JP2006046894A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被加熱物が積載される積載段同士の間隔が狭く、高密度に被加熱物を積載して熱処理することが可能な熱処理装置の提供を目的とする。
【解決手段】 熱処理装置１は、熱風を供給する熱風供給手段１４において発生する熱風が導入される熱処理室１２を有する。熱処理室１２には、ゴンドラ５５とガイドレール７１と支持手段９０とを具備した基板換装システム５４が内蔵されている。ゴンドラ５５は、基板が積載される積載段５６をゴンドラ枠７０の領域内に積み重ねたものである。支持手段９０は、ゴンドラ５５の昇降動作から独立させて積載段５６を支持することができる。熱処理装置１は、基板の換装動作を行う際に回転軸９１が回転して支持片９３が所定の積載段５６の下方に入ることを条件としてゴンドラ５５を下方に移動させ、所定の積載段５６と上方の積載段５６との間隔を拡げる間隔拡張動作を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、基板等の被加熱物を熱風によって熱処理する熱処理装置に関する。

従来より、下記特許文献１に開示されているような熱処理装置が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display）、有機ＥＬディスプレイ等のようなフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel display）の製作に使用されている。熱処理装置の多くは、加熱室内に下記特許文献２に開示されているような積載装置が配された構造を有する。積載装置は、上下方向に複数の基板受けによって構成される積載段が上下方向に複数設けられた籠状の形状を有する。熱処理装置は、予めガラス板等の基板（被加熱物）に対して特定の溶液を塗布して加熱乾燥させたものをロボットハンドを用いて積載段の間隔に出し入れし、加熱室内に導入される所定の温度の熱風に晒して熱処理（焼成）する装置である。

基板の換装を行うために使用されるロボットハンドは、基板の重量によって撓みを生じる。従って、従来技術の熱処理装置の大部分は、ロボットハンドの撓みを見越して基板を載置する積載段同士の間隔を拡げた構成とされている。

また、従来技術の熱処理装置には、下記特許文献２に開示されているような積載装置を採用したものがある。下記特許文献２に開示されている積載装置は、図４０に示すように基板の両端部を支持可能な複数の支持部材を所定の平面上に複数配することにより基板を積載するための積載段が形成されたものであり、この積載段が一定のピッチで多段に形成されたものである。特許文献２に開示されている積載装置において採用されているロボットハンドは、進退方向に延伸する本体板と、本体板から横方向に張り出した張出部とを有する。そのため、特許文献２に開示されている積載装置では、ロボットハンドや基板の撓みが比較的小さい。
特許第２９７１７７１号 公報 特開２００４−２６４２６号 公報

近年、フラットパネルディスプレイの大型化に伴い、被加熱物たる基板がさらに大型化する傾向にある。そのため、例えば上記特許文献２に開示されているような構成とした場合であっても基板の重量に伴うロボットハンドの撓みが大きくなったり、ロボットハンドの厚みを厚くせざるを得ない傾向にある。従って、従来技術の熱処理装置では、ロボットハンドの撓みや厚みを見越して積載段同士の間隔を大きく取らねばならず、熱処理装置が大型化してしまうという問題がある。

通常、フラットパネルディスプレイ等の製造は、クリーンルーム内で行われる。そのため、熱処理装置が大型化すると、クリーンルームの高さも高くする必要が生じたり、既存のクリーンルームに設置できない可能性がある。一方、既存のクリーンルーム等にも設置可能な程度に熱処理装置を小型化すべく、積載段の段数を少なくし、積載段同士の間隔を拡くとる構成とすると、熱処理装置の熱処理効率が低下してしまうという問題がある。また、このようにして熱処理装置を小型化しつつ、熱処理効率を維持しようとすると、クリーンルーム内に熱処理装置を複数配する必要があり、装置の設置面積が増加してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、被加熱物が積載される積載段同士の間隔が狭く、高密度に被加熱物を積載して熱処理することが可能な熱処理装置の提供を目的とする。

上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、所定の積載段と当該積載段に対して隣接する積載段との間隔を拡げる間隔拡張手段とを具備していることを特徴とする熱処理装置である。

かかる構成によれば、間隔拡張手段を作動させることにより積載段同士の間隔を拡張できる。そのため、本発明の熱処理装置は、被加熱物の出し入れを行う必要がない位置にある積載段同士の間隔を被加熱物の出し入れに要する間隔よりも狭くしておき、被加熱物の出し入れを行うべき位置にある積載段とこれに隣接する位置にある積載段との間隔のみを拡張することができる。従って、本発明によれば、被加熱物の出し入れがスムーズに行えると共に、積載手段の設置スペースを最小限に抑制可能な熱処理装置を提供できる。

請求項２に記載の発明は、被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、積載手段を構成する所定の積載段を支持可能な支持片を具備した支持手段とを有し、前記支持片によって所定の積載段を支持した状態で前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と隣接する積載段との間隔を拡げる間隔拡張動作を行うことを特徴とする熱処理装置である。

かかる構成によれば、間隔拡張動作を実施することにより、支持片によって支持された積載段と、これに対して隣接する積載段との間隔を拡張することができる。よって、本発明の熱処理装置によれば、被加熱物の出し入れを行う必要がない位置にある積載段同士の間隔を被加熱物の積載に必要最小限の大きさとしておき、被加熱物の出し入れを行うべき位置にある積載段とこれに隣接する位置にある積載段との間隔のみを拡張することができる。従って、本発明の熱処理装置は、積載手段の設置スペースを被加熱物を積載しておくために最小限必要な程度に抑制することができると共に、被加熱物の出し入れを行う際に間隔拡張動作を実施することにより、被加熱物の出し入れをスムーズに実施できる。

請求項３に記載の発明は、被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、積載手段を構成する所定の積載段を支持可能な支持手段とを有し、当該支持手段は、前記積載手段の隣接する積載段同士の間隔に進退可能な支持片を有し、当該支持片が特定の積載段と当該積載段に隣接する積載段との間隔に進入することを条件として前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と隣接する積載段との間隔を拡げる間隔拡張動作を行うことを特徴とする熱処理装置である。

本発明の熱処理装置は、積載段が離反可能な状態で積み重ねられているため、支持片が特定の積載段とこれに隣接する積載段との間隔に進入した状態で積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させると、特定の積載段とこれに隣接する積載段との間隔が拡がる。そのため、本発明の熱処理装置は、特定の積載段とこれに隣接する積載段との間に、特定の積載段に積載される被加熱物の出し入れや、被加熱物を積載した状態での特定の積載段の出し入れに要するスペースを確保しつつ、他の積載段同士の間隔を最小限に抑制することができる。従って、本発明によれば、被加熱物や、被加熱物を積載した特定の積載段の出し入れがスムーズに行えると共に、装置構成がコンパクトな熱処理装置を提供できる。

請求項４に記載の発明は、被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、積載手段を構成する所定の積載段を支持可能な支持手段とを有し、当該支持手段は、前記積載手段の隣接する積載段同士の間隔に進退可能な支持片を二以上有し、第一の支持片が特定の積載段と当該積載段の上方の積載段との間隔に進入することを条件として前記積載手段と第一の支持片との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と前記上方の積載段との間隔を拡げる第一の間隔拡張段階と、第二の支持片が特定の積載段と当該積載段の下方の積載段との間隔に進入することを条件として前記積載手段と第二の支持片との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と前記下方の積載段との間隔を拡げる第二の間隔拡張段階とを経て特定の積載段の上下に存在する間隔を拡張する間隔拡張動作を行うことを特徴とする熱処理装置である。

本発明の熱処理装置では、第一の間隔拡張段階において所定の積載段と、この上方にある積載段との間隔を拡げた後に、第二の間隔拡張段階において所定の積載段と、この下方にある積載段との間隔を拡げることにより、所定の積載段が上方および下方に隣接した積載段から独立した状態となる。従って、本発明の熱処理装置は、特定の積載段と上下に隣接する積載段との間に、特定の積載段に積載される被加熱物の出し入れを行ったり、特定の積載段自体を出し入れするのに必要なスペースを充分確保でき、被加熱物や、被加熱物を積載した特定の積載段の出し入れをスムーズに行える。

本発明の熱処理装置は、所定の積載段の上下の間隔を拡げることができるため、熱処理室に対する出し入れの対象となっていない他の積載段同士の間隔を最小限に抑制できる。従って、本発明によれば、積載手段の高さが低く、被加熱物を高密度に積載可能な熱処理装置を提供できる。

請求項５に記載の発明は、加熱室内において積載手段を昇降させる昇降手段を有し、間隔拡張動作において、前記昇降手段は、支持手段の支持片が特定の積載段と当該積載段に隣接する積載段との間隔に進入することを条件として動作し、前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の熱処理装置である。

かかる構成によれば、間隔拡張動作をスムーズに行え、間隔拡張動作における一連の動作の安定性を確保できる。

また、本発明の熱処理装置では、積載手段を動作させる構成であるため、積載段に積載される被加熱物や積載段自身を熱処理室に対して出し入れするための位置を所定の位置に設定できる。かかる構成とした場合は、被加熱物や積載段自身を熱処理室に対して出し入れするための換装口を最小限の数だけ設ければよく、装置構成をシンプルなものとすることができる。また、上記した構成によれば、熱処理室に対して被加熱物や積載段自身を一定の位置から出し入れできるため、被加熱物や積載段の出し入れに要する手間や時間を最小限に抑制できる。

請求項６に記載の発明は、支持片が積載段の積載方向に移動可能であり、間隔拡張動作において、前記支持片が特定の積載段と当該積載段に隣接する積載段との間隔に進入することを条件として支持片が積載段の積載方向に移動し、前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の熱処理装置である。

かかる構成とした場合であっても、間隔拡張動作をスムーズに行え、間隔拡張動作における一連の動作の安定性を確保できる。

本発明の熱処理装置では、支持片を積載段の積載方向に移動させることができるため、積載手段を積載段の積載方向に移動させずに間隔拡張動作を行うことや、間隔拡張動作時における積載手段の移動量を最小限に抑制することができ、その分だけ熱処理装置をコンパクトな構成とすることができる。また、前記したような構成とした場合、積載手段の移動量が少ないため、積載段に対して積載されている被加熱物の安定性を確保することができる。

請求項７に記載の発明は、加熱室内に被加熱物あるいは積載段を出し入れするための換装口を有し、間隔拡張動作において、支持片が、積載手段の側方であって、換装口よりも上方に相当する位置に存在する積載段の側方から当該積載段の下方に形成された間隙に進入することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の熱処理装置である。

本発明の熱処理装置では、支持片を積載段同士の間隔に進入させて積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させると、換装口よりも上方にある積載段が上方に持ち上げられる。従って、本発明によれば、換装口よりも上方に位置する積載段と、その下方に存在し、換装口に隣接する積載段との間隔を拡げることができ、被加熱物や積載段の換装、すなわち加熱室に対する被加熱物や積載段の出し入れをスムーズに行える熱処理装置を提供できる。

上記請求項２乃至７のいずれかに記載の熱処理装置は、支持手段が、積載段の積載方向に延伸する支軸と、当該支軸に対して固定された支持片とを有し、当該支持片が、前記支軸と一体的に回転し、隣接する積載段同士の間隙に出入り可能であることを特徴とするものであってもよい。（請求項８）

