JP2002175868A - 遠赤外線薄型ヒータおよび基板加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄型で設置に伴う付随空間の小さな遠赤外線ヒ
ータおよび生産効率の高い基板加熱炉を提供する。 【解決手段】金属薄板３２の内部に遠赤外線放射層４４
を加熱するための発熱体３８が備えられると共に、その
発熱体３８はその金属薄板３２の端部から外部電源に接
続されることから、ヒータ３０の裏面側にそれらを接続
するための空間を設ける必要がない。しかも、金属薄板
３２の両面に遠赤外線放射層４４が設けられることによ
ってヒータ３０の両面から発熱するように構成されてい
るため、段積みして用いられる場合にも、各段相互間に
熱の相互干渉を抑制するための断熱スペースを設ける必
要もない。したがって、ヒータ３０の設置に必要な空間
の大きさはその金属薄板３２の大きさに略一致するた
め、薄型で設置に伴う付随空間の小さな遠赤外線ヒータ
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠赤外線ヒータお
よび基板加熱炉の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、大型サイズのフラット・パネル
・ディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板に膜形成するための
焼成工程では、薄型のワークの処理効率を高めるべく、
その基板を複数段に重ねて投入し、遠赤外線ヒータで加
熱する形式の多段式加熱炉が用いられている。このと
き、大型基板の熱処理においては、内壁面にヒータを備
えた炉室内にその大型基板を相互に一定間隔を以て積み
重ねるとその面内における均熱が困難である。そのた
め、このような大型基板用の多段式加熱炉では、１枚の
基板毎すなわち１段毎にこれに対向してヒータを設けた
構造が採られ、それら基板およびヒータが交互に積み重
なるように配置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記のような多
段式加熱炉に用いられる遠赤外線ヒータ１０は、例え
ば、加熱炉１２の全体構成を図１に示すように、表面に
遠赤外線放射層が固着され且つ抵抗発熱体等により発熱
させられる複数個の発熱体１４と、これを固定すると共
にその配線を引き回すために裏面側に設けられた配線部
１６とを備えたものであった。そして、加熱炉１２内に
おいて、ヒータ１０は、炉内の各段毎に設けられた給気
室１８側にその配線部１６が位置するように取り付けら
れる。上記給気室１８は、炉内雰囲気維持のための空気
を発熱体１４相互間を通して炉内に導入するエア・ブロ
ー機構を構成するために設けられている。

【０００４】しかしながら、上記従来のヒータ１０を用
いた加熱炉１２では、ヒータ１０自体の厚み寸法が比較
的大きく且つエア・ブロー機構がその裏面側に設けられ
ることから、それらに必要な高さ寸法が大きくなる。し
かも、基板が配置される各段相互の間には給気室１８と
基板配置空間との熱的相互干渉を防止する目的で断熱材
乃至断熱空間が設けられるため、これらによって基板の
段積みピッチが大きくなっていた。そのため、加熱炉全
体の高さ寸法が設置場所の高さ制限や基板投入装置の上
下ストローク制限等によって制限されることから、段積
み数が制限されて生産効率向上が妨げられ近年の生産量
増加に応えられない問題があった。例えば、生産効率向
上の面で10段程度もの段積み数が望まれている。これに
対して、前記のようなヒータ構成では、段積みピッチが
数百(mm)以上例えば600(mm)程度以上になる一方、投入
装置の上下ストロークは1(m)以下例えば750(mm)程度以
下であるため、段積み数は２〜３段程度が限界になる。
上記の図１には３段に構成した場合を示しているが、そ
の全体の高さ寸法は例えば3(m)程度にもなる。このよう
なヒータの厚み寸法やその設置に伴って大きな付随空間
が必要となることに起因して加熱炉寸法が増大する問題
は、基板の乾燥や焼成に限られず、板状のヒータが用い
られるような加熱炉において他の用途でも同様に発生す
る。

【０００５】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、薄型で設置に伴う付随空
間の小さな遠赤外線ヒータ、および基板の段積み枚数が
多く生産効率の高い基板加熱炉を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための第１の手段】斯かる目的を達成
するため、第１発明の遠赤外線薄型ヒータの要旨とする
ところは、金属薄板と、その金属薄板の両面を覆って設
けられた遠赤外線放射層と、その金属薄板の内部に設け
られ且つその端部から外部エネルギ源に接続された熱源
とを含むことにある。

