(57)【要約】【課題】シャッター部材周辺への昇華物の固着および炉内温度への影響を効果的に防止し得る熱処理装置を提供する。【解決手段】  この発明に係るこの熱処理装置１は、シャッター部材７、複数の接触部材９、弾性部材１０、およびダクト２７を備える。シャッター部材７は、搬出入口２０Ａを遮蔽するものである。複数の接触部材９は、シャッター部材７に設けられ、熱処理炉２０の搬出入口周縁部２０Ｂに圧接する。弾性部材１０は、シャッター部材７に設けられ、複数の接触部材９を圧接方向に付勢する。ダクト２７は、熱処理炉２０の搬出入口２０Ａの開口部に設けられ、シャッター部材７と熱処理炉２０の搬出入周縁部２０Ｂとの間の隙間１２に開口する複数の吸気孔２７Ａを有し、隙間１２を流れる空気を吸気孔２７Ａから吸い込んで戻り通路２５に排気する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱器と、送風機と、被処理物を搬出および搬入するための搬出入口を有し、前記被処理物が収容される熱処理炉と、を有し、前記加熱器により加熱された空気を前記送風機により前記熱処理炉に送風して前記被処理物を熱処理する熱処理装置において、
前記搬出入口を遮蔽するシャッター部材と、
前記シャッター部材に設けられ、前記熱処理炉の搬出入口周縁部に圧接する複数の接触部材と、
前記シャッター部材に設けられ、前記複数の接触部材を圧接方向に付勢する弾性部材と、
前記熱処理炉の前記搬出入口の開口部に設けられ、前記シャッター部材と前記熱処理炉の搬出入口周縁部との間の隙間に開口する複数の吸気孔を有し、前記隙間を流れる空気を前記吸気孔から吸い込んで前記熱処理炉外部の空気流路に排気するダクトと、
を備えた熱処理装置。
【請求項２】
前記熱処理炉外部の空気流路が、前記送風機の陰圧部に前記熱処理炉の排気を戻す戻り通路である請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記接触部材が、前記熱処理炉の搬出入口周縁部に接触する球体と、該球体を転動自在に支持する支持体と、を有する請求項１または２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記弾性部材が可撓性の湾曲部により断面Ｕ字型に形成された帯状の部材であり、前記接触部材は前記熱処理炉の搬出入口周縁部に対向する前記弾性部材の面に固定された請求項３に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記熱処理炉が磁性を有する金属製であり、前記熱処理炉の搬出入口周縁部に対向する前記弾性部材の面にマグネットが固定された請求項４に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記熱処理炉の搬出入口周縁部に対向する前記弾性部材の面に、所定の間隔を有して対向する一対の突条が延在して形成され、前記複数の接触部材は、これらの突条間に、その延在方向に間隔を置いて配置された請求項４に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理物を熱処理する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱処理装置１０１として、図７に示すように、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用ガラス基板等の被処理物（不図示）が収容される熱処理炉１２０と、加熱器１３２および送風機１３３が設けられる空調部１２３とが断熱室１０２内に画成されたものがある。熱処理炉１２０と空調部１２３とは、連通路１２４，１２５を介して互いに連通しており、熱処理装置１０１は、空調部１２３で加熱された空気を、送風機１３３により連通路１２４，１２５を介して熱処理炉１２０に送り込んで被処理物を熱処理するように構成される。
【０００３】
また、熱処理装置１０１は、断熱室１０２の外部に熱処理炉１２０内の空気を排気する排気ダクト１５１、および空調部１２３内に外気を吸い込むための吸気ダクト１０４を備えている。
【０００４】