かかる構成によれば、所望の積載段を確実に支持することができ、所望の位置に存在する積載段とこれに隣接する位置にある積載段との間隙を拡げることができる。

請求項９に記載の発明は、支持片が、曲率の小さな外縁部と、曲率の大きな内縁部とを有する湾曲形状とされており、支軸が正回転することにより外縁部側から隣接する積載段同士の間隙に進入することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の熱処理装置である。

本発明の熱処理装置では、支軸が正回転することにより支持片が曲率が内縁部よりも小さな外縁部側から積載段同士の間隙に進入するため、支軸を大きく回転させることなく支持片と積載段との接触面積を大きくとることができ、積載段をしっかりと支持することができる。

請求項１０に記載の発明は、複数の積載段が間隙形成手段を介して積み重ねられており、積載段には、間隙形成手段の先端部分が嵌る嵌入部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の熱処理装置である。

かかる構成によれば、複数の積載段を所定の間隔および位置決め精度を維持した状態で上下方向に離反可能なように積載することができる。

請求項１１に記載の発明は、積載段の移動方向を積載段の積載方向に規制するガイド手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の熱処理装置である。

かかる構成によれば、間隔拡張動作に伴う積載段同士の位置ズレを抑制することができる。

本発明によれば、積載段同士の間隔を最小限に抑制しつつ、換装動作を行うべき部分の積載段同士の間隔を十分確保可能な熱処理装置を提供できる。

続いて、本発明の一実施形態である熱処理装置および積載装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である熱処理装置を示す正面図である。図２は、図１に示す熱処理装置の内部構造を示す破断斜視図である。図３は、図１に示す熱処理装置の内部構造の概略を示す平面図である。図４は、図１に示す熱処理装置において採用されている基板換装システムを示す斜視図である。図５は、図４に示す基板換装システムを構成する積載段を示す斜視図である。図６は、図５に示す積載段を裏面側から観察した状態を示す斜視図である。図７（ａ）は図５に示す積載段とゴンドラ枠およびガイドレールとの位置関係を模式的に示す概念図であり、（ｂ）はガイド部材とガイドレールとの位置関係を模式的に示す概念図であり、（ｃ）はガイドレールと排気部材との位置関係を模式的に示す断面図である。図８は、図４に示すゴンドラを構成するゴンドラ枠を示す斜視図である。図９は、図１に示す熱処理装置において採用されている昇降装置とゴンドラ枠の台座板の動作を模式的に示す斜視図である。図１０は、図１に示す熱処理装置の換装口近傍における内部構造を示す断面図である。図１１（ａ）は支持片の平面図であり、（ｂ）は支持片の斜視図、（ｃ）は回転軸への支持片の取り付け状態および動作を示す斜視図である。図１２は、図１に示す熱処理装置において採用されている基板換装システムを示す平面図である。図１３（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ支持片と積載段との位置関係を示す概念図である。図１４は、図１に示す熱処理装置の基板換装動作の第一段階を模式的に示す概念図であり、図１５は、基板換装動作の第二段階を模式的に示す概念図である。

図１において、１は本実施形態の熱処理装置である。熱処理装置１は、金属製で箱形の本体ケース２の下方に機器収容部３が設けられており、その上方に基板処理部５が設けられた構成となっている。機器収容部３は、基板処理部５に電力を供給する電源装置（図示せず）や基板処理部５の動作を制御する制御装置（図示せず）等を内蔵している。

基板処理部５は、図１や図２に示すように正面側に図示しないロボットハンド等の移載装置によって基板Ｗを出し入れするための換装口６を有し、背面側にメンテナンス時に使用する扉７が設けられている。換装口６には、エアシリンダー８の作動に連動して開閉するシャッター１０が装着されている。

基板処理部５は、図２や図３に示すように中心に熱処理室１２（加熱室）を有し、その周りを空気調整部１１が取り囲んだ構成とされている。空気調整部１１は、断熱材によって構成される周壁１３ａ〜１３ｄによって四方が包囲されている。空気調整部１１は、空気を所定温度に加熱して熱処理室１２内に吹き込むと共に、熱処理室１２から排出された空気を上流側に循環させるためのものである。

さらに具体的に説明すると、空気調整部１１は、図２や図３に示すように熱風供給手段１４、ダクト１７および機器室１８に大別される。熱風供給手段１４は、熱処理装置１の内部に導入された外気や、熱処理室１２の下流端から排出されてダクト１７を通って戻ってきた空気等を加熱し、熱処理室１２内に送り込むためのものであり、図示しない送風機や加熱器等を備えている。

ダクト１７は、熱処理室１２の下流端に連通し、熱処理室１２の外周に配された空気流路であり、熱処理室１２から排出された空気やガスを熱風供給手段１４に戻すものである。

熱処理室１２は、上流壁２０および仕切壁４１，４３によって囲まれた領域であり、内部にゴンドラ５５を含む基板換装システム５４を内蔵している。上流壁２０および仕切壁４１，４３は、いずれも基板処理部５の天面４５から底面４６に届く高さを有する。熱処理室１２は、上流壁２０を構成するフィルタ２１の開口を介して熱風供給手段１４と連通している。

仕切壁４１は、基板処理部５に設けられた換装口６に相当する位置に開口５０を有する。開口５０は、基板Ｗおよびロボットハンドが出入りするのに最低限必要な大きさおよび形状とされている。開口５０は、開口５０の周囲を取り囲むように設けられた防護壁５１によってダクト１７から隔絶されると共に換装口６と連通している。そのため、ダクト１７内を流れるガスは、開口５０を介して熱処理室１２内に進入したり、換装口６を介して外部に漏出したりしない。一方、仕切壁４３は、扉７に相当する位置に固定されており、メンテナンス等を行う際に必要に応じて取り外し可能な構成とされている。

図３に示すように、熱処理室１２の略中央部には、基板換装システム５４が配されている。基板換装システム５４は、基板Ｗを積載するためのゴンドラ５５に加えて、ゴンドラ５５の周囲に配されたガイドレール７１や支持手段９０によって構成されている。

ゴンドラ５５は、図４に示すように、多数の積載段５６を上下方向に積み重ねたものがゴンドラ枠７０に装着された構造とされている。ゴンドラ５５は、最下段を構成する積載段５６の下方に昇降装置８０が接続された構造とされており、昇降装置８０の動作に伴って積載段５６が上下方向に移動可能な構成とされている。

さらに具体的に説明すると、積載段５６は、図５に示すように、金属製の枠部材５７に対して例えば４本の桟５８を一体化した構成とされている。枠部材５７の四隅には、スペーサー６０が固定されている。スペーサー６０は、下端側に形成された円筒形の本体部６１と、上端側に形成された円錐形の接続部６２とに大別される。本実施形態では、スペーサー６０は、耐摩耗性や耐熱性の観点から金属製とされているが、樹脂等の材質で作製されてもよい。スペーサー６０は、いずれも枠部材５７の表面側（図５の上方側）に突出している。

積載段５６には、金属製の支持突起６３が複数固定されている。支持突起６３は、積載段５６に搭載される基板Ｗの裏面側に当接し、基板Ｗを支持するものである。支持突起６３は、いずれも上記したスペーサー６０と同一方向、すなわち積載段５６の表面側に向けて突出するように固定されており、桟５８の延伸方向に略等間隔に一列に並んでいる。支持突起６３は、高さ（全長）がスペーサー６０の本体部６１の高さと同程度である。そのため、枠部材５７に対して固定された状態において、支持突起６３の先端は、スペーサー６０の本体部６１と接続部６２との境界部分程度の高さにあり、接続部６２の先端よりも低い位置にある。

積載段５６を構成する枠部材５７の長手方向両側面５７ａ，５７ｂには、それぞれ２つずつのガイド部材６５が枠部材５７の外側に向けて突出するように固定されている。ガイド部材６５は、枠部材５７に対して固定されたガイドピン６６と、ガイドピン６６に対して回動自在に装着されたガイドローラー６７とから構成されている。ガイド部材６５は、後述するガイドレール７１に装着されるものであり、積載段５６の移動方向を上下方向、すなわち昇降装置８０の昇降軸８１の伸縮方向に規制するものである。

図６に示すように、枠部材５７の裏面側の四隅には嵌入穴６８が設けられている。嵌入穴６８は、枠部材５７の表面側に固定されているスペーサー６０の直下に相当する位置に設けられた開口であり、スペーサー６０の接続部６２が嵌る穴である。嵌入穴６８は、開口径がスペーサー６０の本体部６１の外径よりも小さい。そのため、図１４のように枠部材５７を上下に積み重ねると、下方の積載段５６の枠部材５７に取り付けられたスペーサー６０は、接続部６２の中途部分まで上方の積載段５６を構成する枠部材５７の裏面側に設けられた嵌入穴６８に嵌る。これにより、図１４に示すように積載段５６同士の間に高さがＰ１で、支持突起６３の高さよりも僅かに高い程度の空間が形成される。

枠部材５７は、図２や図３、図４に示すように熱処理室１２の内部に配されたゴンドラ枠７０の内側に装着されている。ゴンドラ枠７０は、図８に示すように熱処理室１２の天面４５および底面４６に対して垂直な方向に立設された４本の支柱６９を有し、隣接する支柱６９，６９間を上梁部材７２，７３および下梁部材７５，７６で連結し、骨格構造を形成したものである。ゴンドラ枠７０は、支柱６９の下端が熱処理室１２の底面４６に対して水平に配された台座板７８に対して垂直に固定されている。すなわち、ゴンドラ枠７０は、底面が台座板７８によって構成されている。ゴンドラ枠７０は、側方（熱処理室１２内を流れる空気流の上流側および下流側の面）において隣接する支柱６９，６９間にたすき状に固定された複数の補強板７７によって補強され、撓みが防止されている。

ゴンドラ枠７０の底面を構成する台座板７８は、図８や図９に示すように昇降装置８０の昇降軸８１に接続されている。昇降装置８０は、機器収容部３内に配されており、昇降軸８１を熱処理室１２の底面４６に設けられた開口８２を介して上下方向に伸縮させる機能を有する。台座板７８は、昇降軸８１の上下動に連動してゴンドラ枠７０に囲まれた領域内を熱処理室１２の底面４６に対して平行な姿勢を維持して上下動する。そのため、昇降装置８０の昇降軸８１を伸縮させることにより、ゴンドラ５５の積載段５６を上下方向に移動させることができる。

図３や図８に示すように、ゴンドラ枠７０の外側にはガイドレール７１が配されている。ガイドレール７１は、金属製であり、図７に示すように開口形状が略「Ｃ」字形とされている。ガイドレール７１は、上下方向に延伸するスリット状の溝７１ａと、内部空間７１ｂを有し、溝７１ａがゴンドラ枠７０の内側を向くように配されている。ガイドレール７１には、枠部材５７の側面から突出したガイド部材６５が嵌め込まれている。これにより、枠部材５７は、ガイドレール７１の延伸方向、すなわち熱処理室１２に対して上下方向には自由に移動可能であるが、他の方向へは自由に移動できない状態とされている。