【０００７】

【第１発明の効果】このようにすれば、金属薄板の内部
に遠赤外線放射層を加熱するための熱源が備えられると
共に、その熱源はその金属薄板の端部から外部エネルギ
源に接続されることから、ヒータの裏面側にそれらを接
続するための空間を設ける必要がない。しかも、金属薄
板の両面に遠赤外線放射層が設けられることによってヒ
ータの両面から発熱するように構成されているため、段
積みして用いられる場合にも、ワーク配置段相互間に熱
の相互干渉を抑制するための断熱スペースを設ける必要
もない。したがって、ヒータの設置に必要な空間の大き
さはその金属薄板の大きさに略一致するため、薄型で設
置に伴う付随空間の小さな遠赤外線ヒータが得られる。

【０００８】

【第１発明の他の態様】ここで、好適には、前記金属薄
板はその端面間を貫通する複数本の貫通穴を備えたもの
であり、前記熱源はその貫通穴内に挿入された抵抗発熱
体である。このようにすれば、抵抗発熱体で遠赤外線放
射体を加熱する形式の遠赤外線ヒータにおいて、ヒータ
裏面に設けられた配線スペースでヒータが厚くなると共
に配線保護のための断熱スペースで設置に伴う付随空間
が拡大すること等が好適に抑制される。一層好適には、
上記抵抗発熱体は、金属製カートリッジ内に納められた
ものである。このようにすれば、抵抗発熱体の断線時に
はカートリッジを交換することによって容易に遠赤外線
ヒータを修理可能となる利点がある。

【０００９】また、好適には、前記金属薄板は、引抜成
形されることによって、板状に成形されると同時にその
端面間を貫通する互いに平行な複数本の貫通穴が形成さ
れたものである。このようにすれば、製造コストを増大
させること無く容易に貫通穴を備えた金属薄板が得られ
る。

【００１０】また、好適には、前記遠赤外線ヒータは、
前記貫通穴から前記金属薄板の一面に貫通する複数本の
空気流通路を有するものである。このようにすれば、実
質的に金属薄板内に給気室が設けられることから、溶剤
蒸気やバインダの分解ガス等を排出する目的でワークに
向かって空気を供給する場合にも、その給気のための空
間を別に確保する必要がない利点がある。そのため、例
えば、エアブロー機構を含めた厚さ寸法を15(mm)程度と
飛躍的に薄くすることも可能となる。

【００１１】また、好適には、前記金属薄板はアルミニ
ウム合金から成るものである。このようにすれば、アル
ミニウム合金は熱伝導性が良いので一様な温度分布を容
易に得ることができると共に、軽量であることから自重
による撓み変形を好適に抑制できる。なお、一般にＰＤ
Ｐ基板の熱処理では銅を用いることが基板汚染の面で好
ましくないため、上記のようにすれば、温度分布の一様
性が高く且つ基板の汚染を防止し得る遠赤外線薄型ヒー
タが得られる。

【００１２】また、好適には、熱源が抵抗発熱体である
場合において、その捲線密度分布は前記貫通穴の長手方
向において所望とする温度分布に応じて適宜変更され
る。例えば、捲線密度分布を貫通穴の中央部ほど低くす
る場合には、中央部の温度が周辺部に比較して高くなる
ことが好適に抑制され、一層一様な例えば±2(℃)程度
以下の温度分布を得ることができる。

【００１３】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記目的を
達成するための第２発明の基板加熱炉の要旨とするとこ
ろは、前記第１発明の遠赤外線薄型ヒータが炉室内にお
いて所定の相互間隔を以て複数段に積み重ねられ、それ
ら複数枚の遠赤外線薄型ヒータ相互間に複数枚の基板の
各々の配置空間が設けられたことにある。

【００１４】

【第２発明の効果】このようにすれば、前記の遠赤外線
薄型ヒータが複数段に積み重ねられ、且つ、それらの相
互間に基板の配置空間が設けられる。そのため、ヒータ
の設置に伴う付随空間が小さいことから、段積みの１段
当たりの高さ寸法が低くなるため、段積み数を多くして
処理効率を高めることが容易な基板加熱炉が得られる。