熱処理炉１２０は直方体に形成されており、その一側面（図７では紙面に向かって正面）に、熱処理炉１２０内に被処理物を搬入したり、もしくは搬出するための矩形の搬出入口１２０Ａが開口している。搬出入口１２０Ａには、上下分割構造で作製された開閉式のシャッター部材１０７が設けられていて、被処理物の熱処理動作中は、シャッター部材１０７により搬出入口１２０Ａは遮蔽されるようになっている。シャッター部材１０７は耐熱性を考慮して金属材料から構成されている。
【０００５】
熱処理炉１２０の搬出入口１２０Ａが開口する側面は、搬出入口１２０Ａの周縁部にのみ壁が存在する形となり、図８に示すように、その搬出入口周縁部１２０Ｂと前述のシャッター部材１０７の周囲部との間には隙間１１２が形成されている。
【０００６】
このような熱処理装置１０１は、例えばＦＰＤの製造工程におけるフォトレジストや有機物薄膜のプリベーク、ポストベーク工程に用いられることがある。これらの工程では、ガラス基板等からなる被処理物が熱処理される際に、フォトレジスト等に含まれる揮発性成分が気化して多量の昇華物が発生し、この昇華物が熱風とともにシャッター部材１０７の周囲部に形成された前述の隙間１１２から流出し、再結晶化してシャッター部材１０７の周辺に固着する。固着した昇華物はやがてはがれ落ち、パーティクル発生の原因となる。このため、定期的にパーティクルを取り除く定期的な清掃作業が必要であった。
【０００７】
そこで、特許文献１等に、熱処理炉１０２の搬出入口周縁部１２０Ｂに、弾性を有するシール部材を設け、シャッター部材１０７の周囲部に密着させて前述の隙間１１２を埋めることが提案されている。また、図８、図９に示すように、熱処理炉１０２の搬出入口周縁部１２０Ｂに、シャッター部材１０７と接触しない程度の幅を有する耐熱性を有する帯状のシート１０９を周設して、前述の隙間１１２を埋める一定に調整することも検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２０００−２９４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、被処理物を熱処理するための空気の温度は２００℃以上に達し、熱処理炉１２０およびシャッター部材１０７が熱歪みにより変形するため、隙間を一定に調整することは現実には困難である。また、このような隙間の不均化により、隙間を通じて部分的に熱処理炉からの吹き出しや熱処理炉内への吸い込みが発生し、炉内温度が低下したり炉内温度分布が不均化したりする問題もあった。
【００１０】
本発明の目的は、シャッター部材周辺への昇華物の固着および炉内温度への影響を効果的に防止し得る熱処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る加熱装置は、加熱器と、送風機と、被処理物を搬出および搬入するための搬出入口を有し、被処理物が収容される熱処理炉と、を有し、加熱器により加熱された空気を送風機により熱処理炉に送風して被処理物を熱処理するものである。
【００１２】
この熱処理装置は、シャッター部材、複数の接触部材、弾性部材、およびダクトを備える。シャッター部材は、搬出入口を遮蔽するものである。複数の接触部材は、シャッター部材に設けられ、熱処理炉の搬出入口周縁部に圧接する。弾性部材は、シャッター部材に設けられ、複数の接触部材を圧接方向に付勢する。ダクトは、熱処理炉の搬出入口の開口部に設けられ、シャッター部材と熱処理炉の搬出入周縁部との間の隙間に開口する複数の吸気孔を有し、隙間を流れる空気を吸気孔から吸い込んで熱処理炉外部の空気流路に排気する。
【００１３】
この構成においては、熱処理炉およびシャッター部材が熱歪みにより変形しても、弾性部材により付勢された接触部材が追従して熱処理炉の搬出入部の周縁部に圧接する状態が維持される。このため、熱処理炉の搬出入口の周縁部とシャッター部材の周囲部との間に一定の隙間を安定的に確保され、この隙間を流れる空気流を搬出入口の全周に亘って均一化することが可能となる。また、搬出入口の開口部に設けられたダクトにより、前述の隙間を通じて熱処理炉からの吹き出される空気や熱処理炉内への吸い込まれる空気が熱処理炉外部の空気流路に排気される。よって、シャッター部材周辺に昇華物が洩れるおそれがないだけでなく、炉内温度が低下したり炉内温度分布が不均化したりすることもなくなる。
【００１４】
ここで、空気流路としては、送風機の陰圧部に熱処理炉の排気を戻す戻り通路を利用すれば、別途通路を形成する必要がなくてコスト的に有利である。
【００１５】