図７（ｃ）や図１０に示すように、ガイドレール７１の上端側は基板処理部５の天面４５に固定されており、下端側は底面４６を貫通している。ガイドレール７１の下端部には排気手段７４が接続されており、ガイドレール７１の内部空間７１ｂ内をガイドローラー６７が動作するなどして発生する塵等が捕集されている。

図８や図１２等に示すように、熱処理室１２内に配されたゴンドラ枠７０の四隅に隣接する位置には、支持手段９０が配されている。支持手段９０は、熱処理室１２内に配されたゴンドラ枠７０の外側であって、ゴンドラ枠７０に枠部材５７が装着された際に枠部材５７の左右の側面５７ａ，５７ｂに隣接する位置に配されている。支持手段９０は、図１０に示すように、回転軸９１と、回転軸９１を回転させるための回転機構９２と、回転軸９１に対して固定された支持片９３とに大別される。回転軸９１は、上下方向に延伸する軸体であり、熱処理室１２の天面４５および底面４６を貫通しており、熱処理室１２の外部に固定された軸受け９５，９６を介して回転自在に支持されている。

図１０に示すように、回転軸９１は、底面４６の裏面側（機器収容部３側）に設けられた回転機構９２に接続されている。さらに具体的には、回転機構９２は、底面４６の裏面側に固定されたモータ９７と、回転軸９１とモータ９７の回転軸との間に懸架された歯付きベルト９８によって構成されている。回転軸９１は、モータ９７の回転軸の回転に連動して回転する。

回転軸９１の長手方向中途部、すなわち熱処理室１２内に存在する部分には４つの支持片９３（以下、必要に応じて支持片９３ａ〜９３ｄと称す）が所定の間隔で固定されている。支持片９３は、金属板を成形したものであり、図１１（ａ），（ｂ）に示すように湾曲し、平面視が勾玉状の形状を有する部材である。支持片９３は、一端側に軸挿通孔１００を有し、この軸挿通孔１００に回転軸９１を挿通した状態で回転軸９１に対して相対回転不能な状態に固定されている。

回転軸９１に対する支持片９３の取り付け位置は、基板Ｗを出し入れするために設けられた換装口６の位置に関連付けられている。さらに具体的には、支持片９３は、図１０に示すように表面（図１０において上方側）が熱処理装置１の正面側に設けられた換装口６の上端部を通る水平面Ｓよりも上方に来るように固定されている。

支持片９３ａ〜９３ｄは、それぞれ回転軸９１に対して周方向に９０度ずつ位置をずらして固定されている。支持片９３ａ〜９３ｄは、図１２に実線で示すように、常時はゴンドラ枠７０の領域外に配されており、曲率の小さな外縁側１０１がゴンドラ枠７０側を向き、曲率の大きな内縁側１０２がゴンドラ枠７０の外側を向く姿勢とされている。支持片９３ａ〜９３ｄは、図１２に矢印Ｎで示すように回転軸９１が正回転するとゴンドラ枠７０の領域内に順次進入・退出する。

さらに具体的に説明すると、例えば支持片９３ａに着目すると、回転軸９１の回転の第一段階では、図１３（ａ）に示すようにゴンドラ枠７０の領域内に存在する。そのため、仮に図１４に示すように所定の積載段５６の裏面側（図中下側）の水平位置が支持片９３の表面側（図中上方側の面）の水平位置と略合致する場合は、図１２にハッチングで示すように支持片９３の表面と積載段５６の裏面とが面接触した状態となる。

図１３（ａ）に示す状態から回転軸９１が正方向に９０度回転すると、支持片９３ａは、図１３（ｂ）に示すようにゴンドラ枠７０の領域外に出る。一方、支持片９３ａの下方に存在する支持片９３ｂは、図１３（ａ）に示すようにゴンドラ枠７０の領域内に入る。さらに回転軸９１を回転させると、支持片９３ａは、回転軸９１が９０度回転する度に図１３（ｃ），（ｄ）に示すように姿勢を変える。他の支持片９３ｂ〜９３ｄについても、回転軸９１が回転する度に図１３に示すように順次姿勢を変える。

熱処理室１２には、雰囲気温度を計測するための温度センサ（図示せず）が設置されている。熱処理装置１は、温度センサの検知温度に応じて制御装置（図示せず）がヒータ３５の動作をフィードバック制御する構成とされており、熱処理室１２内の温度が所定の焼成温度（本実施形態では２３０〜２５０℃）に調整される。

熱処理装置１は、熱処理室１２内に配されたゴンドラ５５の積載段５６に積載された基板Ｗを熱処理室１２内に導入された熱風に晒して基板Ｗを焼成するものである。熱処理装置１は、所定の積載段５６が換装口６の高さに到達した時点でゴンドラ５５が一定時間上下動を停止して基板Ｗの換装（出し入れ）を行い、基板Ｗの換装が完了するとゴンドラ５５が上下動を再開するタクトシステムを採用した構成とされている。本実施形態の熱処理装置１は、基板Ｗの換装時におけるゴンドラ５５および支持手段９０の動作に特徴を有する。以下、基板Ｗの換装動作を中心として基板Ｗの焼成時における熱処理装置１の動作について説明する。

熱処理装置１は、熱処理の開始に先立ち、図示しない制御装置によって熱風供給手段１４を起動させ、熱処理室１２内の温度を所定の焼成温度に調整する。熱処理室１２内の雰囲気温度が所定の熱処理温度（本実施形態では２３０℃〜２５０℃）に達すると、熱処理装置１は、基板Ｗを焼成可能な状態となる。熱処理室１２の雰囲気温度が熱処理温度に達すると、ロボットハンド等の移載装置（以下、単に搭載用ロボットハンドと称す）に熱処理装置１の外部に配されている未焼成の基板Ｗが搭載される。

一方、熱処理装置１の制御装置は、機器収容部３内に配された昇降装置８０の昇降軸８１を上下動させ、図１４に示すように基板Ｗを積載すべき積載段５６（以下、必要に応じて目的積載段５６ａと称す）の上方に存在する積載段５６（以下、必要に応じて上方積載段５６ｂと称す）の底面が支持手段９０の支持片９３の上下位置よりも上方に来るようにゴンドラ枠７０の上下位置を調整する。その後、制御装置は、支持手段９０の回転軸９１を図１２に矢印Ｎで示す方向に回転させる。これにより、ゴンドラ枠７０の外側に存在していた支持片９３が矢印Ｎ方向に回転してゴンドラ枠７０の領域内に進入する。この時、支持片９３は、図１２や図１３（ａ）にハッチングで示すように一部が上方積載段５６ｂの底面の下方に入った状態となる。

支持片９３が上方積載段５６ｂの下方に入ると、制御装置は、ゴンドラ枠７０を下方に下げる。ゴンドラ枠７０が下がると、支持片９３よりも下方に存在する目的積載段５６ａおよびこれよりも下方に存在する積載段５６からなる下方積載段群Ｌは、図１４に矢印で示すようにゴンドラ枠７０と共に下方に移動する。一方、支持片９３よりも上方に存在している上方積載段５６ｂは、ゴンドラ枠７０内に入っている支持片９３によって下方への移動が阻止される。これにより、図１５に示すように、下方積載段群Ｌが、上方積載段５６ｂおよび上方積載段５６ｂよりも上方に積み重ねられた積載段５６からなる上方積載段群Ｕから分離される。ロボットハンドにより換装口６を介して基板Ｗを出し入れ可能な位置に目的積載段５６ａが到達すると、制御装置はゴンドラ枠７０の下方への移動を停止させる。これにより、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間に高さＰ２（Ｐ２＞Ｐ１）の空間が形成される。すなわち、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔が拡がる。

目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔がＰ２に調整されると、制御装置は、エアシリンダー８を作動させ、目的積載段５６ａの側方に位置するシャッター１０を倒して換装口６を開く。ここで、先に目的積載段５６ａ上に基板Ｗが積載されている場合は、基板Ｗを取り出すためのロボットハンド（抜出用ロボットハンド）が換装口６から進入し、基板Ｗを取り出す。また、換装口６が開いた際に目的積載段５６ａに基板Ｗが搭載されていない場合や、前記したようにして基板Ｗが取り除かれた場合は、基板Ｗを搭載した搭載用ロボットハンドが換装口６から熱処理室１２内に差し込まれ、基板Ｗが支持突起６３上に移載される。基板Ｗの移載が完了すると、ロボットハンドが換装口６から抜き去られる。

上記したようにして目的積載段５６ａへの基板Ｗの移載が完了すると、制御装置は、シャッター１０を起こして換装口６を塞ぐ。制御装置は、換装口６が閉塞されたことを確認すると、ゴンドラ枠７０を上方に移動させる。ゴンドラ枠７０が上方に移動すると、目的積載段５６ａを含む下方積載段群Ｌが上方に移動し始める。ゴンドラ枠７０がさらに上方に移動し、目的積載段５６ａの天面側と上方積載段５６ｂの底面側との間隔がＰ１に戻ると、目的積載段５６ａ側に取り付けられているスペーサー６０の接続部６２が上方積載段５６ｂの底面側に設けられた嵌入穴６８に嵌り込み、上方積載段群Ｕと下方積載段群Ｌとが接続された状態となる。制御装置は、上方積載段群Ｕと下方積載段群Ｌとが接続された後に支持手段９０の回転軸９１を正転方向（図１２において矢印Ｎ方向）に回転させ、支持片９３を上方積載段５６ｂの下方からゴンドラ枠７０の外側に移動させる。これにより、熱処理装置１は、一連の基板換装動作を完了する。

ゴンドラ５５の目的積載段５６ａにおける基板換装動作が完了すると、制御装置はゴンドラ５５の上下動を再開させる。熱処理装置１は、上記したようにして各積載段５６における基板換装動作を繰り返す。基板Ｗは、目的積載段５６ａに搭載されてから取り出されるまでの間に熱処理室１２内に流れる熱風に晒され、熱処理（焼成）される。

本実施形態の熱処理装置１では、上記したようにして基板Ｗの換装を行うべき目的積載段５６ａの上方に位置する上方積載段５６ｂを支持片９３によって下方から支持し、ゴンドラ枠７０を下げることにより目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を拡げることができる。そのため、熱処理装置１は、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂ以外の積載段５６同士の間隔を最小限に抑制することができる。従って、熱処理装置１は、大型の基板Ｗを処理すべく熱処理室１２の幅や奥行きを大きくしつつ、高さを最小限に抑制できる。

上記した構成とすれば、従来技術の熱処理装置よりも熱処理室１２の高さを低くすることができる。そのため、熱処理室１２に収容可能な基板Ｗの枚数や表面積に対して熱処理室１２の容積が小さい。そのため、熱処理装置１は、雰囲気温度を容易に安定化することができ、雰囲気温度の調整に要する熱エネルギーも僅かで済む。

上記したように、熱処理装置１において、支持片９３は、曲率の小さな外縁側１０１と、これよりも曲率の大きな内縁側１０２とを有する湾曲形状とされており、外縁側１０１からゴンドラ枠７０の内部領域に進入する構成とされている。そのため、熱処理装置１では、図１２にハッチングを付したように支持片９３と積載段５６の枠部材５７との接触面積を大きくとることができる。従って、熱処理装置１は、支持片９３を多数設けたり、支持片９３を大きくしなくても枠部材５７をしっかりと支持できる。

