説明

熱処理装置

【課題】簡易な構成によって、炉内のクリーン度を保ちつつ、減圧下における炉内の配線部分からの漏れ電流の発生を防止することが可能な熱処理装置を提供する。
【解決手段】減圧乾燥装置10は、パネルヒータ18および炉体12を少なくとも備え、パネルヒータ18は、発熱線および電源供給線が絶縁された状態で金属管に充填されたシース部を含む単一または複数の細管シースヒータ30を有し、炉体12は、パネルヒータ18を内部に収容するように構成され、シースヒータ30におけるシース部が挿通可能なゲージポートを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、減圧下で例えば液晶表示パネル用のガラス基板等の平板状ワークに対して熱処理を行うのに好適なように構成された熱処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
減圧乾燥装置等の熱処理装置では、例えば図1に示すように、炉体100の内部に熱源となる加熱部102(例えば、電気抵抗ヒータ)が配置される。加熱部102には電力供給が必要となる一方で、炉体100には気密性が要求されるため、炉体100の内部に加熱部102を設置する場合、真空シールに対して有効な中継電源導入端子104が炉体100を貫通して設けられることが多かった。そして、この中継電源導入端子104の炉外側の端子が炉外の電源部(図示省略)に接続され、炉内側の端子が渡り配線106を介して加熱部102に接続されることによって、炉外の電源部から炉体100内部の加熱部102に対して中継電源導入端子104を介して電力供給が行われていた。
【0003】
ところが、上述の構成においては、加熱部102に対して通電しつつ炉体100の内部の圧力を下げていく過程で放電が発生し、その結果、漏電が生じることがあった。この漏電は人体や装置に悪影響を与える虞があるため、漏電の防止を図ることが重要視されていた。
【0004】
このため、従来技術には、加熱部に対する通電下において炉体100の内部を減圧することにより発生した漏れ電流を検出し、その漏れ電流の量に応じて加熱部に対する通電のオン/オフ制御を行うように構成された減圧乾燥装置が存在する(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開2006−170533号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述の特許文献1に係る技術では、配線部分からの漏れ電流の発生自体を抑えることができない。このため、配線部分からの漏れ電流は依然として発生し、その漏れ電流が許容値を超えるたびにヒータへの通電が停止され、加熱処理の処理時間が長引くといった不都合があった。
【0006】
また、炉内において渡り配線を利用する構成において漏れ電流自体の発生を抑制しようとする場合には、渡り配線と炉体との間の絶縁距離が大きくなるように炉内の構成を設計したり、被覆付きの電線を採用したりする必要があった。
【0007】
しかし、絶縁距離を大きく取ることは炉体の小型化を阻害し、また、被覆付きの電線を採用する場合には、被覆部の耐熱性によって熱処理の最高温度が制限されるといった不都合があった。
【0008】
この発明の目的は、簡易な構成によって、炉内のクリーン度を保ちつつ、減圧下の炉内の配線部分からの漏れ電流の発生を防止することが可能な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】
【0009】
この発明に係る熱処理装置は、減圧下でワークに対して熱処理を行うように構成される。熱処理装置の例としては、減圧乾燥装置が挙げられる。この熱処理装置は、加熱部および炉体を少なくとも備える。
【0010】
加熱部は、発熱線および電源供給線が絶縁された状態で金属管に充填されたシース部を含む単一または複数のシースヒータを有する。加熱部の例としては、板状を呈するパネルヒータが挙げられる。シースヒータの例としては、真空耐圧を有する細管シースヒータが挙げられる。
【0011】
炉体は、加熱部を内部に収容するように構成される。また、炉体は、シースヒータのシース部が挿通可能な開口部を有する。開口部の例としてゲージポートが挙げられる。
【0012】
熱処理装置は、シースヒータにおけるシース部以外の箇所がすべて炉体の外部に配置された状態で、シース部と開口部との間に真空シール(例えば、Oリング)が施されるように構成される。
【0013】
この構成においては、加熱部を炉体の中継電源導入端子(例えば、貫通端子)に渡り配線を介して接続するのではなく、加熱部を構成するシースヒータと炉体との間で直接的に真空シールされることにより、炉体の内部には、シースヒータの非絶縁部が露出しなくなる。このため、ヒースヒータに通電した状態で炉体を減圧しても放電が発生しない。また、炉体内部に配置されるシース部に耐熱性を有する金属管(例えば、ステンレス管)を用いているため、炉内を高温にしてもシース部の表面から発塵が生じたり、ガスが発生したりしにくいため、炉体の内部をクリーンな状態に保つことができる。また、シース部に金属を用いているため、樹脂類によって渡り配線を被覆する場合に比較して、処理温度の上限制約を受けにくい。
【0014】