【００１５】

【第２発明の他の態様】ここで、好適には、前記基板加
熱炉において、前記遠赤外線ヒータは、複数枚が一平面
内に密接して並ぶように連結された状態で炉室内の各段
に配置される。このようにすれば、１枚の大きさが小さ
くなることから大きな加熱面を１枚で構成する場合に比
較してヒータの剛性を高めることができると共に、種々
の大きさの加熱面を並べる枚数を変更するだけで容易に
形成できる利点がある。例えば、各辺の長さ寸法が1(m)
以上の大きなヒータも容易に製造し得る。そのため、加
熱炉毎に専用のヒータを用意する場合に比較して、共通
の小面積のヒータを用意してそれを適宜連結するだけで
加熱炉に合わせた大きさのヒータを用意できるので、加
熱炉の製造コストおよびヒータ交換に伴う維持コストの
増大を抑制できる利点がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。

【００１７】図２は、本発明の一実施例の遠赤外線ヒー
タ３０（以下、単にヒータ３０という）の外観を中間部
を省略して示す図である。図において、ヒータ３０は、
矩形薄板状のアルミニウム合金等から成る金属薄板３２
に、その長手方向における両端面３４、３４間に貫通す
る互いに平行な複数本例えば６つの貫通穴３６が設けら
れると共に、そのうちの２つの貫通穴３６ｂ、３６ｅに
カートリッジ・ヒータ等の発熱体３８、３８が嵌め入れ
られることにより構成されている。金属薄板３２の外形
寸法すなわちヒータ３０の外形寸法は、例えば幅140(m
m)程度、長さ1200(mm)程度、厚さ14(mm)程度であり、貫
通穴３６の大きさは、内径8(mm)程度である。なお、図
２、４等においては、図示の便宜上金属薄板３２の厚さ
寸法が誇張されている。

【００１８】上記の金属薄板３２は、例えば引抜加工に
よって成形されたものであり、その貫通穴３６は、その
引抜加工時に同時に形成されている。すなわち、ヒータ
３０の製造工程において貫通穴３６形成のための工程は
特に設けられていない。これら６つの貫通穴３６のう
ち、最も外側に備えられている貫通穴３６ａ、３６ｆに
は、金属薄板３２の軽量化を図ると共に、その開放端部
近傍に雌ねじ穴において、後述するように複数枚のヒー
タ３０を連結して使用する場合に必要に応じて連結具が
螺着されるものである。また、中央に位置する貫通穴３
６ｃ、３６ｄは、加熱炉内に空気を供給するための給気
用穴である。図３にヒータ３０を上方から見た状態を中
間部を省略し且つ一部を切り欠いて示すように、給気用
穴３６ｃ、３６ｄには、その長手方向において略一定の
間隔を以て複数個の空気噴出穴４０が備えられている。
複数個の空気噴出穴４０は、例えば2(mm)程度の直径を
備えたものであって、図３におけるIV−IV視断面を表す
図４に示されるように、何れもその図４において下側に
位置する表面４２に開口する。

【００１９】また、金属薄板３２の外周面には、上記図
２乃至図４に示されるように珪素、チタン、炭素等を主
成分とするセラミック系材料が合成樹脂等によって結合
させられて成る遠赤外線放射層４４が設けられている。
遠赤外線放射層４４は、金属薄板３２の表面のうちその
両端面３４、３４を除く略全面にディッピング等によっ
て設けられており、その厚さ寸法は50(μm)程度であ
る。前記のヒータ３０は、この遠赤外線放射層４４を加
熱するための熱源である。