熱処理装置１では、枠部材５７に固定されたスペーサー６０を嵌入穴６８に嵌め込むことにより多数の積載段５６が所定の間隔で上下方向に積み重ねられた構成とされている。さらに、熱処理装置１では、枠部材５７の側面５７ａ，５７ｂにガイド部材６５が設けられており、このガイド部材６５の動作がガイドレール７１によって上下方向に規制された構成とされている。そのため、熱処理装置１は、基板Ｗの換装動作のために積載段５６を上下に分離した前後であっても積載段５６同士の位置決め精度が高く、積載段５６同士を所定の間隔に維持することができる。

上記実施形態では、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を広げ、ロボットハンドによって基板Ｗを出し入れする例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、上記した熱処理装置１では、積載段５６に設けられたガイド部材６５がガイドレール７１に嵌り込んだ構成とされており、ゴンドラ枠７０の上下方向中途部分に存在する積載段５６をゴンドラ枠７０から水平に引き抜くことはできない。しかし、例えば熱処理装置１をガイド部材６５やガイドレール７１を設けず積載段５６をゴンドラ枠７０から引き抜くことが可能な構成とした場合は、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を広げた後、ロボットハンドによって目的積載段５６ａごと熱処理室１２から取り出し、目的積載段５６ａが存在していた部分に未焼成の基板Ｗを積載した別の積載段５６を差し込むことも可能である。この様に積載段５６ごと取り替える構成とした場合は、ロボットハンドが積載段の端部のみを支持したり把持する構成とすることも可能である。

上記したように、上記実施形態に示す熱処理装置１は、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を拡げ、目的積載段５６ａに基板Ｗをロボットハンド等の移載装置を用いて換装するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば基板換装システム５４に代わって図１６に示すような熱処理装置１０５であってもよい。以下、熱処理装置１０５について、図面を参照しながら基板換装システム１１０の構成を中心に説明する。なお、以下の説明において上記した熱処理装置１や基板換装システム５４と共通する部分については同一の符号を付し、詳細の説明については省略する。

図１６は本発明の第二実施形態の熱処理装置を示す正面図である。図１７は、図１６に示す熱処理装置の熱処理室近傍の構造を示す断面図である。図１８は、図１６に示す熱処理装置において採用されている積載段を示す斜視図である。図１９は、図１６に示す熱処理装置が具備する支持手段とゴンドラ枠との位置関係を模式的に示す概念図である。図２０、図２１および図２３は、図１６に示す熱処理装置における換装動作の第一段階、第二段階および第三段階を模式的に示す概念図である。図２２は、図１６に示す熱処理装置が具備する支持手段の一部を示す斜視図である。なお、図１７、図２０、図２１および図２３では、図示の簡略化のため、支持片１２０の一部または全部を図示せず省略している。

熱処理装置１０５は、熱処理装置１と略同一の外観を有するが、４つの換装口６に代わって３つの換装口１０６を有する。換装口１０６は、後述する積載段１１３をロボットハンド等の移載装置を用いて出し入れするためのものである。換装口１０６には、エアシリンダー８の動作に伴って開閉するシャッター１０７が設けられている。換装口１０６は、それぞれ後述する第１〜第３の積載段セット１１６〜１１８が設けられている位置に対応する位置に設けられている。

熱処理装置１０５は、熱処理室１２内に基板換装システム１１０を備えている。基板換装システム１１０は、図１７に示すように基板Ｗを積載するためのゴンドラ１１１と、支持手段１１２とに大別される。

ゴンドラ１１１は、基板換装システム５４において採用されているゴンドラ枠７０に対して多数の積載段１１３を積み重ねて装着したものである。積載段１１３は、図１８に示すように上記した積載段５６と略同一の構造を有する。さらに具体的に説明すると、積載段１１３は、積載段５６において枠部材５７の四隅に取り付けられていたガイド部材６５に代わって突片１１５が設けられている点が積載段５６と異なる。突片１１５は、積載段１１３を構成する枠部材５７の両側面５７ａ，５７ｂから外側に向けて突出した平板状の部位であり、積載段１１３の表面、すなわちスペーサー６０や支持突起６３が突出している側の面と同一の平面を構成する。また、積載段１１３は、突片１１５の下方にロボットハンドや後述する支持片１２０が進入可能な空間１１４を形成する。

積載段１１３は、積載段５６と同様に枠部材５７の裏面側の四隅に嵌入穴６８を有する。積載段１１３は、熱処理室１２の内部に配されたゴンドラ枠７０の内側においてスペーサー６０を介して間隔Ｐ１毎に多数（本実施形態では２４段）積層されている。積載段１１３は、図１７に示すように、積層方向上方側から８段ごとに第１〜第３の積載段セット１１６〜１１８を構成している。積載段セット１１６〜１１８は、支持手段１１９によってゴンドラ枠７０に対して支持された積載段１１３の上方に複数の積載段１１３を積み重ねたものである。積載段セット１１６〜１１８の上方には空間Ｓ１〜Ｓ３が形成されている。空間Ｓ１〜Ｓ３の高さは、積載段１１３を２段積み重ねた程度の高さとされている。

支持手段１１２は、ゴンドラ枠７０の外側に配された４本の回転軸９１のそれぞれに、４８個の支持片１２０を螺旋状に固定したものである。各回転軸９１に取り付けられた４８個の支持片１２０は、３つの支持片群１２１〜１２３に分類される。支持片群１２１〜１２３は、それぞれ１６個の支持片１２０（支持片１２０ａ〜１２０ｐ）から構成されている。支持片群１２１〜１２３は、それぞれ上記した第１〜第３の積載段セット１１６〜１１８に対応する位置に設けられている。

さらに具体的には、支持片群１２１を構成する支持片１２０ａ〜１２０ｐは、積載段セット１１６の側方に相当する位置に取り付けられるものである。支持片群１２１を構成する１６個の支持片１２０ａ〜１２０ｐは、図１９に示すように回転軸９１から８方向に放射状に突出するように取り付けて構成されている。支持片群１２１を構成する各支持片１２０ａ〜１２０ｐは、図２２に示すように回転軸９１に対して螺旋状に取り付けられている。

支持片群１２２，１２３についても、上記した支持片群１２１と同様に、それぞれ１６個の支持片１２０（支持片１２０ａ〜１２０ｐ）から構成されており、各支持片１２０が積載段セット１１７，１１８の側方に相当する位置に取り付けられている。支持片群１２２，１２３を構成する各支持片１２０についても、図１９や図２２に示すように回転軸９１から８方向に放射状に突出するように取り付けられている。

支持片群１２１〜１２３は、図２２に示すように回転軸９１の周方向に等間隔に配された１６個の支持片１２０を有する。支持片群１２１〜１２３を構成する支持片１２０は、回転軸９１に対する突出方向毎に８つのグループに分類される。また、支持片群１２１〜１２３を構成する支持片１２０は、回転軸９１の延伸方向に所定の間隔を開けて配置されている。

さらに具体的には、支持片群１２１〜１２３を構成する１６個の支持片１２０ａ〜１２０ｐは、回転軸９１に対する突出方向毎に分類すると、８つのグループ１２０Ａ〜１２０Ｈに分類される。すなわち、支持片群１２１〜１２３を構成する支持片１２０は、グループ１２０Ａ（１２０ａ，１２０ｉ），グループ１２０Ｂ（１２０ｂ，１２０ｊ），グループ１２０Ｃ（１２０ｃ，１２０ｋ），グループ１２０Ｄ（１２０ｄ，１２０ｌ），グループ１２０Ｅ（１２０ｅ，１２０ｍ），グループ１２０Ｆ（１２０ｆ，１２０ｎ），グループ１２０Ｇ（１２０ｇ，１２０ｏ），グループ１２０Ｈ（１２０ｈ，１２０ｐ）の組み合わせに分類される。グループ１２０Ａ〜１２０Ｈを構成する支持片１２０は、それぞれ回転軸９１に対して周方向に等間隔に突出している。

各グループ１２０Ａ〜１２０Ｈを構成する２つの支持片１２０は、共に回転軸９１に対して同一方向に突出しており、互いに平行な関係にある。各グループ１２０Ａ〜１２０Ｈの支持片１２０のうち、回転軸９１に対して上方に位置する支持片１２０（１２０ａ〜１２０ｈ）は、積載段１１３の積み重ね間隔に相当する間隔Ｐ１毎に配されている。また、各グループ１２０Ａ〜１２０Ｈを構成する２つの支持片１２０の間隔は、間隔Ｐ１の１．５倍（Ｐ３＝１．５×Ｐ１）とされている。すなわち、グループ１２０Ａ〜１２０Ｈを構成する支持片１２０ａ〜１２０ｈのいずれかと、これに対応する同一グループの支持片１２０ｉ〜１２０ｐとの間隔はＰ３とされている。そのため、例えばグループ１２０Ａの支持片１２０ａと支持片１２０ｉとの間隔はＰ３とされており、支持片１２０ａと下方に隣接するグループ１２０Ｂの上方側の支持片１２０ｂとの間隔はＰ１とされている。

回転軸９１は、回転することにより８つのグループ１２０Ａ〜１２０Ｈのうちの１グループを構成する２つの支持片１２０の先端部分が積載段１１３の突片１１５の外縁部分（以下、支持片接触部１２５と称す）の裏面側に進入可能な位置に配されている。

熱処理装置１０５は、上記した熱処理装置１と同様に熱処理室１２内のゴンドラ１１１を構成する各積載段１１３に載置された基板Ｗを所定の温度雰囲気下において加熱（焼成）するものである。本実施形態の熱処理装置１０５は、基板Ｗの加熱時に基板換装システム１１０によって行われる基板換装動作に特徴を有する。以下に、熱処理装置１０５において行われる基板換装動作について説明する。

熱処理装置１０５の制御装置は、熱処理室１２の内部温度が所定の焼成温度（本実施形態では２３０〜２５０℃）に達すると、昇降装置８０の昇降軸８１を伸縮させ、ゴンドラ枠７０の位置調整を行う。一方、制御装置は、支持手段９０の回転軸９１を回転させる。これにより、図１９や図２０に示すように、グループ１２０Ａ〜１２０Ｈのいずれかを構成する２つの支持片１２０ａ〜１２０ｐが目的積載段１１３ａおよび上方積載段１１３ｂの下方に存在する空間１１４ａ，１１４ｂに進入する。すなわち、グループ１２０Ａ〜１２０Ｈを構成する支持片１２０ａ〜１２０ｐのうちゴンドラ枠７０に隣接する位置に存在しているものがゴンドラ枠７０の領域内に進入する。ここで、ゴンドラ枠７０の領域内に進入するグループ１２０Ａ〜１２０Ｈのいずれかを構成する２つの支持片１２０のうち、上方に位置する支持片１２０ａ〜１２０ｈは、目的積載段１１３ａの上方に位置する積載段１１３（以下、必要に応じて上方積載段１１３ｂと称す）の突片１１５の下方に形成された空間１１４（１１４ｂ）内に進入する。また、これと同時に、空間１１４ｂ内に進入した支持片１２０ａ〜１２０ｈよりも間隔Ｐ３分だけ下方に存在する支持片１２０ｉ〜１２０ｐが、各積載段セット１１６〜１１８を構成する目的の積載段１１３（以下、必要に応じて目的積載段１１３ａと称す）の突片１１５の下方に形成された空間１１４（１１４ａ）内に進入する。ここで、上記したように各グループ１２０Ａ〜１２０Ｈを構成する２つの突片１２０の間隔Ｐ３は、積載段１１３同士の間隔Ｐ１の１．５倍とされている。そのため、図２０に示すように各グループ１２０Ａ〜１２０Ｈの上方側に位置する支持片１２０ａ〜１２０ｈを上方積載段１１３ｂの突片１１５の下方に沿う位置に進入させても、下方側に位置する支持片１２０ｉ〜１２０ｐは、目的積載段１１３ａの突片１１５から離れた位置に存在する。