上述の構成において、シースヒータは、長さ方向の一端部からのみ電源供給線が露出するように構成されることが好ましい。その理由は、シースヒータの長さ方向の一端部からのみ電源供給線が露出する構成を用いれば、シースヒータの長さ方向の両端部から電源供給線が露出する構成を用いる場合に比較して、真空シールが必要となる箇所の数を減少させることができるからである。
【0015】
また、シースヒータは、シース部が曲げ加工可能になるようにフレキシブル性を有するように構成されることが好ましい。シース部が自由自在に曲げられると、例えば、面状の加熱源に適した配置とする等のようにシースヒータのレイアウトを自由に設計できるからである。
【0016】
加熱部が、互いに異なる複数の領域をそれぞれ加熱するように配置された複数のシースヒータを有する場合、加熱部における端部に配置される領域は、中央に配置される領域に比較して、単位面積あたりにおけるシースヒータの配置密度が密になるように構成することが好ましい。このように構成することにより、ヒータ電源の制御を複雑にすることなく、放熱が多い端部に対して十分な熱量を供給することが可能になる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、簡易な構成によって、処理温度の上限に制約を受けることなく、炉内のクリーン度を保ちつつ、減圧下における炉内の配線部分からの漏れ電流の発生を防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
図2は、本発明の実施形態に係る減圧乾燥装置10の概略を説明する図である。この実施形態では、熱処理装置の例として減圧乾燥装置10を説明するが、本発明は減圧乾燥装置以外の種類の熱処理装置にも適用することが可能である。
【0019】
減圧乾燥装置10は、炉体12を備えている。炉体12内には、板状を呈するパネルヒータ18が設けられる。パネルヒータ18の構成については後述する。パネルヒータ18の上には、複数のプロキシミティピンを有する基板支持部材20が載置される。
【0020】
パネルヒータ18を貫通するように、炉体12に搬入または搬出されるガラス基板16を下から支持するように構成されたリフターピン14が配置される。リフターピン14は、モータ等の駆動部を有するリフターピン駆動装置142によって昇降可能に支持されている。
【0021】
図3は、パネルヒータ18の概略構成を示す図である。パネルヒータ18には、熱源として複数の細管シースヒータ30を備える。パネルヒータ18は、金属製(例えば、アルミニウム)の熱板内に複数の細管シースヒータ30を収納して構成される。
【0022】
図3に示すように、この実施形態では、9つの細管シースヒータ30が用いられ、各細管シースヒータ30がパネルヒータ18の9つの領域のそれぞれを加熱するように構成されているが、細管シースヒータ30の数や配置はこれに限定されるものではない。細管シースヒータ30は、炉体12に設けられた複数の開口部に挿通されるように配置されており、炉体12の外部の電力供給部から電力供給を受けるように構成される。
【0023】
図4(A)および図4(B)は、細管シースヒータ30の概略構成を示している。細管シースヒータ30は、細い金属管(例えば、SUS−316等のステンレス管)に発熱線42および絶縁体44(例えば、酸化マグネシウム)を高密度に充填するように構成された発熱部32を備える。発熱部32は、自由に曲げ加工の可能な程度のフレキシブル性を有しており、発熱部32の金属管を自由に曲げて所望の形状にすることが可能になっている。
【0024】
この実施形態では、図3に示すように、各細管シースヒータ30の発熱部32をそれぞれ面状の渦巻き状に形成している。このとき、各細管シースヒータ30は、その発熱部32の密度が、パネルヒータ18の中央部に配置されるものほど疎になり、パネルヒータ18の端部に配置されるものほど密になるように構成される。
【0025】
このように、パネルヒータ18の各領域における発熱部32の配置密度を適宜変化させることにより、各細管シースヒータ30に対するヒータ電源制御を均一にする場合であってもパネルヒータ18の各領域に所望の発熱特性を持たせることが可能になる。なお、各細管シースヒータ30の発熱部32の形状は面状の渦巻き状に限定されるものではなく、ワークの形状等に合わせて適宜変更することが可能である。
【0026】
細管シースヒータ30はさらに、発熱部32の一端部外周に接合されたスリーブ部34を備える。スリーブ部34は金属(例えば、SUS−304等のステンレス)からなる筒状を呈している。スリーブ部34の内部には、発熱線42と電力供給線(例えば、ニッケル等の外部リード線)との接続部が配置される。スリーブ部34はさらに、発熱部32の反対側の端部を覆うシール部362(例えば、防湿シールガラス)を有する。なお、この実施形態では、発熱部32およびスリーブ部34が本発明のシース部に対応する。
【0027】
細管シースヒータ30は、炉体12に設けられたゲージポート122等の開口部に挿通されている。そして、細管シースヒータ30におけるスリーブ部34とゲージポート122との間にはOリング36が配置されており、スリーブ部34とゲージポート122との間が真空シールされ炉体12内の真空度が保たれている。