【００２０】図５は、上記のヒータ３０に嵌め入れられ
た発熱体３８の全体を示す斜視図である。発熱体３８
は、全体が例えば直径8(mm)程度の円柱状を成し、有底
円筒状の金属製カートリッジ４６内にその内径寸法より
も小さい直径に巻回された抵抗発熱体４８が収納された
ものである。前記の貫通穴３６は、例えば何れも内径8
(mm)程度の大きさに形成されており、発熱体３８は、そ
こに丁度嵌め入れられる大きさにその抵抗発熱体４８の
両端４８ａ、４８ｂは図において手前側に位置するカー
トリッジ４６の一端から外部に導出され、図示しない電
源回路に接続されている。前記の図２、図３に示される
ように、発熱体３８は、この発熱体４８の端部４８ａ、
４８ｂ側の一部が金属薄板３２から突き出す。また、抵
抗発熱体４８の巻き密度は一様ではなく、カートリッジ
４６の長手方向における両端部側の領域Ａ、Ｃの方が中
央部の領域Ｂに比較して相対的に緻密である。

【００２１】以上のように構成されたヒータ３０は、金
属薄板３２内に嵌め入れられた発熱体３８がその抵抗発
熱体４８に電源回路から通電されることにより、すなわ
ち外部エネルギ源からエネルギが供給されることにより
発熱させられると、その金属薄板３２の外周面を覆う遠
赤外線放射層４４が加熱される。このとき、抵抗発熱体
４８の巻き密度が長手方向において上記のように分布さ
せられていることから、ヒータ３０の長手方向における
両端部からの放熱がその発熱量が多くされていることに
よって好適に補われ、面内で±2(℃)程度以下の略一様
な温度分布が得られる。これにより、その放射層４４か
ら放射される遠赤外線によって、ヒータ３０と同様な長
さ寸法を備えた被加熱物全体が、所望の温度すなわちそ
の通電される電流値に応じた温度に加熱されることにな
る。なお、図５は抵抗発熱体４８の密度分布を模式的に
示しており、実際の密度分布はヒータ３０の大きさや用
途等に応じて適宜定められる。

【００２２】ところで、上記のヒータ３０は、幅寸法に
比較して長さ寸法がその４倍以上と大きい（長い）もの
であるが、これは、複数枚をその幅方向に連ねて所望の
加熱面積の面ヒータとして用いることを考慮したもので
ある。図６は、このようなヒータ３０の使用例を説明す
る図であり、１１枚のヒータ３０を連結することにより
例えば1740(mm)×1340(mm)程度の面積を備えた１枚の大
型ヒータ５０を構成した場合を示している。

【００２３】図６において、ヒータ３０の長手方向の両
端部側には支持部材を兼ねる連結具５２、５２が配置さ
れている。連結具５２は、例えばオーステナイト系ステ
ンレス鋼板等から成るものであって、図７に端部を拡大
して示すように、厚さ寸法が例えば5(mm)程度で断面鉤
型を成す２個の第１部材５４および第２部材５６とから
構成され、これらが折り曲げられた部分において相互に
重ね合わされることにより全体として断面コ字状を成す
ものである。その重ね合わされた部分は、連結具５２の
長手方向すなわちヒータ３０の幅方向に沿って適当な間
隔を以てリベットやボルト・ナット等の締結具５８等に
よって結合させられている。また、断面コ字状の開放側
端部は、ヒータ３０を厚み方向に貫通するように設けら
れた図示しない穴を刺し通されたボルトおよびナット等
の締結具６０によってそのヒータ３０に固着されてい
る。このため、複数枚のヒータ３０は、相互に密接して
配置され且つ連結具５２を介して連結されることによ
り、一体化させられている。なお、図においてヒータ３
０の端部３４と連結具５２との間に形成されている空間
は、発熱体３８のリード線（すなわち抵抗発熱体４８の
端部）等を連結具５２の長手方向に沿って通すための配
線空間を形成するものである。

【００２４】図６に戻って、大型ヒータ５０の外周縁の
うち上記連結具５２が設けられていない他の２辺、すな
わちその連結具５２の長手方向における両端部側に位置
するヒータ３０の長辺により構成される２辺には、例え
ばオーステナイト系ステンレス鋼板等から成る一対の支
持部材６２、６２が取り付けられている。この支持部材
６２も連結具５２と同様に断面コ字状を成すものであ
り、その開放端はヒータ３０側に向かう。大型ヒータ５
０の図における上面には、支持部材６２の長手方向にお
いて略一様な例えば300(mm)程度の相互間隔を以て例え
ば直径20〜30(mm)程度の例えば４本の支持パイプ６４が
配置されており、各々の両端部においてそれら支持部材
６２、６２の上面に固定されている。これら支持パイプ
６４は、ステンレス鋼等の金属材料から成り、ヒータ３
０から上方に離隔した位置で加熱対象物であるガラス基
板等を支持するためのものである。