上記したようにして上方積載段１１３ｂおよび目的積載段１１３ａの下方に所定のグループ１２０Ａ〜１２０Ｈのいずれかを構成する一組の支持片１２０ａ〜１２０ｐが潜り込むと、制御装置は、昇降装置８０の昇降軸８１を下げる。これにより、図２０に示すように上方積載段１１３ｂが上方側の支持片１２０ａ〜１２０ｈのいずれか（図２０では支持片１２０ａ）によって支持される。すなわち、上方積載段１１３ｂが、目的積載段１１３ａおよびこれよりも下方に存在する積載段１１３（以下、必要に応じて下方積載段１１３ｃと称す）から独立可能な状態となる。この時、図２０に示すように、上方積載段１１３ｂを支持している支持片１２０ａと対をなす下方側の支持片１２０ｉは、目的積載段１１３ａの突片１１５よりも下方に離れた位置にある。

その後、熱処理装置１０５の制御装置は、昇降装置８０の昇降軸８１をさらに降下させゴンドラ枠７０を下げる。これにより、上方積載段１１３ｂと目的積載段１１３ａとの間隔がさらに開くと共に、図２１に示すように目的積載段１１３ａの下方に存在する支持片１２０ｉ〜１２０ｐが突片１１５の裏面側に接触する。この状態からゴンドラ枠７０がさらに下降すると、図２３に示すように上方積載段１１３ｂが支持片１２０ａ〜１２０ｈによって支持された状態を維持しつつ、目的積載段１１３ａが支持片１２０ｉ〜１２０ｐによって支持され、目的積載段１１３ａよりも下方の積載段１１３から独立した状態となる。すなわち、目的積載段１１３ａは、上方積載段１１３ｂと目的積載段１１３ａよりも下方に存在する下方積載段１１３ｃの間に宙づりにされた状態となる。

上記したようにして目的積載段１１３ａが積載段セット１１６〜１１８を構成する他の積載段１１３から独立した状態となると、制御手段は、エアシリンダー８を作動させてシャッター１０７を開き、換装口１０６からロボットハンドを挿入させる。ロボットハンドは、図２３にハッチングで示すように目的積載段１１３ａの突片１１５の下方に形成された空間１１４内に枠部材５７の側面５７ａ，５７ｂに沿って進入し、突片１１５を下方から支持する。ロボットハンドが換装口１０６側から積載段１１３の両側面５７ａ，５７ｂの奥側（扉７側）まで差し込まれると、ロボットハンドによって目的積載段１１３ａが上方に持ち上げられ、換装口１０６から取り出される。

上記したようにして目的積載段１１３ａが取り出されると、熱処理装置１０５の外部において予め熱処理（焼成）を行っていない基板Ｗが搭載された積載段１１３（以下、必要に応じて投入積載段１１３と称す）の突片１１５の下方にロボットハンドが差し込まれ、投入積載段１１３が持ち上げられる。投入積載段１１３は、先に取り出された目的積載段１１３ａが存在していた位置にロボットハンドを差し込むことにより熱処理室１２内に投入される。すなわち、ロボットハンドは、投入積載段１１３の突片１１５が目的積載段１１３ａを支持していた支持片１２０ｉ上に来るように換装口１０６から投入積載段１１３を投入する。投入積載段１１３の投入が完了すると、ロボットハンドが熱処理室１２から抜き去られ、シャッター１０７が閉じられる。

投入積載段１１３の投入が完了すると、制御手段は、昇降装置８０を作動させ、投入積載段１１３のスペーサー６０が上方積載段１１３ｂの嵌入穴６８に嵌るまでゴンドラ枠７０を上昇させる。すなわち、制御手段は、ゴンドラ枠７０を上昇させ、投入積載段１１３と上方積載段１１３ｂとを一体化させる。その後、制御手段は、回転軸９１を正方向に回転させ、目的積載段１１３ａの交換のために使用されたグループ１２０Ａ〜１２０Ｈのいずれかを構成する２つの支持片１２０をゴンドラ枠７０の領域から抜き去る。グループ１２０Ａ〜１２０Ｈのいずれかを構成する一対の支持片１２０が抜き去られると、目的積載段１１３ａの換装動作が完了する。制御手段は、以降において上記したのと同様にして投入積載段１１３の下方に隣接する積載段１１３（下方積載段１１３ｃ）を熱処理室１２内に宙づり状態として他の積載段１１３から独立させ、ロボットハンドを介して下方積載段１１３ｃと熱処理装置１０５の外部に準備された別の積載段１１３との交換を行わせる。

上記したように、熱処理装置１０５は、上下に多数積み重ねられた積載段１１３のうち目的積載段１１３ａを上方積載段１１３ｂおよび目的積載段１１３ａの下方に存在する下方積載段１１３ｃから切り離して宙づりにした状態でロボットハンドを挿入し、目的積載段１１３ａの換装を行うものである。そのため、熱処理装置１０５は、換装の対象となる目的積載段１１３ａ以外の積載段１１３同士の間隔を最小限に抑制することができ、熱処理室１２の奥行きや幅に対して高さを抑制できる。

熱処理装置１０５は、枠部材５７の側面５７ａ，５７ｂから突出した突片１１５の下方に形成された空間１１４にロボットハンドを差し込み、積載段１１３の換装を行うものであるため、その分だけ積載段１１３の上方に載置された基板Ｗをロボットハンドで換装する場合に比べて積載段１１３同士の間隔が狭くても積載段１１３の換装を行うことができる。従って、熱処理装置１０５は、目的積載段１１３ａの上下に大きな隙間を空けることなく積載段１１３の換装動作を行うことができる。

上記実施形態では、目的積載段１１３ａの上下に隣接する積載段１１３を目的積載段１１３ａから離反させた後、基板Ｗを乗せた目的積載段１１３ａごと未焼成の基板Ｗを乗せた別の積載段１１３と取り替える例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、目的積載段１１３ａから離反させた状態でロボットハンドによって目的積載段１１３ａ上に乗っている基板Ｗのみを取り出し、未焼成の基板Ｗと交換することも可能である。

また、上記した熱処理装置１０５のように積載段１１３をそのまま抜き差しする場合は、熱処理装置１のように基板Ｗのみを抜き差しする構成とする場合に比べて抜き差しを行う目的積載段１１３と他の積載段１１３との間隔を広くとることができる。また、熱処理装置１０５では、抜き差しする目的積載段１１３を水平に維持できればよく、例えばロボットハンドが積載段１１３の端部のみを支持したり把持する構成とすることも可能である。

上記実施形態の熱処理装置１，１０５は、いずれも熱処理室１２内において支持片９３，１２０を回転軸９１と共に回転することによりゴンドラ枠７０の領域内に進退させ、ゴンドラ５５，１１１を上下動させることによって必要に応じて積載段５６，１１３同士の間隔を拡張させる間隔拡張動作を行うものである。すなわち、熱処理装置１，１０５は、ゴンドラ５５，１１１の上下動によってゴンドラ５５，１１１と支持手段９０，１１２の支持片９３，１２０との位置関係を積載段の積載方向（上下方向）に相対的に変動させ、間隔拡張動作を行うものである。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図２４〜図２７に示す熱処理装置１３０のように熱処理室１２内に上下動しない基板載置棚１３１を設け、支持手段１３５側が基板載置棚１３１に対して上下方向に相対移動するものであってもよい。以下、熱処理装置１３０について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において上記した熱処理装置１，１０５と同一の構成を有する部分については同一の符号を付し、詳細の説明については省略する。

図２４は、本実施形態の熱処理装置１３０を示す正面図である。また、図２５は、図２４のＡ−Ａ断面図である。図２６および図２７は、それぞれ図２４に示す熱処理装置１３０の動作の第一段階および第二段階を模式的に示す概念図である。図２８は、図２４に示す熱処理装置において採用されている支持手段を示す分解斜視図である。図２９（ａ）は図２４に示す熱処理装置１３０に採用されているガイド片を示す斜視図であり、（ｂ）は熱処理装置１３０に採用されているシャッター板を裏面側から観察した状態を示す斜視図である。

熱処理装置１３０は、図２５に示すように熱処理室１２内に基板載置棚１３１を有する。基板載置棚１３１は、上記実施形態で採用されていたゴンドラ枠７０と同様に、台座板７８に対して立設された４本の支柱６９に対して上梁部材７２，７３および下梁部材７５，７６を固定した載置枠１３２内に複数の積載段５６を積み重ねたものである。載置枠１３２の台座板７８は、熱処理室１２の底面４６上に固定されている。そのため、基板載置棚１３１は、上記したゴンドラ枠７０のように上下動せず、熱処理室１２内に静止している。載置段５６は、上記したゴンドラ５５と同様に載置枠１３２に対して固定されておらず、載置枠１３２内を自由に上下動できる。

基板載置棚１３１の四隅に隣接する位置には、図２６や図２７に示すように支持手段１３５が配されている。支持手段１３５は、支持片１３６を回転軸１３７に対して取り付けた支持機構部１３８と、支持片１３６を回転軸１３７の軸方向（上下方向）に移動させる昇降機構部１４０とを有する。

支持機構部１３８を構成する回転軸１３７は、図２８に示すように角柱状であり、熱処理室１２の天面４５および底面４６を貫通している。回転軸１３７の両端部は円筒形とされており、軸受け１４１，１４１によって回転自在に支持されている。回転軸１３７は、機器収容部３内に配された回転機構９２に接続されている。すなわち、回転軸１３７は、歯付きベルト９８を介してモータ９７の回転軸に接続されており、モータ９７の回転動力を受けて回転可能なように支持されている。

支持片１３６は、上記実施形態において採用されていた支持片９３と略同一の形状を有する部材である。支持片１３６は、支持片９３と同様に湾曲した湾曲部１４３ａを有するが、回転軸１３７を挿通可能な角孔１４３ｂを有し、末端部分に把持部１４３ｃが設けられている点が異なる。把持部１４３ｃは、後述する昇降機構部１４０の把持溝１５２内に収容される部分である。角孔１４３ｂは、回転軸１３７の断面形状よりもよりも僅かに大きい程度の孔である。そのため、角孔１４３ｂに回転軸１３７が挿通されると、支持片１３６は、回転軸１３７に対して相対回転不能となるが、回転軸１３７の軸方向には摺動自在な状態となる。そのため、支持片１３６は、図２８に矢印で示すように上記した支持片９３と同様に回転軸１３７の回転に連動して回転軸１３７の軸心回りに回転し、湾曲部１４３ａが載置枠１３２の領域に対して出入りする。