また、接触部材の具体的構成としては、前記熱処理炉の搬出入口周縁部に接触する球体と、該球体を転動自在に支持する支持体と、を有する構成を挙げることが出来る。このような構成の接触部材によると、球体が熱処理炉に接触しながら転動可能となる。したがって、熱処理炉およびシャッター部材の熱歪みによる変形に対して、接触部材がより追従しやすくなる。
【００１６】
また、弾性部材の具体例としては、可撓性の湾曲部により断面Ｕ字型に形成された帯状の部材を挙げることが出来る。このような弾性部材を用いた場合は、熱処理炉の搬出入口周縁部に対向する弾性部材の面に、接触部材が固定される。この場合、弾性部材の該面に、所定の間隔を有して対向する一対の突条を延在して形成すると、複数の接触部材を、これらの突条間に、その延在方向に間隔を置いて整然と配置することが出来る。
【００１７】
さらに、熱処理炉が磁性を有する金属製とし、熱処理炉の搬出入口周縁部に対向する前記弾性部材の面にマグネットを固定すれば、マグネットにより、熱処理炉が弾性部材に引き付けられ、接触部材の圧接を確実・強固なものとすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、シャッター部材周辺への昇華物の固着および炉内温度への影響を効果的に防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱処理装置の概略を示す図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】上記実施形態に係る熱処理装置における熱処理炉の搬出入口周縁部とシャッター部材の周辺部を示す斜視図である。
【図４】マグネット帯および接触部材の弾性部材への取り付け状態を説明する斜視図である。
【図５】接触部材の断面図である。
【図６】上記熱処理装置における熱処理炉、シャッター部材、弾性部材、および接触部材の配置関係を説明する概略図である。
【図７】従来の熱処理装置の一例の概略を示す図である。
【図８】図７におけるVIII−VIII線断面図である。
【図９】上記従来の熱処理装置における熱処理炉、シャッター部材、および耐熱シートの配置関係を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図６を用いて、本発明の実施形態に係る熱処理装置の概略を説明する。図１に示すように、熱処理装置１は、断熱壁で空間が囲繞された断熱室２を備える。断熱室２は、熱処理炉２０、空調部２３、ならびに熱処理炉２０および空調部２３を連通する連通路（後述する送り通路２４および戻り通路２５）を有する。空調部２３は、断熱室２内部の空間において、熱処理炉２０よりも右側の部分に形成されている。
【００２１】
熱処理炉２０は直方体に形成されており、その一側面（図１では紙面に向かって正面）に、熱処理炉２０内に被処理物を搬入したり、もしくは搬出するための矩形の搬出入口２０Ａが開口している。搬出入口２０Ａには、上下分割構造で作製された開閉式のシャッター部材７が設けられていて、被処理物の熱処理動作中は、シャッター部材７により搬出入口２０Ａは遮蔽されるようになっている。本実施の形態では、熱処理炉２０は磁性を有する金属製のものを好適に用いることができる。
【００２２】
熱処理炉２０の搬出入口２０Ａが開口する側面は、搬出入口２０Ａの周縁部にのみ壁が存在する形となり、図２に示すように、その搬出入口２０Ａの周縁部２０Ｂと前述のシャッター部材７の周囲部との間には隙間１２が形成されている。
【００２３】
熱処理路２０の右側面には、図示しない複数の小さな図示しない排気孔が穿設され、この排気孔を介して熱処理炉２０の内部の空気が戻り通路２５に排気される。
【００２４】
熱処理炉２０は、内部が仕切り壁２６により仕切られている。熱処理炉２０の内部の仕切り壁２６より左側の部分には、ガラス基板等からなる図示しない複数の被処理物（以下、ワークという。が収容されている。複数のワークは上下に並んだ状態で、熱処理炉２０内に設けた図示しない保持具により保持されている。熱処理炉２０の内部の仕切り壁２６より右側の部分は縦長の空間になっており、この空間に送り通路２４が接続されている。仕切り壁２６には開口が形成され、この開口内にフィルタ３１が配設されていて、フィルタ３１を通じた通気が可能となっている。
【００２５】
