JP2001326061A

JP2001326061A - 加熱装置および組立装置

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Publication number: JP2001326061A
Application number: JP2000142186A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Kamata; 重人鎌田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な加熱装置および組立装置を実現する。【解決手段】板状の被加熱物を加熱する、第１のプレ
ート１２および第２のプレート１１が積層された加熱部
材Ａと、加熱部材の熱源であるヒータ１３とを有し、第
１プレートは第２プレートよりも熱伝導率が高く、かつ
第２プレートは第１プレートよりもクリープ量が小さい
加熱装置において、第１プレートと第２プレートの線膨
張係数の差を、加熱部材の平面度が所定範囲内に維持さ
れるような値または３×１０^-6以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスなどの複数
の平板を、平面度を劣化させずに加熱するのに適した加
熱装置、およびこれを用いて前記平板の両面を加圧する
等により装置を組み立てるのに適した組立装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱装置は、高熱伝導のプレート
と低クリープの材料を積層し、高熱伝導のプレートにヒ
ータを設けた構成を有しており、これにより、面内の温
度分布を小さくし、加熱装置の熱板の平面度がクリープ
により劣化しないようにしている。図７〜図９は、この
ような加熱装置の例を示す。図７の加熱装置は、制御装
置１４により出力が制御されるヒータ１３が挿入された
高熱伝導で薄型の第１プレート１２と、被加熱物１が載
置される低クリープで薄型の第２プレートとが積層され
た熱板Ａにより構成される。この構成において、熱板Ａ
の板面内の温度分布はたとえば４００±５℃、熱板Ａ上
の面１１ａの平面度は熱板Ａの大きさが５００ｍｍ×５
００ｍｍの場合で０．１ｍｍ以下を達成している。図８
の加熱装置は、図７のものに対して補助プレート１６を
さらに積層したものである。図９の加熱装置では、第１
プレート１２や補助プレート１６が分割されており、ヒ
ータ１３も分割して挿入されている。

【０００３】ガラスなどの被加熱物を加熱する際には、
上下一対のこのような熱板により被加熱物を挟み、被加
熱物の両側から加熱し、加圧する。熱板は、加熱冷却速
度を早くするために、熱容量が小さくなるように薄型化
され、支持脚で固定された構造になっている。特にディ
スプレイやガラスパネルなどの被加熱物を加熱して接合
するときには、熱板間の間隔および平行度を０．２ｍｍ
以下にすることが必要とされている。平行度を０．２ｍ
ｍ以下とするには、各熱板の平面度を０．１ｍｍ以下に
する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、良好な加熱
装置および組立装置を実現することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明の第１の加熱装置は、板状の被加熱物を加熱す
る、第１のプレートおよび第２のプレートが積層された
加熱部材と、前記加熱部材の熱源であるヒータとを有
し、前記第１プレートは前記第２プレートよりも熱伝導
率が高く、かつ前記第２プレートは前記第１プレートよ
りもクリープ量が小さい加熱装置において、前記第１プ
レートと第２プレートの線膨張係数の差が、前記加熱部
材の平面度を所定範囲内に維持する値であることを特徴
とする。

【０００６】第２の加熱装置は、第１の加熱装置におい
て、前記線膨張係数の差は３×１０ ^-6以下であることを
特徴とする。

【０００７】第３の加熱装置は、第１または第２の加熱
装置において、前記加熱部材には、熱伝導率およびクリ
ープ量がそれぞれ前記第１プレートの熱伝導率およびク
リープ量よりも前記第２プレートの熱伝導率およびクリ
ープ量に近い値である補助プレートが積層されており、
前記第１プレートと捕助プレートの線膨張係数の差が３
×１０^-6以下であることを特徴とする。そして第４の加
熱装置は、板状の被加熱物を加熱する、第１のプレート
および第２のプレートが積層された加熱部材と、前記加
熱部材の熱源であるヒータとを有し、前記第１プレート
は前記第２プレートよりも熱伝導率が高く、かつ前記第
２プレートは前記第１プレートよりもクリープ量が小さ
い加熱装置において、前記第１プレートと第２プレート
の線膨張係数の差が、３×１０^-6以下であることを特徴
とする。