【００２５】また、上記の支持パイプ６４の円筒状の外
周面のうち最も上側に位置させられた部分には、その母
線上に沿って適宜の間隔を以て複数本の受けピン６６が
嵌め込み固定されている。この受けピン６６は、例えば
ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やポリイミド
等の耐熱性の高い合成樹脂から成り、先端に向かうに従
って小径となる略円錐状を成すものである。受けピン６
６の大きさは、支持パイプ６４の外周面上に位置するそ
の基端部における直径が10(mm)程度、先端部の高さ寸法
がヒータ３０の表面から60(mm)程度となるように設定さ
れている。例えば、円筒状の支持パイプ６４の直径を27
(mm)程度、その軸心の高さ位置をそのヒータ表面から29
(mm)程度とすると、受けピン６６の高さ寸法は18(mm)程
度である。加熱対象物は支持パイプ６４上において実際
にはこの受けピン６６で支持されることになる。そのた
め、その先端は鋭利ではなく、被加熱物の裏面を傷つけ
ることの無いように滑らかな曲面に形成されている。

【００２６】なお、連結具５２による複数枚のヒータ３
０を相互に結合させているのは、専ら加熱炉内にヒータ
３０を配置し或いは取り外す際の取扱いを容易にすると
共に、連結具５２が設けられるヒータ３０の端面側に位
置する配線の処理のためである。大型ヒータ５０におい
てヒータ３０は相互に電気的に独立した状態に保たれ、
各々の発熱体３８が独立して制御され得るものとなって
いる。

【００２７】図８は、以上のように構成された大型ヒー
タ５０が用いられた基板加熱炉６８の断面構造を説明す
る図である。加熱炉６８の炉室内には、例えば17枚の大
型ヒータ５０が略一定の相互間隔を以て重なるように配
置されている。炉室内壁面７０には一枚の大型ヒータ５
０毎に一対の断面Ｌ字型の受けレール７２が備えられて
おり、大型ヒータ５０は、この受けレール７２の水平面
にその連結具５２において乗せられることにより支持さ
れている。受けレール７２は、一様な断面形状を備えて
図８における紙面に垂直な方向に沿って伸びるものであ
り、大型ヒータ５０のヒータ３０の幅方向における長さ
寸法すなわち紙面に垂直な方向における長さ寸法よりも
長い寸法を有している。前記の図７に、この受けレール
７２と大型ヒータ５０との位置関係を示す。

【００２８】大型ヒータ５０を加熱炉６８内に配置する
に際しては、例えば大型ヒータ５０の奥側端部を受けレ
ール７２に乗せ、図における手前側から加熱炉６８内に
押し込む。このとき、大型ヒータ５０の端部が受けレー
ル７２によって擦られることになるが、その摺接部分に
は連結具５２が備えられていることからその押込み時に
ヒータ３０の表面に設けられている遠赤外線放射層４４
が損傷させられることはない。すなわち、連結具５２
は、複数枚のヒータ３０を相互に連結すると共に、前述
したように発熱体３８の配線空間を確保し、更に加熱炉
６８への配設時にその表面の遠赤外線放射層４４を保護
する役割を果たしている。

【００２９】また、大型ヒータ５０のうち上段部の３枚
と最下段の１枚とを除く加熱炉６８の高さ方向における
中間部に配置されているものには、前記の図６に示され
るように支持パイプ６４がその上面側に備えられてい
る。そして、それら支持パイプ６４を備えた大型ヒータ
５０上には、それぞれ加熱対象物である基板７４が１枚
ずつ乗せられている。基板７４は、例えば液晶パネルを
製造するためのセル工程においてポリイミド等の樹脂を
含むペースト等により膜が形成されたものであり、その
樹脂の焼成（例えば硬化）に上記加熱炉６８が用いられ
る。大型ヒータ５０は例えば１１枚のヒータ３０で構成
されているが、その枚数はこの基板７４よりも加熱面積
が全体として大きくなるように定められたものである。
このように配置されたヒータ５０の配設ピッチｐすなわ
ち基板７４の配設ピッチは、100(mm)程度以下、例えば7
0(mm)程度であって従来のヒータ１０が用いられた加熱
炉１２（図１参照）に比較して極めて小さな値である。
そのため、加熱炉６８には、840(mm)程度の高さ範囲内
に例えば13枚もの多数の基板７４が投入されており、そ
の上端に位置する基板７４の高さ位置もその設置面から
2(m)程度以下の低い位置に留まっている。