昇降機降部１４０は、支持片１３６を下方に当接する摺動片１４５と、ネジ軸１４６と、ガイド部材１４４とを有する。ネジ軸１４６は、熱処理室１２の天面４５および底面４６を貫通しており、軸受け１４７，１４７によって回転自在に支持されている。ネジ軸１４６は、歯付きベルト１４９を介して機器収容部３内に配されたステッピングモータ１４８に連結されている。そのため、ネジ軸１４６の回転量は、ステッピングモータ１４８の回転量によって調整される。

摺動片１４５は、図２８に示すように略矩形状の金属板に対してねじ穴１５０と突起１５１と把持溝１５２とを設けたものである。摺動片１４５は、ねじ穴１５０にネジ軸１４６を螺合させることによりネジ軸１４６に対して装着されている。また、突起１５１は、ねじ穴１５０に隣接する位置から突出した部分であり、後述するガイド部材１４４のガイド溝１５３に嵌め込まれる部分である。把持溝１５２は、図２６や図２８に示すように摺動片１４５の厚み方向中間部に設けられた溝であり、支持片１３６の把持部１４３ｃを挟み込む部分である。

ガイド部材１４４は、摺動片１４５がネジ軸１４６に対して回転するのを阻止し、摺動片１４５の移動方向をネジ軸１４６の延伸方向に規制するものである。さらに具体的には、ガイド部材１４４は、図２６に示すように熱処理室１２の天面４５および底面４６に対して固定されており、回転軸１３７やネジ軸１４６に対して平行に配された長尺状の部材である。ガイド部材１４４は、長手方向に延伸したガイド溝１５３を有する。ガイド部材１４４は、ガイド溝１５３が昇降機構部１４０のネジ軸１４６側を向き、ガイド溝１５３に摺動片１４５の突起１５１が嵌め込まれた状態とされている。そのため、摺動片１４５は、ネジ軸１４６が回転するとネジ軸１４６の延伸方向、すなわち熱処理室１２の上下方向に移動する。

熱処理装置１３０は、図２４に示すように正面１３０ａ側に基板Ｗを出し入れするための換装口１５５を有する。換装口１５５は、図２５のように熱処理室１２内に配されている基板載置棚１３１に対向する位置にある。換装口１５５は、基板載置棚１３１の上端部分から下端部分に至る程度の高さで、基板Ｗの幅よりもやや大きな幅を有する開口である。換装口１５５には、複数（本実施形態では５枚）のシャッター板１５６とシリンダ１５７とを備えたシャッターが装着されている。

シャッター板１５６は、幅が換装口１５５の開口幅よりも大きく、高さが換装口１５５の高さの約１／５程度の金属製の板体である。シャッター板１５６の裏面側には、図２９に示すようにガイド片１５９が装着されている。ガイド片１５９は、断面形状が略Ｃ字形で、係合溝１６１を有する部材である。ガイド片１５９は、係合溝１６１の延伸方向がシャッター板１５６の高さ方向に向くように固定されている。

熱処理装置１３０の正面１３０ａ側には、換装口１５５の左右側方にレール１６２が配されている。レール１６２は、熱処理装置１３０の高さ方向（上下方向）に延伸した棒状の部材である。レール１６２は、シャッター板１５６の裏面側に装着されたガイド片１５９の係合溝１６１に嵌め込まれることによりシャッター板１５６の移動方向を熱処理室１３０の高さ方向に制限するものである。

シリンダ１５７は、熱処理室１３０の正面１３０ａに固定されており、各シャッター板１５６の側方に連結されている。シリンダ１５７は、シリンダ軸１５８が熱処理装置１３０の上下方向に向けて伸縮可能な状態で固定されており、必要に応じてシャッター板１５６を上下方向に押し動かすことができる。さらに具体的には、例えば換装口１５５のうち熱処理装置１３０の一番上方に位置するシャッター板１５６ａに相当する位置を開きたい場合は、シャッター板１５６ａに連結されているシリンダ１５７のシリンダ軸１５８を上方に伸ばす。また、例えば熱処理装置１３０の一番下方に存在するシャッター板１５６ｅによって閉塞されている部分を開く場合は、シャッター板１５６ａ〜１５６ｅに連結されたシリンダ１５７のシリンダ軸１５８を延伸させる。すなわち、熱処理装置１３０は、換装口１５５の開きたい部分に存在するシャッター板１５６およびこれより上方に存在するシャッター板１５６に連結されているシリンダ１５７を延伸させることにより換装口１５５の所望の部位を開くことができる。

熱処理装置１３０は、基板Ｗの出し入れを行う基板換装動作に特徴を有する。以下、基板換装動作時における熱処理装置１３０の動作について図面を参照しながら詳細に説明する。基板Ｗの出し入れを行う場合、熱処理装置１３０の制御装置は、ステッピングモータ１４８に電力を供給して、昇降機構部１４０のネジ軸１４６を回転させる。これにより、昇降機構部１４０の摺動片１４５がネジ軸１４６の延伸方向、すなわち上下方向に移動する。ここで、上記したように、支持片１３６の把持部１４３ｃは、摺動片１４５の把持溝１５２に挟み込まれている。そのため、摺動片１４５が上下動すると、これに連動して支持片１３６が回転軸１３７に沿って上下動する。

載置枠１３２の内側に積み重ねられている多数の積載段５６のうち、基板Ｗの出し入れを行うべき目的の積載段５６（目的積載段５６ａ）の上方に位置する積載段５６（上方積載段５６ｂ）の裏面側に相当する位置に支持片１３６が到達すると、制御装置は、ネジ軸１４６の回転を停止させ、摺動片１４５の上下動を停止させる。

摺動片１４５が所定の高さに到達すると、制御装置は、モータ９７に通電して支持機構部１３８の回転軸１３７を回転させる。これにより、支持片１３６が回転軸１３７と共に回転し、図２６のように湾曲部１４３ａが上方積載段５６ｂの裏面側に進入する。湾曲部１４３ａが上方積載段５６ｂの裏面側に入ると、制御手段は、ステッピングモーター１４８に通電して昇降機構部１４０のネジ軸１４６を回転させ、支持片１３６を上方に移動させる。これにより上方積載段５６ｂが上方に持ち上げられ、図２７のように上方積載段５６ｂと目的積載段５６ａとの間隔が徐々に大きくなる。

制御手段は、上方積載段５６ｂと目的積載段５６ａとの間隔が所定の間隔に到達するとステッピングモーター１４８への通電を停止し、支持片１３６を停止させる。その後、制御手段は、目的積載段５６ａの正面側に存在するシャッター板１５６を開く。さらに具体的には、例えば目的積載段５６ａに対向する位置にシャッター板１５６ｂが存在する場合、制御装置は、シャッター板１５６ｂおよびこれより上方に位置するシャッター板１５６ａに接続されたシリンダー１５７ａ，１５７ｂのシリンダ軸１５８を延伸させる。これにより、換装口１５５のうち目的積載段５６ａに対向する部位が開口した状態となる。換装口１５５が開くと、開口部分からロボットハンドが挿入され、目的積載段５６ａに対する基板Ｗの出し入れが行われる。

上記したように、本実施形態の熱処理装置１３０では熱処理室１２内に静止している基板載置棚１３１に対して支持片１３６を上下動させることにより、載置枠１３２内に積み重ねられている載置段５６のうち基板Ｗの出し入れの対象となっている目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を広げることができる。

上記した熱処理装置１３０では、支持手段１３５が回転軸１３７と支持片１３６とを備えた支持機構部１３８と、摺動片１４５とネジ軸１４６とを備えた昇降機構部１４０とに分かれた構成を有するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３０に示すように、支持機構と昇降機構を兼ね備えた支持手段１６０を備えたものであってもよい。

さらに具体的に説明すると、支持手段１６０は、上記実施形態と同様に歯付きベルト１４９を介してステッピングモータ１４８に接続されたネジ軸１４６が基板載置棚１３１を構成する載置枠１３２の四隅に隣接する位置に立設されている。換装口１５５側から観察して左側（図３０において手前側）に立設されているネジ軸１４６ａ，１４６ｂに渡って４つの摺動片１６１（１６１ａ〜１６１ｄ）が所定の間隔を開けて螺合されている。また同様に、右側（図３０において奥側）に配されたネジ軸１４６ｃ，１４６ｄにも４つの摺動片１６１（１６１ｅ〜１６１ｈ）が所定の間隔を開けて螺合されている。摺動片１６１ａ〜１６１ｄと摺動片１６１ｅ〜１６１ｈとは互いに平行な位置関係にある。

各摺動片１６１には、空気圧や電気的作用によって軸１６２が進退するシリンダ１６３が二つずつ設けられている。シリンダ１６３は、軸１６２が基板載置棚１３１の内側を向くように配されている。

上記した支持手段１６０は、ステッピングモータ１４８への通電に伴ってネジ軸１４６が回転し、これに伴って摺動片１６１が上下動するものである。そのため、支持手段１６０を採用した場合は、ネジ軸１４６を回転させて摺動片１６１が上方積載段５６ｂの下方に来るまで摺動片１６１を摺動させてからシリンダ１６３の軸１６２を突出させた後、摺動片１６１を再度上方に移動させることにより目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を広げることができる。

上記実施形態において採用されている積載段５６，１１３は、いずれも枠部材５７の表面側にスペーサー６０を取り付け、枠部材５７の裏面側に嵌入穴６８を設けたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３１（ａ）に示す積載段５６のように枠部材５７の表面側に嵌入穴６８を設け、枠部材５７の裏面側にスペーサー６０を取り付けたものであってもよい。また、積載段５６，１１３は、スペーサー６０や嵌入穴６８を設ける代わりに、例えば枠部材５７の表面側あるいは裏面側の一方に図３１（ｂ）に示すように凹部１６５を有するスペーサー１６６を固定し、他方に図３１（ｃ）に示すように凹部１６５に嵌る凸部１６７を有するスペーサー１６８を固定したものであってもよい。かかる構成とした場合、積載段５６，１１３を積み重ねると、図３１（ｄ）に示すようにスペーサー１６６の凹部１６５にスペーサー１６８の凸部１６７が嵌り込んで一体化される。かかる構成とした場合であっても、積載段５６，１１３同士を離反可能な状態で積み重ねることができ、スペーサー６０を嵌入穴６８に嵌め込んだ場合と同様に位置決め精度が高い。

また、上記実施形態では、スペーサー６０や支持片を上下方向に一列に並ぶ構成としていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、スペーサー６０の配置位置をずらしてもよい。

上記実施形態では、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を広げ、ロボットハンドによって基板Ｗを出し入れする例を例示したが、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を広げた後に焼成済みの基板Ｗが搭載された目的積載段５６ａ自身を熱処理室１２から取り出し、この目的積載段５６ａが存在していた部分に未焼成の基板Ｗを搭載した別の積載段５６を差し込む構成としてもよい。