このような熱処理炉２０の構成で、ワークを熱処理するための空気は、送り通路２４を通って一旦前述の空間に流入した後、フィルタ３１を介してこの空間からワークの収容部への通気が可能となっている。
【００２６】
空調部２３の内部には、加熱器３２および送風機３３が設けられている。空調部２３における加熱器３２と送風機３３の位置関係は、加熱器３２が上流側で、送風機３３が下流側となる配置で設けられている。加熱器３２は、空調部２３内の空気を加熱するものであり、送風機３３は、空調部２３内の空気をフィルタ３１を通じて熱処理路２０内に送り込むものである。加熱器３２は、例えば電熱式のヒータを好適に用いることができ、送風機３３は、例えばシロッコファンを好適に用いることができるが、これらに限定されることはない。
【００２７】
送風機３３は、ファンケーシング３５内に収容されている。ファンケーシング３５は、吸気口および排気口を有する。ファンケーシング３５の吸気口は、空調部２３内の加熱器３２の設けられた位置よりも下流側の部分に開口し、ファンケーシング３５の排気口は、送り通路２４の入口に開口している。
【００２８】
連通路は、送り通路２４および戻り通路２５から構成される。送り通路２４は、空調部２３における送風機３３が設けられた位置よりも上流側の部分と前述の熱処理炉２０内の仕切り壁２６よりも右側の空間との間を連絡する。戻り通路２５は、断熱室２の内部の空間の空調部２３よりも左側の部分であって、熱処理炉２０と断熱室２とにより挟まれた領域に形成されている。戻り通路２５は、前述の熱処理炉２０の排気孔と空調部２３の加熱器３２がよりも上流側の部分との間を連絡する。
【００２９】
送り通路２４は、空調部２３から熱処理炉２０へワークを熱処理する前の空気を送るためのものであり、戻り通路２５は熱処理炉２０から空調部２３へワークを加熱処理した後の空気を戻すためのものである。
【００３０】
空調部２３内に、加熱器３２の設けられた位置よりも下流側、かつ、送風機３３が設けられた位置よりも上流側の部分には、吸気ダクト４が接続されている。吸気ダクト４は、外気を吸い込んで空調部２３内に送り込むためのものである。なお、吸気ダクト４の接続箇所は空調部２３に限られず、戻り通路２５に吸気ダクト４を接続し、外気をこの戻り通路２５内に送り込むようにしても機能的には同じである。
【００３１】
排気ダクト５１は、一端が空調部２３における送風機３２の設けられた位置よりも下流側の部分に接続されるとともに、他端が外部に解放されている。排気ダクト５１は、空調部２３から流出した空気を直接外部に排出するためのものである。
【００３２】
なお、前述の吸気ダクト４および排気ダクト５１には、適所に風量調整用のダンパー８が設けられている。
【００３３】
また、本実施の形態に係る熱処理装置１は、シャッター部材７、複数の接触部材９、弾性部材１０、およびダクト２７を備える。シャッター部材７は、熱処理炉２０の搬出入口２０Ａを遮蔽するものである。シャッター部材７は耐熱性を考慮して金属材料から構成されている。
【００３４】
接触部材９は、シャッター部材７に、前述の弾性部材１０を介して取り付けられ、熱処理炉２０の搬出入口周縁部２０Ｂに圧接する。具体的には、接触部材９としては、図５に示すように、熱処理炉２０の開口周縁部２０Ｂに接触する球体９１と、該球体９１を転動自在に支持する支持体９２と、を有するものを好適に用いることが出来る。このような構成の接触部材９によると、球体９１が熱処理炉２０に接触しながら転動可能となる。
【００３５】
弾性部材１０は、シャッター部材７に取り付けられ、複数の接触部材９を圧接方向に付勢する。具体的に、弾性部材１０としては、図２、図３に示すように、耐熱性のゴム材料あるいはバネ鋼のような金属材料からなる可撓性の湾曲部１０Ａにより断面Ｕ字型に形成された帯状の部材を好適に用いることが出来る。図４に示すように、このような弾性部材１０は、直線状に延びる一対の平面部を有する。それらの平面部の一方（以下、「固定片」という。）１０Ｃを用いて、シャッター部材７の裏側面の周囲部に、図６に示すように平面視で矩形となるように接着等で固定される。これにより、図３、図４に示すように、弾性部材１０の他方の平面部（以下、「可動片」という。）がフリーな状態となり、可動片１０Ｃは湾曲部１０Ａにより弾性を有して撓むことが可能となる。なお、シャッター部材７は上下分割構造で作製されているので、弾性部材１０の可動片１０Ｃの外側面は熱処理炉２０の開口周縁部２０Ｂに対向している。