【００３０】なお、図８においては支持パイプ６４上の
受けピン６６を省略しており、図においては支持パイプ
６４上に基板７４が直に乗るように描かれているが、実
際には基板７４は受けピン６６によって２４箇所程度で
点接触により受けられている。また、支持パイプ６４を
備えていない４枚の大型ヒータ５０は、炉内における均
熱領域確保（外乱防止）のためのダミー・エリアを構成
するものであり、その上には基板７４が乗せられない。
また、図において７６は、炉内への空気導入のための給
排気管である。

【００３１】また、大型ヒータ５０は、個々に且つ各々
内のゾーン毎にヒータ３０を制御することによりその発
熱状態を管理するものである。そのため、大型ヒータ５
０には、図示しない制御装置に接続された熱電対等の温
度センサ７８が設けられている。図９(a)、(b)は、その
温度センサ７８の配置状態を説明する図である。(a)
は、大型ヒータ５０の平面視において各々におけるセン
サ配置状態を表している。大型ヒータ５０は、それぞれ
一つの温度センサ７８が設けられたＡ、Ｂ、Ｃの３つの
ゾーンにヒータ３０の幅方向において区分される。Ａゾ
ーンおよびＣゾーンは３枚のヒータ３０によって構成さ
れ、Ｂゾーンは５枚のヒータ３０によって構成されてお
り、それぞれの中央部に位置する１枚のヒータ３０の長
手方向における端部近傍、例えば発熱体３８のリード線
が導出されている端面から温度センサ７８が100(mm)程
度だけ嵌め入れられている。また、温度センサ７８は、
(b)に示すように、大型ヒータ５０の各段毎（１枚毎）
に設けられている。

【００３２】前記のような基板７４は、例えば図１０に
破線で示すような最高保持温度220(℃)程度で14分間程
度保持する温度プロファイルに従って熱処理が施され
る。このとき、複数枚の大型ヒータ５０の各々は、その
ゾーン毎に設けられた温度センサ７８による検出温度と
予め設定された温度とが一致するように、ゾーン毎およ
び１枚毎に温度制御される。すなわち、Ａゾーン内の３
枚のヒータ３０は、そのＡゾーンの温度センサ７８の検
出温度に基づいてそれらの発熱量が相互に同様な値に調
節され、Ｂゾーン内の５枚のヒータ３０は、そのＢゾー
ンの温度センサ７８の検出温度に基づいてそれらの発熱
量が相互に同様な値に調節され、Ｃゾーン内の３枚のヒ
ータ３０は、そのＣゾーンの温度センサ７８の検出温度
に基づいてそれらの発熱量が相互に同様な値に調節され
る。ヒータ３０は各ゾーン単位で制御され、その発熱量
を調節するためのコントローラは各段毎に３つ備えられ
ていることになる。温度センサ７８は全ての大型ヒータ
５０に同様に備えられていることから、このような温度
制御がヒータ５０毎に行われることにより、炉内におけ
る均熱が確保される。図１０における実線は１枚の大型
ヒータ５０における実際の測定温度の一例を表してお
り、ヒータ中央部では周縁部に比較して昇温、降温共に
遅れることになるが、その差は僅かであり、特に、最高
温度における保持中では、基板温度で220±1.5(℃)程度
の十分な均熱性が確保されている。