また、上記した熱処理装置１，１０５，１３０は、いずれも単一の基板Ｗや積載段１１３の抜き差しを行うものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、例えば熱処理装置１０５のように目的積載段１１３ａを上方積載段１１３ｂや下方積載段１１３ｃから独立させる場合は、目的積載段１１３ａおよび下方積載段１１３ｃの双方を一度に抜き出したり、これらの積載段１１３に搭載されている２枚の基板Ｗを一度に抜き出すことも可能である。また、さらに多数の積載段１１３や基板Ｗを熱処理室１２に対して抜き差しする構成とすることも可能である。かかる構成によれば、熱処理装置１における基板の出し入れの処理能力をさらに向上させることができる。

上記した熱処理装置１３０は、換装口１５５の開閉時に５枚のシャッター板１５６が上下にスライドする構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば各所に設けられたシャッター板１５６が上記した熱処理装置１のシャッター１０のように熱処理室１２の内側あるいは外側に倒れ、換装口１５５を開閉するものであってもよい。また、上記実施形態の熱処理装置１，１０５についても、換装口６に代えて熱処理装置１３０のようにシャッター板１５６が上下方向に移動することにより開閉する換装口１５５を配した構成としてもよい。

上記実施形態では、基板Ｗや積載段５６，１１３の抜き差しにロボットハンドを使用する実施形態を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンベアやフォーク状の腕を備えた搬送装置を採用してもよい。また、積載段５６，１１３やゴンドラ枠７０側に基板Ｗや積載段５６，１１３を熱処理室１２の内外に抜き差し可能な自走機構を設けてもよい。

上記実施形態において、基板換装システム５４，１１０は、いずれも支持片９３，１２０等を所定の積載段５６，１１３の下方から差し込み、積載段５６，１１３を下方から支持して隣接する積載段５６，１１３同士の間隔を調整するものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、熱処理装置１，１０５が備えている基板換装システム５４，１１０は、基板換装動作の際に所定の積載段５６，１１３が支持片９３等によって支持されていればよく、必ずしも上記実施形態のように積載段５６，１１３を下方から支持しなければならない訳ではない。

さらに具体的には、例えば図３２に示す基板換装システム１７１のように、積載段５６に支持片９３が嵌ったり、係合するような凹部１７０等を設けた構成とし、この凹部１７０に支持片９３を嵌めたり係合させる等して所定の積載段５６を支持する構成としてもよい。かかる構成とした場合、基板Ｗの出し入れの対象となっている目的積載段５６ａの上方に存在する上方積載段５６ｂの凹部１７０に支持片９３を係合させて上方積載段５６ｂを支持した後、ゴンドラ５５の昇降装置８０を下降させ、図３２に矢印で示すように目的積載段５６ａやこれよりも下方の積載段５６を下方にずらすことにより、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間に基板Ｗの出し入れに必要な空間を確保することができる。

また、図２４に示す熱処理装置１３０のように、支持片１３６が昇降可能な支持手段１３５や、図３０に示すように支持機構と昇降機構とを兼ね備えた支持手段１６０を具備している場合は、図３３に示す基板換装システム１７２のように、凹部１７０を設けた積載段５６等を用い、凹部１７０に支持手段１３７の支持片１３６やシリンダ１６３の軸１６２を差し込んで積載段５６等を支持可能な構成とすることが可能である。かかる構成とした場合は、出し入れすべき基板Ｗが載置されている目的積載段５６ａの上方に位置する上方積載段５６ｂに設けられた凹部１７０と支持片１３６あるいはシリンダ１６３とを位置合わせして両者を係合させた後、支持片１３６あるいはシリンダ１６３を上方にずらすことにより、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を拡げることができる。

すなわち、図３２や図３３、図３４に示す例のように、支持片９３，１３６やシリンダ１６３の軸１６２によって所定の積載段５６（上方積載段５６ｂ）を支持した状態とすれば、ゴンドラ５５側あるいは支持片９３，１３６やシリンダ１６３の軸１６２側のいずれか一方または双方を上下動させ、上方積載段５６ｂおよびこれよりも上方の積載段５６と、目的積載段５６ａとを相対移動させることにより、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を拡げることができる。

上記実施形態の熱処理装置１等において、支持片９３等のような積載段５６等を支持するための部材は、全ての積載段５６等に対応して設けられている訳ではない。そのため、上記した構成を採用する場合は、積載段５６等を支持する支持片９３等の位置あるいは積載段５６等の位置を必要に応じて上下させ、支持片９３等と積載段５６等との位置合わせをせねばならない構成であった。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３４に示す基板換装システム１７３のように、複数積み重ねられている各積載段５６に対応する位置に独立的に作動するシリンダ１６３等の支持手段を設けた構成としてもよい。かかる構成とした場合、例えば図３４に示す例では、上方積載段５６ｂに対応する位置に設置されているシリンダ１６３の軸１６２を凹部１７０に係合させ、上方積載段５６ｂおよびこれよりも上方に位置する積載段５６の位置を固定することができ、この状態でゴンドラ５５を下降させたり、シリンダ１６３を上昇させることにより目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を拡げることができる。

また、熱処理装置１等は、図３５に示す基板換装システム１７４のように、複数積み重ねられている各積載段５６に対応するように支持片１７５を設けたものを採用してもよい。さらに具体的には、図３５に示す基板換装システム１７４では、支持手段９０を構成する回転軸９１に代わって、支持軸１７６が採用される。支持軸１７６は、図３５（ｂ）に示すような短い筒体１７７を連結して構成されるものである。筒体１７７は、一端側に円形の開口１７７ａを有し、他端側に外径が開口１７７ａの内径とほぼ同一の嵌挿部１７７ｂが設けられている。支持軸１７６は、筒体１７７の開口１７７ａに他の筒体１７７の嵌挿部１７７ｂを差し込むことにより連結される。

筒体１７７には、支持片１７５が筒体１７７の外周面に対して垂直となるように取り付けられている。また、筒体１７７の外周面には、窪みや穴によって構成される係合部１７９が設けられている。支持軸１７６は、図３５に示すように、支持片１７５が積載段５６側に向き、これとは反対側に係合部１７９が向く姿勢として筒体１７７を上下方向に連結して構成される。支持軸１７６は、上記実施形態の回転軸９１等と同様に、積載段５６の四方を取り囲むように配される。

積載段５６は、図３５に示すように、四方を取り囲むように配された支持軸１７６の支持片１７５に載せられた状態で設置される。また、支持軸１７６に隣接する位置には、吊り下げ手段１７８が配置される。吊り下げ手段１７８は、積載段５６に対して上下方向に移動可能な、いわゆるクレーン状のものであり、先端に引っ掛け部１７８ａを有する。

図３５に示す基板換装システム１７４では、各積載段５６毎が支持片１７５によって支持されている。図３５のような構成とした場合、上方積載段５６ｂを支持している支持片１７５が固定されている筒体１７７の外周に設けられた係合部１７９に吊り下げ手段１７８の引っ掛け部１７８ａを係合させ、図３５に矢印Ｕで示すように吊り下げ手段１７８を上方に移動させたり、吊り下げ手段１７８で上方積載段５６ｂを支持した状態で矢印Ｄで示すようにゴンドラ５５を下降させることにより、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間に基板Ｗの出し入れに必要な空間を形成することができる。すなわち、図３５に示す基板換装システム１７４は、離反可能に接続された筒体１７７と吊り下げ手段１７８とを具備した間隔拡張手段１８０を有し、これにより積載段５６同士の間隔を拡げることができる。

上記した図３５に示す基板換装システム１７４において、間隔拡張手段１８０は、筒体１７７と吊り下げ手段１７８とを具備した構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３６に示す基板換装システム１８１のような構成であってもよい。さらに具体的には、図３６に示す基板換装システム１８１において採用されている間隔拡張手段１９０は、上下に積み重ねられた積載段５６同士を連結する連結手段１８５と解除手段１８７とを備えている。図３６に示す構成では、上下に隣接する積載段５６同士が連結手段１８５で繋がれると共に、一番上方に位置する積載段５６（最上積載段５６ｃ）が熱処理室１２の天面から吊り下げられるなどして所定の位置に固定されている。

連結手段１８５は、ロック１８６を具備している。また、積載段５６の外側に隣接する位置には、ロック１８６のロック状態を解除可能な解除手段１８７が設けられている。解除手段１８７は、例えば図３３に示すシリンダ１６３のように積載段５６の積層方向に自在に移動可能な構成とされており、任意の位置にあるロック１８６を解除可能な構成とされている。

図３６に示す基板換装システム１８１は、上方積載段５６ｂと目的積載段５６ａとを繋ぐ連結手段１８５に隣接する位置に解除手段１８７を移動させ、ロック１８６を解除し、図３６（ｂ）に矢印Ｄで示すようにゴンドラ５５によって目的積載段５６ａおよびこれよりも下方に存在する積載段５６を下降させたり、図３６（ｂ）に矢印Ｕで示すように上方積載段５６ｂおよびこれよりも上方に存在する積載段５６を上昇させることにより、目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を拡げることができる。

また、熱処理装置１等は、図３７に示す基板換装システム１８２のような構成としてもよい。さらに具体的に説明すると、基板換装システム１８２では、積載段５６や積載段１１３には、嵌入穴６８を設けたりスペーサー６０を取り付ける代わりに、図３８に示すように、スペーサー１９６，１９７を取り付け、スペーサー１９６，１９７が連結部材１９８で連結された構成となっている。スペーサー１９６，１９７および連結部材１９８は、上下に積み重ねられた積載段５６等の間隔を拡げるための間隔拡張手段１９５を構成する。

スペーサー１９６，１９７は、上記した図３１に示すスペーサー１６６，１６７と類似した構造とされている。すなわち、スペーサー１９６は、上記したスペーサー１６７と同様に凸部１９６ａを有し、断面形状が略Ｔ字形の部材である。一方、スペーサー１９７は、上記したスペーサー１６６と同様に凹部１９７ａを有する部材である。スペーサー１９６，１９７は、図３８のように組み合わされた状態で、凸部１９６ａが凹部１９７ａ内において摺動することができる。スペーサー１９６は、固定面１９６ｂが積載段５６等の天面側あるいは底面側のいずれかに固定され、これと対をなすスペーサー１９７は、隣接する積載段５６等の底面側あるいは天面側に固定される。図３７や図３８に示す実施例では、スペーサー１９６の固定面１９６ｂが上方の積載段５６の底面側に固定され、スペーサー１９７の固定面１９７ｂが下方に隣接する積載段５６の天面側に固定されている。

連結部材１９８は、図３８に示すように、ピン１９８ａ，１９８ｂ，１９８ｃと２本のロッド１９８ｄ，１９８ｅとによりリンク機構を構成している。ロッド１９８ｄは、ピン１９８ａを介してスペーサー１９６側に連結されている。また、ロッド１９８ｅは、ピン１９８ｃを介してスペーサー１９７側に固定されている。連結部材１９８は、ロッド１９８ｄ，１９８ｅを連結するピン１９８ｂの位置をスペーサー１９６，１９７に近づく方向に押圧することによりロッド１９８ｄ，１９８ｅのなす角が大きくなり、スペーサー１９６の固定面１９６ｂとスペーサー１９７の固定面１９７ｂとの間隔ｘを拡げることができる。また逆に、連結部材１９８は、ピン１９８ｂの位置をスペーサー１９６，１９７から離れる方向に引っ張ることにより、ロッド１９８ｄ，１９８ｅのなす角が小さくなり、固定面１９６ｂと固定面１９７ｂとの間隔ｘを狭くすることができる。