【０００８】また、本発明の組立装置は、第１〜第４の
いずれかの加熱装置を具備することを特徴とする。

【０００９】これら本発明の構成において、第１プレー
トと第２プレートの線膨張係数の差を、加熱部材の平面
度が所定範囲内に維持されるような値または３×１０^-6
以下としたため、主に第１プレートのクリープがほぼな
くなり、第１プレートの変形や加熱部材の平面度の劣化
が防止される。

【００１０】

【実施例】［実施例１］図２は本発明の第１の実施例に
係る加熱装置を示す斜視図である。この加熱装置は熱板
Ａおよびその温度を制御する制御装置１４を備える。熱
板Ａは、高熱伝導で薄型である１５０ｍｍ×１５０ｍｍ
の第１プレート１２、その両面に積層され、固定された
低クリープで薄型の第２プレート１１および補助プレー
ト１６、ならびにプレート１２に挿入されたヒータ１３
を備える。制御装置１４によりヒータ１３の出力を制御
することによって、熱板Ａに設置された不図示の温度セ
ンサの温度が所定のプロファイルを示すようにコントロ
ールされる。第２プレート１１と補助プレート１６の線
膨張係数は同じである。

【００１１】このような加熱装置においては、熱板Ａは
低温から高温へ温度を上げ、さらに低温まで温度を下げ
るという熱サイクルを繰り返す。このとき、積層したプ
レート１１および１２の接触面では、線膨張率の違いに
より、高温においてストレスが発生する。また、熱サイ
クルの度に、クリープの大きい高熱伝導の第１プレート
１２は徐々に塑性変形を起こし、熱板Ａの平面度を劣化
させる結果となる。近年、被加熱物であるガラスパネル
の大判化により加熱装置も大きくなり、また、平面度へ
の要求仕様が高まりつつあるので、熱サイクルによるク
リープを最小限に抑えることが望まれている。

【００１２】そこで本実施例では、熱サイクルを繰り返
しても主に高熱伝導の第１プレート１２がクリープを起
こさないようにして熱板Ａの平面度を向上させ、これに
より２つの熱板Ａで被加熱物を挾み、精度よく加熱して
接合を行うことができるようにするため、以下の測定を
行った。

【００１３】すなわち、図２の構成において、制御装置
１４により、熱板Ａに対し、室温と４５０℃の間で変化
させる熱サイクルを１００回付与し、その後、第１プレ
ート１２の変形量を測定した。

【００１４】図１はこの測定結果を示しており、本発明
の特徴を最も良く表している。図１のグラフの縦軸は第
１プレート１２の変形率、横軸は第１プレート１２と第
２プレート１１との線膨張係数の差を表す。このグラフ
で示されるように、変形率を０．５％以下に抑えるに
は、線膨張係数の差を３〜４×１０^-6以下にする必要が
ある。変形量の測定結果によれば、この場合に、平面度
の変化が０．０５ｍｍ以下となっている。したがって、
５００×５００ｍｍの熱板を有する加熱装置において
も、線膨張係数の差を３〜４×１０^-6以下とすることに
よって被加熱物の載置面１１ａの平面度を０．０５ｍｍ
以下とすることができることがわかる。また、図中のＢ
における線膨張係数の差では熱サイクルが５０〜１００
回の間で変形が進行しているのに対し、Ｃにおける線膨
張係数の差ではほとんど変形が進行していない。したが
って、熱サイクルが１００回以上付与されることを考え
ると、線膨張係数の差を１×１０^-6以下にすることが望
ましい。