【００３３】図１１は、上記基板７４の熱処理状況を模
式的に表したものである。図において、黒い矢印は空気
の流れを表し、白抜きの矢印はヒータ５０からの遠赤外
線すなわち熱の放射を表している。大型ヒータ５０を構
成するヒータ３０の各々には前述したように空気供給穴
として機能する貫通穴３６ｃ、３６ｄが備えられてお
り、加熱炉の炉体８０には複数個の排気用穴８２が備え
られているため、前記の給排気管７６を通して加熱炉６
８内に空気を供給すると、その空気はヒータ３０内を通
り、更に、下方に向かって開口する空気噴出穴４０から
基板７４に向かって噴出させられる。この空気は基板７
４の表面に沿って中央部から外側に向かって流れ、排気
用穴８２から排出される。そのため、例えば炉内にクラ
ス１００程度の高い清浄度が要求されるようなＬＣＤ用
基板の焼成において給排気管７６から清浄な空気を給排
気することにより、炉内のクリーン度を確保することが
できる。なお、この空気は、同時に基板７４から発生す
る溶剤蒸気の排出にも寄与する。

【００３４】また、前述したようにヒータ３０はその表
裏両面に遠赤外線放射層４４が設けられていることか
ら、図に示されるように、その上下に向かって遠赤外線
を放射する。そのため、基板７４はその上下から同時に
加熱されることから、従来の加熱炉１２のように表面側
だけから加熱される場合に比較して、加熱効率が高めら
れると共にその均熱性が一層確実に確保され、加熱・冷
却に伴う歪みの発生が好適に抑制される利点がある。

【００３５】要するに、本実施例によれば、金属薄板３
２の内部に遠赤外線放射層４４を加熱するための発熱体
３８が備えられると共に、その発熱体３８はその金属薄
板３２の端部から外部電源に接続されることから、ヒー
タ３０の裏面側にそれらを接続するための空間を設ける
必要がない。しかも、金属薄板３２の両面に遠赤外線放
射層４４が設けられることによってヒータ３０の両面か
ら発熱するように構成されているため、図８に示される
ように段積みして用いられる場合にも、各段相互間に熱
の相互干渉を抑制するための断熱スペースを設ける必要
もない。したがって、ヒータ３０の設置に必要な空間の
大きさはその金属薄板３２の大きさに略一致するため、
薄型で設置に伴う付随空間の小さな遠赤外線ヒータが得
られる。

【００３６】また、本実施例によれば、加熱炉６８は、
複数枚の大型ヒータ５０が炉内において複数段に積み重
ねられ、相互の間に基板７４が位置させられる。そのた
め、大型ヒータ５０の設置に伴う付随空間が小さいこと
から、段積みの１段当たりの高さ寸法が低くなるため、
段積み数を多くして処理効率を高めることが容易にな
る。しかも、大型ヒータ５０は、小面積の複数枚のヒー
タ３０が相互に密接して一平面内に並んだ状態で連結さ
れることによって構成されているため、その剛性が高め
られると共に、種々の大きさの加熱炉毎に専用の大型ヒ
ータを用意する場合に比較して加熱炉の製造コストやヒ
ータの取替えに伴う維持コストの上昇を抑制できる利点
がある。

【００３７】また、本実施例によれば、金属薄板３２は
その端面間を貫通する６本の貫通穴３８を備えたもので
あり、発熱体３８が熱源としてその貫通穴３８内に挿入
される。そのため、抵抗発熱体３８で遠赤外線放射層
（放射体）４４を加熱する形式の遠赤外線ヒータ３０に
おいて、ヒータ裏面に設けられた配線スペースでヒータ
が厚くなると共に配線保護のための断熱スペースで設置
に伴う付随空間が拡大すること等が好適に抑制される。

【００３８】また、本実施例においては、ヒータ３０
は、貫通穴３６から金属薄板３２の一面に貫通する複数
本の空気噴出穴４０を有するため、実質的に金属薄板３
２内に給気室が設けられることから、溶剤蒸気やバイン
ダの分解ガス等を排出する目的で基板７４に向かって空
気を供給する場合にも、その給気のための空間を別に確
保する必要がない利点がある。

【００３９】また、本実施例においては、抵抗発熱体４
８の捲線密度分布は貫通穴３６の長手方向において中央
部ほど低くされるため、その中央部の温度が周辺部に比
較して高くなることが好適に抑制され、例えば±2(℃)
程度以下の良好な温度分布を得ることができる。

