的高温、例えば約３５０℃のセッター５２及びガラス基板５１を、搬送ローラ６を回転させることにより搬送方向に移動させて、例えば２００℃程度まで冷却する部分である。急冷ゾーン１２は、徐冷ゾーン１１から搬出された比較的低温、例えば約２００℃のセッター５２及びガラス基板５１を、搬送ローラ６を回転させることにより搬送方向に移動させて、例えば１００℃以下まで冷却する部分である。ユニット７ａ及び７ｂは焼成炉１に対して相互に独立して着脱可能となっている。これにより、徐冷ゾーン１１及び急冷ゾーン１２を構成するユニットの数を変化させることができる。
【００２６】
徐冷ゾーン１１を構成する各ユニット７ａにおいては、セッター５２及びガラス基板５１の搬送経路の下方、即ち、搬送ローラ６の下方に、４つの冷却手段９が設けられており、これにより、セッター５２及びガラス基板５１をその下方側、即ち、セッター５２側から冷却するようになっている。一方、急冷ゾーン１２を構成する各ユニット７ｂにおいては、セッター５２及びガラス基板５１の搬送経路の下方及び上方、即ち、搬送ローラ６の下方及び上方に、夫々４つの冷却手段９が設けられており、これにより、セッター５２及びガラス基板５１をその下方側及び上方側の双方から冷却するようになっている。
【００２７】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、各冷却手段９は、複数枚のフィン１０と、このフィン１０を挿通して幅方向に３往復する１本の冷却管８から構成されており、冷却管８はその内部に冷却水が流されるようになっている。フィン１０の表面は搬送方向及び垂直方向に平行であり、フィン１０は幅方向に配列されている。冷却手段９と搬送経路との間の距離は調整可能となっており、例えば、冷却手段９は搬送経路に可及的に近い位置に配置されている。なお、図４（ｂ）においては、便宜上、ガラス基板５１は図示を省略されている。
【００２８】
次に、上述の如く構成された本実施例に係る焼成炉の動作について説明する。本実施例に係る焼成炉の動作は、本実施例に係るＰＤＰの製造方法の一部である。先ず、本実施例に係るＰＤＰの製造方法について説明する。ガラス基板５１上の全面に電極形成用のペースト（図示せず）を塗布し、このペーストを乾燥させ、所定の形状にパターニングする。そして、ガラス基板５１を図３に示す焼成炉１に投入し、加熱することによりペーストを焼成し、複数のデータ電極を相互に平行に形成する。このときの焼成方法については後述する。次に、このデータ電極を覆うように白色誘電体層を形成する。次に、この白色誘電体層上に隔壁形成用のペーストをマトリクス状又はストライプ状に塗布し、乾燥させた後、ガラス基板５１を焼成炉１に投入し、ペーストを焼成することにより、隔壁を形成する。次に、隔壁の内部に蛍光体層形成用のペーストを塗布し、乾燥させた後、ガラス基板５１を焼成炉１に投入し、ペーストを焼成することにより、蛍光体層を形成する。これにより、背面基板を作製する。
【００２９】
一方、ガラス基板等の透明基板上に夫々複数の走査電極及び共通電極を交互に且つ平行に形成する。次に、この走査電極及び共通電極を覆うように透明誘電体層を形成する。次に、この透明誘電体層上に、例えばＭｇＯからなる保護膜を形成する。これにより、前面基板を作製する。そして、上述の如く作製した前面基板と背面基板とを重ね合わせる。このとき、前面基板における走査電極及び共通電極が延びる方向と、背面基板におけるデータ電極が延びる方向とが、相互に直交するようにする。次に、両基板を封着し、セル内を排気した後、セル内に放電ガスを封入する。これにより、ＰＤＰを製造することができる。
【００３０】
次に、背面基板上にデータ電極、隔壁及び蛍光体層を形成する各工程におけるペーストの焼成方法について詳細に説明する。図５は、横軸に時間をとり縦軸に温度をとって、本実施例における焼成処理の温度プロファイルを示すグラフ図である。図３に示すように、先ず、ガラス基板５１を、その上面に未焼成のペースト（図示せず）が被着された状態でセッター５２上に載置する。そして、セッター５２ごと入口２ａ又は３ａを介して焼成ゾーン２又は３内に装入する。次に、搬送ローラ６を回転させることにより、セッター５２及びそれに搭載されたガラス基板５１を焼成ゾーン２又は３内において搬送方向に搬送しつつ、加熱手段がセッター５２及びガラス基板５１を加熱する。
【００３１】