【0028】
この実施形態では、細管シースヒータ30の真空シール部としてゲージポート122およびOリング36を用いているが、真空シール部の構成はこれには限定されない。例えば、ゲージポート122およびOリング36の組み合わせに代えてコンプレッションフィッティングなどを用いることも可能である。
【0029】
以上の構成では、細管シースヒータ30における炉体12内に配置される箇所およびゲージポート122に真空シールされる箇所のすべてが真空に耐えうる構成になっている。また、耐熱性を有する金属製のシースを用いているため炉体12内を高温にした場合でも発塵の虞がないため、処理温度にかかわらず炉体12内部をクリーンな環境に保つことが可能となる。
【0030】
そして、発熱線42と電力供給線が炉体12の内部において露出することがないため、電気配線からの放電の発生が適正に防止され、その結果、高電圧(例えば、200Vまたは400V)を用いた装置の構築が可能となり、省配線化が可能となる。また、処理温度を向上させることができ、処理時間の短縮化が可能となる。
【0031】
上述の実施形態においては、細管シースヒータ30は、長さ方向における一端部からのみ電源供給線40が露出するように構成されることが好ましい。1つの細管シースヒータ30について、炉体12の1箇所からのみの電力供給をすることにより、真空シール部の数を減少させることが可能になり、その結果、炉体12の構成の簡略化が図りやすくなり、また、炉体12内での真空状態を保ち易くなる。
【0032】
上述の実施形態において、細管シースヒータ30はそのシール径が細くなるように(例えば、2〜3mm)構成することが好ましい。その理由は、経時的にシール性が低下するといった問題を回避し易くなるからである。通常、ヒータ類は加熱させると熱膨張により、位置変動などが発生し、真空シール部に過度のストレスが加わり、シール性低下などの不具合に至る場合があるが、細管シースヒータ30はその径が小さいためそのような不具合が発生しにくい。
【0033】
さらに、細管シースヒータ30の発熱部32はフレキシブル性を有しているため、細管シースヒータ30を用いることで炉体12内部での自由なレイアウトが可能となる。このため、ワークの形状に応じてパネルヒータ18の構成を変更し易い。
【0034】
また、ゲージポート122にOリング36を介して細管シースヒータ30を取り付けている構造上、炉体12に対する細管シースヒータ30の脱着が行い易くなり、メンテナンス性が向上する。
【0035】
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。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】従来の減圧乾燥装置の構成の概略を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る減圧乾燥装置の概略を示す図である。
【図3】ヒータの概略構成を示す図である。
【図4】ヒータにおける細管シースヒータの配置状態を説明する図である。
【符号の説明】
【0037】
10−減圧乾燥装置
12−炉体
18−ヒータ
30−細管シースヒータ
32−加熱部
34−スリーブ部
36−Oリング
40−電力供給線
122−ゲージポート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
減圧下でワークに対して熱処理を行うように構成された熱処理装置であって、
発熱線および電源供給線が絶縁された状態で金属管に充填されたシース部を含む単一または複数のシースヒータを有する加熱部と、
前記加熱部を内部に収容する炉体であって、前記シースヒータにおける前記シース部が挿通可能な開口部を有する炉体と、
を少なくとも備えており、
前記シースヒータにおける前記シース部以外の箇所がすべて前記炉体の外部に配置された状態で、前記シース部と前記開口部との間に真空シールが施されるように構成された熱処理装置。
【請求項2】
前記シースヒータは、長さ方向の一端部からのみ前記電源供給線が露出するように構成された請求項1に記載の熱処理装置。
【請求項3】
前記シースヒータは、前記シース部が曲げ加工可能なようにフレキシブル性を有するように構成された請求項1に記載の熱処理装置。
【請求項4】
前記加熱部は、互いに異なる複数の領域をそれぞれ加熱するように配置された複数の前記シースヒータを有しており、
前記加熱部の端部に配置される領域は、中央に配置される領域に比較して、単位面積あたりの前記シースヒータの配置密度が密になるように構成された請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱処理装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−61850(P2010−61850A)
【公開日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−223600(P2008−223600)
【出願日】平成20年9月1日(2008.9.1)
【出願人】(000167200)光洋サーモシステム株式会社 (180)
【Fターム(参考)】