【００４０】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は、更に別の態様でも実施さ
れる。

【００４１】例えば、実施例においては、ＬＣＤ用の基
板７４の熱処理に用いられるヒータ３０および基板加熱
炉６８に本発明が適用された場合について説明したが、
その他のディスプレイ用基板や、板状のものに限られず
種々の形状の加熱対象物の加熱に用いられるヒータおよ
び加熱炉にも本発明は同様に適用される。なお、ＬＣＤ
用基板においては、配向膜の硬化、シール乾燥、アニー
ル等に用いられ、ＰＤＰ用基板においては、乾燥、プレ
ヒート等に好適に用いられる。

【００４２】また、実施例においては、ヒータ３０は複
数枚が連結して用いられるものであったが、１枚が単独
で用いられる場合にも本発明は同様に適用される。

【００４３】また、実施例においては、ヒータ３０は熱
源として抵抗発熱体４８が用いられたものであったが、
遠赤外線放射層４４を加熱するための熱源としては、液
体や気体等が用いられても差し支えない。

【００４４】また、実施例においては、ヒータ３０に空
気供給穴として機能する貫通穴３６が設けられていた
が、加熱炉内に空気を供給する必要の無い場合には、こ
のような穴は無用である。

【００４５】また、実施例においては、金属薄板３２が
アルミニウム合金から成るものであったが、その材質
は、用途に応じて適宜変更される。

【００４６】また、ヒータ３０の各部の寸法、形状や、
大型ヒータ５０の寸法、形状等は、用途に応じて適宜変
更されるものである。

【００４７】その他、一々例示はしないが、本発明は、
その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の遠赤外線ヒータを備えた加熱炉の構造を
説明する図である。

【図２】本発明の一実施例の遠赤外線ヒータを中間部を
省略して示す斜視図である。

【図３】図２のヒータの一部を切り欠いて示す平面図で
ある。

【図４】図３におけるIV−IV断面に対応する図である。

【図５】図２のヒータに用いられている発熱体を示す斜
視図である。

【図６】図２のヒータを複数枚連結して成る大型ヒータ
の一例を示す斜視図である。

【図７】大型ヒータの連結具を詳細に説明する図であ
る。

【図８】図６に示される大型ヒータが備えられる基板加
熱炉の断面構造を説明する図である。

【図９】(a)、(b)は、図８の加熱炉におけるヒータの温
度センサ配置を説明する図である。

【図１０】図８の加熱炉における温度プロファイルと実
際の検出温度とを示した図である。

【図１１】図８の加熱炉における加熱中の状態を説明す
る模式図である。

【符号の説明】

３０：遠赤外線ヒータ ３２：金属薄板 ３８：発熱体 ４４：遠赤外線放射層 ６８：基板加熱炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 武幸 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 石川 貴敏 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA05 BB14 FA20 FA21 FA25 FA26 FA27 FA37 GA02 GA10 HA01 HA10 JA02 JA04 JA10 3K092 PP09 QA07 RF03 SS16 SS17 SS18 SS19 SS24 SS27 SS29 SS34 SS36 SS39 SS40 SS42 SS44 TT06 VV03 VV04 4K063 AA06 AA12 BA12 CA04 CA06 FA08 FA14 FA18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板と、その金属薄板の両面を覆っ
   て設けられた遠赤外線放射層と、その金属薄板の内部に
   設けられ且つその端部から外部エネルギ源に接続された
   熱源とを含むことを特徴とする遠赤外線薄型ヒータ。
2. 【請求項２】 前記金属薄板はその端面間を貫通する複
   数本の貫通穴を備えたものであり、前記熱源はその貫通
   穴内に挿入された抵抗発熱体である請求項１の遠赤外線
   薄型ヒータ。
3. 【請求項３】 前記貫通穴から前記金属薄板の一面に貫
   通する複数本の空気流通路を有するものである請求項２
   の遠赤外線ヒータ。
4. 【請求項４】 前記請求項１の遠赤外線薄型ヒータが炉
   室内において所定の相互間隔を以て複数段に積み重ねら
   れ、それら複数枚の遠赤外線薄型ヒータ相互間に複数枚
   の基板の各々の配置空間が設けられたことを特徴とする
   基板加熱炉。