【００１５】［実施例２］図３は図２と同様の熱板Ａを
用いて構成した本発明の第２の実施例に係る加熱装置を
示す。熱板Ａはベース２０に固定した支持脚１８により
支持され、各支持脚に設けられた温度センサ１０４の温
度が、制御装置１４ｂによって各支持脚に設けられたヒ
ータ１１３の出力を調整することにより制御されてい
る。これにより、支持脚１８の温度差によって各支持脚
１８の長さが変化し、熱板Ａの平面度が劣化するのを防
いでいる。また、熱板Ａの温度がベース２０よりも高く
なり、熱板Ａがその面に沿った方向に大きく伸びるの
で、これをｘｙ面内で可動な機構３５で吸収している。
図中の１１ａは第２プレート１１の被加熱物の載置面、
１４ａは実施例１の場合と同様にして熱板Ａの温度を制
御する制御装置である。第１プレート１２は第２プレー
ト１１や補助プレート１６の線膨張係数に近い線膨張係
数を有する。

【００１６】この構成によれば、第１プレート１２の線
膨張係数を、第２プレート１１や補助プレート１６の線
膨張係数に近づけてあるため、熱サイクルを付与して
も、第１プレート１２の変形がなく、被加熱物の載置面
１１ａにおける平面度の劣化を防ぐことができる。

【００１７】［実施例３］図４は、本発明の第３の実施
例に係る組立装置により加熱される被加熱物を示す分解
図である。図中の１がこの被加熱物であり、被加熱物１
は表面伝導型電子放出素子を用いた平面型画像表示装置
である。この平面型画像表示装置は、同図に示されるよ
うに、第１のガラス板であるフェースプレート８と、第
２のガラス板であるリアプレート５とを、縁部に設けら
れる枠体６により一体化するとともに、枠体６の空間部
６ａの所定位置において複数のスペーサ部材７を低融点
ガラスで固着することにより構成される。すなわち、リ
アプレート５には破線で囲んだ範囲を表示面５ａとする
ために、表面伝導型電子放出素子が予め形成されてお
り、この表示面５ａの所定個所５ｂにおいて複数のスペ
ーサ部材７を低融点ガラスであるフリットシールで固着
し、そして、フェースプレート８を低融点ガラスである
フリットシールで固着して、空間部６ａを真空状態とす
ることができるように構成される。

【００１８】この被加熱物１を加熱して画像表示装置を
組み立てるために、図５に示すような加熱装置３０を有
する組立装置を使用する。加熱装置３０は、上ホットプ
レート２５と下ホットプレート２６を備え、これらによ
り被加熱物１を挟む状態で保持して加熱するものであ
る。上ホットプレート２５と下ホットプレート２６はそ
れぞれ図２のものと同様の熱板であり、第１プレート１
２と第２プレート１１との線膨張係数の差は、各ホット
プレート２５および２６の平面度を所定に維持するよう
な値となっている。

【００１９】図６は加熱装置３０により被加熱物である
画像形成装置を組み立てる工程を示す。同図（ａ）は、
図４の平面型画像表示装置の完成状態を示し、（ｂ）は
途中工程、（ｃ）は最終工程を示している。同図（ａ）
に示すように、フェースプレート８とリアプレート５
は、枠体６により一体化され、枠体６の空間部６ａの所
定位置において、複数のスペーサ部材７が低融点ガラス
９で固着されている。この完成状態において、空間部６
ａを所定の真空圧とし、通電して、蛍光体８ａに表示面
５ａからの電子ビームを到達させることにより、所定の
画像を表示させることができる。

【００２０】図６（ｂ）に示すように、完成状態にする
前の途中工程では、下ホットプレート２６上にガラス板
の補助プレート３２を吸引して保持し、その上に治具３
１を載置し、治具３１でスペーサ部材７を位置決めす
る。また、上ホットプレート２５にはフェースプレート
８を吸引して保持する。フェースプレート８には、低融
点ガラス９を、高さ２８となるようにして、スペーサ部
材７に該当する部分に予め塗布してある。この状態で、
上ホットプレート２５を矢印方向に降下させ、スペーサ
部材７を上下から挟持する。これに前後してヒータへの
通電を行い、スペーサ部材７をフェースプレート８に固
着する。

【００２１】その後、図６（ｃ）に示すように、スペー
サ部材７をフェースプレート８に固着した状態で上ホッ
トプレート２５を上方に待機させる。そして、補助プレ
ート３２を取り除き、リアプレート５を下ホットプレー
ト２６上に載置し、上下面に低融点ガラス９を塗布した
枠体６をセットして、上下のホットプレート２５と２６
で挟持し、通電して加熱する。