可動片１０Ｃの該面には、所定の間隔を有して対向する一対の突条１０Ｂ，１０Ｂが延在して一体に形成されている。図４に示すように、可動片１０Ｃの前記面における、これらの突状１０Ｂ，１０Ｂで挟まれた領域には、一対のマグネット帯１１，１１が所定の間隔を置いて平行に取り付けられている。このようにすれば、マグネット帯１１の有する磁力により、熱処理炉２０が引き付けられ、接触部材９の圧接を確実・強固なものとすることが可能となる。そして、可動片１０Ｃの前記面における、これらのマグネット帯１１，１１で挟まれた領域に、複数の接触部材９が取り付けられている。これらの接触部材９は、弾性部材１０の長手方向、つまり突状１０Ｂ，１０Ｂの延在方向に、間隔を置いて整然と配置される（図６参照）。
【００３６】
ダクト２７は角管から成り、熱処理炉２０の搬出入口２０Ａの開口部に周設されている。これにより、ダクト２７は、図１に示すように平面視で矩形の通路を有することになる。ダクト２７のシャッター部材７に対向する面には、図２、図３に示すように、隙間１２に開口する複数の吸気孔２７Ａが形成されている。ダクト２７は、搬出入口２０Ａの開口部の上縁および下縁に沿って水平方向に延びる部分に図示しない排気孔が複数（本実施の形態では５個）並設されており、熱処理炉２０の上壁および下壁を貫く複数（本実施の形態では５個）の流出路２０Ｃの一端が接続されている。この流出路２０Ｃの他端は戻り通路２５に接続されている。以上のように構成されるダクト２７により、隙間１２を流れる空気を吸気孔２７Ａから吸い込んで戻り通路２５に排気することが出来る。
【００３７】
上記の構成で、送風機３３によって送り通路２４を介して熱処理炉２０内に空気が送り込まれると、熱処理炉２０内の空気は、戻り通路２５を通って空調部２３内に戻される。そして、空調部２３内に戻された空気は、加熱器３２により加熱された空気と混合され、その一部が送風機３３によって熱処理炉２０内に再度送り込まれる。すなわち、熱処理炉２０内の空気は、循環しながら加熱されるようになっており、これにより熱処理炉２０内に収容されたワークが熱処理されるようになっている。
【００３８】
また、熱処理炉２０から空調部２３内に戻された空気の残りは、排気ダクト５１を通って外部に排気される。これにより、熱処理炉２０内が換気されるようになっている。それにともなって、吸気ダクト４から外気が吸気される。
【００３９】
このようにして、熱処理炉２０内に送り込まれる空気は、温度帯の異なる、熱処理炉２０から空調部２３内に戻された空気、空調部２３内で加熱器３２により加熱された空気、および少量の外気が混合されることにより、熱処理に適した温度（例えば、約２３０℃）に維持される。
【００４０】
特に，本実施の形態に係る熱処理装置１によると、熱処理炉２０およびシャッター部材７が熱歪みにより変形しても、弾性部材１０により付勢された接触部材９が追従して熱処理炉２０の搬出入口周縁部２０Ｂに圧接する状態が維持される。このため、熱処理炉２０の搬出入口周縁部２０Ｂとシャッター部材７の周囲部との間に一定の隙間が安定的に確保され、この隙間を流れる空気流を搬出入口２０Ａの全周に亘って均一化することが可能となる。また、搬出入口２０Ａの開口部に設けられたダクト２７により、前述の隙間を通じて熱処理炉２０からの吹き出される空気や熱処理炉２０内への吸い込まれる空気が熱処理炉２０外部の空気流路である戻り通路２５に排気される。よって、シャッター部材７周辺に昇華物が洩れるおそれがないだけでなく、炉内温度が低下したり炉内温度分布が不均化したりすることもなくなる。このため、シャッター部材７周辺への昇華物の固着および炉内温度への影響を効果的に防止することが出来る。
【００４１】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４２】
１−熱処理装置
２−断熱室
４−吸気ダクト
９−接触部材
１０−弾性部材
１１−マグネット帯
２０−熱処理炉
２０Ａ−搬出入口
２０Ｂ−搬出入口周縁部
２３−空調部
２５−戻り通路
２７−ダクト
３２−加熱器
３３−送風機
５１−排気ダクト
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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