このとき、焼成ゾーンを構成する７つのユニットのうち、例えば前段の３つのユニットは昇温ゾーンとして機能し、図５に示すように、セッター５２及びガラス基板５１の温度を例えば３５０℃まで昇温する。また、後段の４つのユニットはキープゾーンとして機能し、セッター５２及びガラス基板５１の温度をキープ温度、例えば３５０℃に保持する。これにより、ガラス基板５１上に被着されたペーストが焼成され、セッター５２及びガラス基板５１は焼成ゾーンの出口２ｂ又は３ｂに到達する。この時点で、セッター５２及びガラス基板５１の温度は例えば３５０℃になっている。
【００３２】
そして、セッター５２及びガラス基板５１を昇降部５内に搬送し、昇降部５によって排出ゾーン４と同じ高さまで下降させ、搬出ゾーン４の徐冷ゾーン１１内に搬入する。以後、搬送ローラ６を回転させることにより、セッター５２及びガラス基板５１を排出ゾーン４の出口４ｂに向かって４つのユニット７ａ及び３つのユニット７ｂを順次通過させる。
【００３３】
このとき、徐冷ゾーン１１においては、搬送経路の下方に設けられた冷却手段９の冷却管８内に温度が例えば２０乃至３０℃の冷却水を流通させる。これにより、冷却管８が冷却され、次いでフィン１０が冷却され、この結果、セッター５２及びガラス基板５１がその下方側から冷却される。セッター５２及びガラス基板５１は、先ずセッター５２の下面が冷却され、その後、セッター５２の上面まで冷却され、これに伴い、ガラス基板５１が冷却される。このとき、ガラス基板５１は、ガラス基板５１よりも熱容量が大きいセッター５２を介して冷却されるため、従来よりも小さい冷却速度で冷却される。これにより、セッター５２及びガラス基板５１は例えば２００℃まで冷却される。
【００３４】
次に、セッター５２及びガラス基板５１を急冷ゾーン１２に搬送する。急冷ゾーン１２においては、搬送経路の下方及び上方に設けられた冷却手段９により、セッター５２及びガラス基板５１をその下方側及び上方側の双方から冷却する。これにより、セッター５２及びガラス基板５１が急冷され、その温度が例えば１００℃以下となる。
【００３５】
その後、セッター５２及びガラス基板５１を排出ゾーン４の出口４ｂから焼成炉１の外部に搬出する。これにより、ペーストの焼成処理が完了する。なお、セッター５２は、出口４ｂから排出された後、その上からガラス基板５１が取り除かれ、新たな焼成前のガラス基板５１が搭載され、再び、焼成ゾーン２の入口２ａ又は焼成ゾーン３の入口３ａを介して焼成炉１内に投入される。
【００３６】
次に、本実施例の効果について説明する。本実施例によれば、徐冷ゾーン１１において、セッター５２及びガラス基板５１の搬送経路の下方のみに冷却手段９が設けられており、セッター５２及びガラス基板５１をその下方側から冷却するようになっている。これにより、ガラス基板５１がガラス基板５１よりも熱容量が大きいセッター５２を介して冷却される。この結果、セッター５２とガラス基板５１との間で大きな温度差が生じることがなく、ガラス基板５１が急冷されることがない。従って、ガラス基板５１の下面と上面との間において大きな温度差が生じることがなく、ガラス基板５１が反ることがない。これにより、ガラス基板５１がセッター５２上で滑り、セッター５２上からはみ出して焼成炉の内壁に衝突したり、セッター５２上から落下したりすることがない。また、ガラス基板５１が滑ることによりその下面に傷が付くことがない。
【００３７】
一般に、ガラス基板を冷却する際には、徐冷することが極めて重要である。例えば、板ガラスを製造する際には、ガラスを高温で溶融させ板状に成型した後、常温まで冷却する。このとき、急激に冷却するとガラス中に歪みが生じ、割れ等の原因になる。それを避けるために、ガラスを冷却する際には、一定の温度カーブでガラスを徐冷する。このとき、徐冷点及び歪点が重要となる。徐冷点とはその温度以下ではガラスの歪みが解消されない温度であり、歪点とはその温度以下ではガラスの歪みが発生しない温度である。即ち、歪点以上徐冷点以下の温度範囲は、ガラスに歪みは発生するが解消されない温度範囲である。歪点は板ガラス（ソーダライムガラス）においては５００℃程度、高融点・低収縮ガラス（例えば、ＰＤ２００等）においては５７０℃程度であり、徐冷点は歪点よりも３０乃至１００℃程度高くなっている。ガラスを冷却する際には、特に徐冷点から歪点までの温度範囲を徐冷することにより、歪みの発生を略防ぐことができる。また、歪みが入ったガラスでも、徐冷点以上の温度まで再加熱した後徐冷することにより、歪みを除去することができる。
【００３８】