基板換装システム１８２は、連結部材１９８のピン１９８ｂの位置を押圧したり引っ張ったりするための動力源を備えている。さらに具体的には、基板換装システム１８２は、例えば図３７に示すように、各連結部材１９８のピン１９８ｂの位置にシリンダ１６３が連結された構成とすることができる。図３７の例では、シリンダ１６３は、積載段５６の外側に配された積載段５６の積載方向に延びるポール１９９に沿って上下方向に摺動可能に取り付けられている。

間隔拡張手段１９５を図３７のような構成とした場合、目的積載段６５ａと上方積載段６５ｂとの間に介在している連結部材１９８に接続されたシリンダ１６３の軸１６２を突出させ、ピン１９８ｂの位置を押圧すると、図３７（ｂ）のようにロッド１９８ｄ，１９８ｅのなす角が大きくなり、目的積載段６５ａと上方積載段６５ｂとの間隔ｘが拡がる。一方、シリンダ１６３の軸１６２を縮めると、連結部材１９８のピン１９８ｂの位置が引っ張られ、図３７（ａ）のようにロッド１９８ｄ，１９８ｅのなす角が小さくなり、目的積載段６５ａと上方積載段６５ｂとの間隔ｘが縮小する。

上記した間隔拡張手段１９５は、各連結部材１９８毎にシリンダ１６３を設けた構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば各ポール１９９に１または複数のシリンダ１６３を上下方向に移動可能なように設けておくことも可能である。かかる構成とした場合は、間隔を調整すべき積載段６５に対応した連結部材１９８の位置までシリンダ１６３を移動させることにより、連結部材１９８を作動させることができる。

上記各実施形態に示した例は、本発明の一例を示したものに過ぎず、例えば図３９に示す基板換装システム１８３のように、離反可能な状態で積み重ねられた複数の積載段５６等によって構成される積載手段において、各積載段５６毎にワイヤーやフック等のような各積載段５６を上方に引っ張り上げるための引き上げ手段２００（間隔拡張手段）を取り付けた構成としてもよい。かかる構成とした場合、例えば出し入れすべき基板Ｗを載せた積載段５６（目的積載段５６ａ）の上方にある上方積載段５６ｂに接続された引き上げ手段２００、あるいは、これに加えて上方積載段５６ｂよりも上方に位置する積載段５６に接続された引き上げ手段２００を引っ張り上げることによって目的積載段５６ａと上方積載段５６ｂとの間隔を拡げることが可能である。

本発明の第一実施形態である熱処理装置を示す正面図である。 図１に示す熱処理装置の内部構造を示す破断斜視図である。 図１に示す熱処理装置の内部構造の概略を示す平面図である。 図１に示す熱処理装置において採用されている基板換装システムを示す斜視図である。 図４に示す基板換装システムを構成する積載段を示す斜視図である。 図５に示す積載段を裏面側から観察した状態を示す斜視図である。 （ａ）は図５に示す積載段とゴンドラ枠およびガイドレールとの位置関係を模式的に示す概念図であり、（ｂ）はガイド部材とガイドレールとの位置関係を模式的に示す概念図であり、（ｃ）はガイドレールと排気部材との位置関係を模式的に示す断面図である。 図４に示すゴンドラを構成するゴンドラ枠および支持手段を示す斜視図である。 図１に示す熱処理装置において採用されている昇降装置とゴンドラ枠の台座板の動作を模式的に示す斜視図である。 図１に示す熱処理装置の換装口近傍における内部構造を示す断面図である。 （ａ）は支持片の平面図であり、（ｂ）は支持片の斜視図、（ｃ）は回転軸への支持片の取り付け状態および動作を示す斜視図である。 図１に示す熱処理装置において採用されている基板換装システムを示す平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ支持片と積載段との位置関係を示す概念図である。 図１に示す熱処理装置の基板換装動作の第一段階を模式的に示す概念図である。 図１に示す熱処理装置の基板換装動作の第二段階を模式的に示す概念図である。 本発明の第二実施形態の熱処理装置を示す正面図である。 図１６に示す熱処理装置の熱処理室近傍の構造を示す断面図である。 図１６に示す熱処理装置において採用されている積載段を示す斜視図である。 図１６に示す熱処理装置が具備する支持手段と積載段との位置関係を模式的に示す概念図である。 図１６に示す熱処理装置における換装動作の第一段階を模式的に示す概念図である。 図１６に示す熱処理装置における換装動作の第二段階を模式的に示す概念図である。 図１６に示す熱処理装置が具備する支持手段の一部を示す斜視図である。 図１６に示す熱処理装置における換装動作の第三段階を模式的に示す概念図である。 本発明の第三実施形態の熱処理装置を示す正面図である。 図２４のＡ−Ａ断面図である。 図２４に示す熱処理装置の動作の第一段階を模式的に示す概念図である。 図２４に示す熱処理装置の動作の第二段階を模式的に示す概念図である。 図２４に示す熱処理装置において採用されている支持手段を示す分解斜視図である。 （ａ）は図２４に示す熱処理装置１３０に採用されているガイド片を示す斜視図であり、（ｂ）は熱処理装置１３０に採用されているシャッター板を裏面側から観察した状態を示す斜視図である。 図２４に示す熱処理装置において採用されている支持手段の変形例である支持手段と載置枠とを示す斜視図である。 （ａ）は積載段の変形例を示す斜視図であり、（ｂ），（ｃ）はスペーサーの変形例であり、（ｄ）は（ｂ），（ｃ）に示すスペーサーを採用した場合の積載段同士の積み重ね状態を示す断面図である。 基板換装システムの変形例を概念的に示す説明図である。 基板換装システムの変形例を概念的に示す説明図である。 基板換装システムの変形例を概念的に示す説明図である。 （ａ）は基板換装システムの変形例を概念的に示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す基板換装システムにおいて採用されている支持軸を示す分解斜視図である。 基板換装システムの変形例を概念的に示す説明図であり、（ａ）は動作の第１段階、（ｂ）は動作の第２段階を示す説明図である。 基板換装システムの変形例を概念的に示す説明図であり、（ａ）は動作の第１段階、（ｂ）は動作の第２段階を示す説明図である。 図３７に示す基板換装システムの要部の構造を概念的に示す説明図であり、（ａ）は動作の第１段階、（ｂ）は動作の第２段階を示す説明図である。 基板換装システムの変形例を概念的に示す説明図である。 （ａ）は従来技術の積載装置を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す積載装置の平面図である。

符号の説明

１，１０５，１３０ 熱処理装置
６，１０６，１５５ 換装口
１２ 熱処理室
１４ 熱風供給手段
５４，１１０，１７１〜１７４，１８１〜１８３ 基板換装システム
５５，１１１ ゴンドラ
５６，１１３ 積載段
５７ 枠部材
６０，１６６，１６７，１９６，１９７ スペーサー
６５ ガイド部材
６８ 嵌入穴
７１ ガイドレール
８０ 昇降装置
９０，１１２，１３５，１６０ 支持手段
９１ 回転軸
９３，１２０，１３６，１７５ 支持片
１０１ 外縁側
１０２ 内縁側
１１４ 空間
１１５ 突片
１３１ 基板載置棚
１３８ 支持機構部
１４０ 昇降機構部
１８０，１９０，１９５ 間隔拡張手段
２００ 引き上げ手段（間隔拡張手段）

Claims (11)

1. 被加熱物を加熱する加熱室と、
   当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、
   前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、
   複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、
   所定の積載段と当該積載段に対して隣接する積載段との間隔を拡げる間隔拡張手段とを具備していることを特徴とする熱処理装置。
2. 被加熱物を加熱する加熱室と、
   当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、
   前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、
   複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、
   積載手段を構成する所定の積載段を支持可能な支持片を具備した支持手段とを有し、
   前記支持片によって所定の積載段を支持した状態で前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と隣接する積載段との間隔を拡げる間隔拡張動作を行うことを特徴とする熱処理装置。
3. 被加熱物を加熱する加熱室と、
   当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、
   前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、
   複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、
   積載手段を構成する所定の積載段を支持可能な支持手段とを有し、
   当該支持手段は、前記積載手段の隣接する積載段同士の間隔に進退可能な支持片を有し、
   当該支持片が特定の積載段と当該積載段に隣接する積載段との間隔に進入することを条件として前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と隣接する積載段との間隔を拡げる間隔拡張動作を行うことを特徴とする熱処理装置。
4. 被加熱物を加熱する加熱室と、
   当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、
   前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段と、
   複数の積載段を離反可能な状態で所定の間隔毎に積み重ねて構成される積載手段と、
   積載手段を構成する所定の積載段を支持可能な支持手段とを有し、
   当該支持手段は、前記積載手段の隣接する積載段同士の間隔に進退可能な支持片を二以上有し、
   第一の支持片が特定の積載段と当該積載段の上方の積載段との間隔に進入することを条件として前記積載手段と第一の支持片との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と前記上方の積載段との間隔を拡げる第一の間隔拡張段階と、
   第二の支持片が特定の積載段と当該積載段の下方の積載段との間隔に進入することを条件として前記積載手段と第二の支持片との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させ、前記特定の積載段と前記下方の積載段との間隔を拡げる第二の間隔拡張段階とを経て特定の積載段の上下に存在する間隔を拡張する間隔拡張動作を行うことを特徴とする熱処理装置。
5. 加熱室内において積載手段を昇降させる昇降手段を有し、
   間隔拡張動作において、前記昇降手段は、支持手段の支持片が特定の積載段と当該積載段に隣接する積載段との間隔に進入することを条件として動作し、前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の熱処理装置。
6. 支持片は、積載段の積載方向に移動可能であり、
   間隔拡張動作において、前記支持片は、特定の積載段と当該積載段に隣接する積載段との間隔に進入することを条件として支持片が積載段の積載方向に移動し、前記積載手段と支持手段との位置関係を積載段の積載方向に相対的に変動させることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の熱処理装置。
7. 加熱室内に被加熱物あるいは積載段を出し入れするための換装口を有し、
   間隔拡張動作において、支持片は、積載手段の側方であって、換装口よりも上方に相当する位置に存在する積載段の側方から当該積載段の下方に形成された間隙に進入することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の熱処理装置。
8. 支持手段は、積載段の積載方向に延伸する支軸と、当該支軸に対して固定された支持片とを有し、
   当該支持片は、前記支軸と一体的に回転し、隣接する積載段同士の間隙に出入り可能であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の熱処理装置。
9. 支持片は、曲率の小さな外縁部と、曲率の大きな内縁部とを有する湾曲形状とされており、
   支軸が正回転することにより外縁部側から隣接する積載段同士の間隙に進入することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の熱処理装置。
10. 複数の積載段が間隙形成手段を介して積み重ねられており、積載段には、間隙形成手段の先端部分が嵌る嵌入部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の熱処理装置。
11. 積載段の移動方向を積載段の積載方向に規制するガイド手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の熱処理装置。

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