【００２２】以上の工程を経ることにより、表面伝導型
電子放出素子を用いた平面型画像表示装置の製造を歩留
まり良く実施することができる。その際、高さ２８とな
るように塗布される低融点ガラス９は、０．１ｍｍから
０．０５ｍｍの範囲で変動するので、この変動分を吸収
するための平面精度が上下のホットプレート２５と２６
のベースプレート１１に要求されることになる。この要
求は、第１プレート１２とベースプレート（第２プレー
ト）１１との線膨張係数の差が、熱板Ａの平面度を、要
求される範囲内に維持する値であるため、満たされるこ
とになる。

【００２３】なお、各ホットプレート２５および２６の
加熱温度は２００〜４００℃の範囲であり、ベースプレ
ート（第２プレート）１１および高熱伝導プレート（第
１プレート）１２の板厚は１０ｍｍとし、棒状ヒータ１
３の挿入用孔はΦ６ｍｍとしている。

【００２４】以上説明したように、第１プレートと第２
プレートの線膨張係数の差を、加熱部材の平面度が所定
範囲内に維持される値としたため、線膨張係数の差によ
り加熱部材に生じる熱変形、特にクリープを抑えること
ができる。したがって、熱サイクルが繰り返されても加
熱部材の平面度の劣化を最小限に抑えることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、良好な加熱装置および
組立装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の加熱装置における第１プレートの変形
量を測定した結果を示すグラフである。

【図２】本発明の第１の実施例に係る加熱装置を示す
斜視図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る加熱装置を示す
図である。

【図４】図５の組立装置により加熱される被加熱物を
示す分解図である。

【図５】本発明の第３の実施例に係る組立装置を示す
斜視図である。

【図６】図５の組立装置による組立工程を説明するた
めの図である。

【図７】従来例に係る加熱装置をを示す斜視図であ
る。

【図８】従来例に係る他の加熱装置をを示す斜視図で
ある。

【図９】従来例に係るさらに他の加熱装置を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１：被加熱物、１１：第２プレート、１１ａ：載置面、
１２：第１プレート、１３：ヒータ、１４ａ，１４ｂ，
１４：制御装置、１６：補助プレート、１８：支持脚、
２０：ベース、２５：上ホットプレート、２６：下ホッ
トプレート、３０：加熱装置、３５：可動な機構、１０
４：温度センサ、１１３：ヒータ、Ａ：熱板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の被加熱物を加熱する、第１のプレ
ートおよび第２のプレートが積層された加熱部材と、前
記加熱部材の熱源であるヒータとを有し、前記第１プレ
ートは前記第２プレートよりも熱伝導率が高く、かつ前
記第２プレートは前記第１プレートよりもクリープ量が
小さい加熱装置において、前記第１プレートと第２プレ
ートの線膨張係数の差が、前記加熱部材の平面度を所定
範囲内に維持する値であることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】前記線膨張係数の差は３×１０^-6以下で
あることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】前記加熱部材には、熱伝導率およびクリ
ープ量がそれぞれ前記第１プレートの熱伝導率およびク
リープ量よりも前記第２プレートの熱伝導率およびクリ
ープ量に近い値である補助プレートが積層されており、
前記第１プレートと捕助プレートの線膨張係数の差が３
×１０^-6以下であることを特徴とする請求項１または２
に記載の加熱装置。
【請求項４】板状の被加熱物を加熱する、第１のプレ
ートおよび第２のプレートが積層された加熱部材と、前
記加熱部材の熱源であるヒータとを有し、前記第１プレ
ートは前記第２プレートよりも熱伝導率が高く、かつ前
記第２プレートは前記第１プレートよりもクリープ量が
小さい加熱装置において、前記第１プレートと第２プレ
ートの線膨張係数の差が、３×１０^-6以下であることを
特徴とする加熱装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかの加熱装置を具
備することを特徴とする組立装置。