本実施例においては、ガラス基板が搬出ゾーンに搬入される時点で、ガラス基板の温度は３００乃至４００℃、例えば３５０℃であるため、排出ゾーンにおける冷却は、上述した歪点以下の温度範囲における冷却となる。このため、仮にガラス基板を急冷しても、ガラス基板内に歪みが残ることはない。しかしながら、前述の如く、ガラス基板をその上面側から急冷すると、セッターの熱容量はガラス基板の熱容量よりも大きいため、セッターがガラス基板の温度変化についていけず、ガラス基板との間で大きな温度差が発生する。この結果、ガラス基板の上面と下面との間でも大きな温度差が発生し、ガラス基板に反りが発生する。これにより、ガラス基板がセッター上で滑りやすくなり、上述の如く各種の不具合が発生する。これに対して、本実施例においては、ガラス基板をセッター側から冷却することにより、セッターとガラス基板との温度を略等しく維持したままガラス基板を徐冷できるため、ガラス基板の上面と下面との間の温度差を抑制し、反りの発生を防止できる。
【００３９】
また、本実施例においては、急冷ゾーン１２において、搬送経路の下方及び上方の双方に冷却手段９が設けられており、セッター５２及びガラス基板５１をその下方側及び上方側の双方から冷却するようになっている。これにより、セッター５２及びガラス基板５１を急冷することができ、セッター５２及びガラス基板５１を十分に冷却することができる。この結果、例えば、焼成炉１の出口において、セッター５２及びガラス基板５１の温度を１００℃以下とすることができる。これにより、焼成炉の出口側に配設された搬送ローラ及びその周辺部品等の部品を耐熱化する必要がなくなり、設備コストを低減することができる。なお、急冷ゾーン１２においては、セッター５２及びガラス基板５１が急冷されるため、両者の間で温度差が生じるが、両者の温度が２００℃以下であるため、ガラス基板５１が反ることはない。
【００４０】
更に、本実施例においては、徐冷ゾーン１１を構成するユニット７ａ及び急冷ゾーン１２を構成するユニット７ｂが焼成炉１に対して相互に独立して着脱可能であるため、ユニット７ａ及び７ｂの数を調整することができる。これにより、徐冷ゾーン１１及び急冷ゾーン１２の長さを調節することができ、１ユニット当たりの冷却能力が一定である場合でも、冷却工程における温度プロファイルを任意に調整することができる。
【００４１】
更にまた、本実施例においては、セッター５２及びガラス基板５１の搬送経路と冷却手段９との間の距離を調整することができる。これにより、冷却工程における温度プロファイルを任意に調整することができる。
【００４２】
なお、本実施例においては、冷却管に水を流通させる例を示したが、本発明はこれに限定されず、水以外の冷却媒体、例えば空気を流通させてもよい。
【００４３】
また、焼成ゾーン２及び３におけるキープ温度は、使用する材料の特性及び製造プロセスに依存する。しかし、本実施例においては、仮に、キープ温度が歪点以上であっても、徐冷ゾーン１１においてガラス基板５１をセッター５２を介して冷却しているため、その冷却速度は小さくなり、ガラス基板５１に歪みが発生することはない。
【００４４】
本実施例によれば、徐冷ゾーンにおいて、搬送経路の下方のみに冷却手段が設けられており、セッター及びガラス基板をその下方側から冷却するようになっているため、ガラス基板がセッターを介して冷却される。このため、セッターとガラス基板との間で大きな温度差を生じることなく、ガラス基板を徐冷することができる。この結果、ガラス基板の下面と上面との間の温度差を抑制することができ、ガラス基板が反ることがない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の焼成炉を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱処理炉を示す側面図である。
【図３】本発明の実施例に係る焼成炉を示す側面図である。
【図４】（ａ）は図３に示す焼成炉の排出ゾーンを構成する各ユニットを示す側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図５】横軸に時間をとり縦軸に温度をとって、本実施例における焼成処理の温度プロファイルを示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４６】
１；焼成炉
２、３；焼成ゾーン
４；排出ゾーン
５；昇降部
６；搬送ローラ
７ａ、７ｂ；ユニット
８；冷却管
９；冷却手段
１０；フィン
１１；徐冷ゾーン
１２；急冷ゾーン
２１；熱処理炉
２２；加熱部
２３、２４；冷却部
２５；搬送経路
２６、２７；冷却手段
３１；基板
３２；セッター
５１；ガラス基板
５２；セッター
【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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