JP3093288B2 - 自動基板焼成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動基板焼成装置に関
し、特にプラズマディスプレイの表面ガラス基板に形成
する黒化マスク層および隔壁、背面ガラス基板に形成す
る黒化マスク層、銀端子層、その他の回路パターン等の
自動焼成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイは、平面型の表示
装置の一種であるが、気体放電による発光現象を利用し
ている。

【０００３】プラズマディスプレイパネルは、表示面側
と背面側の２枚の平板ガラスに規則的に配列した陽極と
陰極からなる１対の電極を設け、電極間にはネオンを主
成分とする気体を封入し、電極間に１００Ｖないし２０
０Ｖ程度の電圧を印加すると、ネオンの原子が励起され
て電離する結果、陰極の近傍においてグロー放電が生じ
て、オレンジ色に発光する。

【０００４】プラズマディスプレイには印加する電圧に
よって直流型と交流型があるが、表示素子の構造の簡単
な直流型が多く用いられている。直流型では放電する電
極が封入した気体に直接接触する構造をとっており、電
極に電圧が印加されている期間中放電が持続して発光す
る。

【０００５】プラズマ・ディスプレイを情報の表示素子
に使用するためには、電極を規則的に配置するととも
に、隣接する電極の間に隔壁を設けて、隔壁によって分
離された放電セルに印加する電圧を制御して選択的に放
電させることが必要となる。

【０００６】図７は、プラズマディスプレイの部分的な
構造を示したものであるが、厚さ２ｍｍないし３ｍｍの
表面ガラス板５１と背面ガラス板５２が平行に設けら
れ、表面ガラス板は放電する部分を区画する隔壁５３お
よび隔壁の間には陽極５４が設けられている。陽極は表
面から発光が見えるように、酸化インジウムと酸化錫の
複合酸化物であるＩＴＯ膜等からなる透明電極で構成さ
れている。隣接する電極間に設ける隔壁は、ガラスフリ
ット等を結合剤として黒色顔料、アルミナ、ジルコニア
等の絶縁物粉末から構成されており、表面ガラス板に形
成した陽極と背面ガラス板に形成した陰極の間で発生し
たグロー放電が隣接部に及ばないようにする作用を果た
している。

【０００７】隔壁をガラス板上に形成する方法には各種
の方法があるが、ガラスフリット、黒色顔料、アルミ
ナ、ジルコニア粉末等をアクリル系樹脂を溶剤に溶解し
た液中に分散してなるインキを印刷したのち焼成して形
成している。

【０００８】印刷方法は、比較的厚みがある膜を印刷す
ることが可能なスクリーン印刷法によって行われるが、
一回の印刷によっては数十μｍ程度の厚みの膜が形成さ
れるのみであるので、数百μｍ程度の厚みが必要な隔壁
を得るためには、さきに印刷した部分の上に正確に繰り
返し印刷、乾燥を行い所定の厚みとした後に、焼成を行
っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】隔壁を印刷したガラス
基板や回路、遮光部等を印刷した基板の焼成は、図８に
断面図を示すような焼成炉において連続的に行われてい
る。

【００１０】焼成炉５５には、周囲に発熱体５６が設け
られており、ベルトコンベア５７によって基板を連続的
に炉内に供給して焼成を行っている。

【００１１】焼成すべきガラス基板５８は、直接にベル
トコンベア上に載置するとガラス基板の軟化点に近い高
温な炉内を移動中に金属等のベルトによって傷を受ける
場合が生じるので硼珪酸ガラスなどの表面ガラスよりも
軟化点の高いガラスからなる焼成板５９上に載置するこ
とが行われている。

【００１２】隔壁、回路、遮光層の材料は表面ガラスな
どの軟化温度と比べて低温度である５００℃ないし６０
０℃の温度で焼成することができる低融点ガラス等から
なるガラスフリットなどを結合剤としているが、これら
各インキ材料とガラス基板との接合力を高めるためにソ
ーダライムガラス製の表面ガラス板が部分的に軟化する
程度の温度まで高めることが好ましいので、焼成にはガ
ラスフリットおよび表面ガラスが軟化しはじめる６２０
℃程度の温度に加熱することによって行われる。

【００１３】ガラス基板を焼成板へ載置し、焼成炉から
取り出された焼成板上からガラス基板を分けてガラス基
板をラックに収納するとともに、焼成板は焼成炉の入り
口へ運びガラス基板を再度載置して焼成炉へ導入するこ
とが行われているが、焼成板は重量があるので、焼成板
とガラス基板との分離作業および焼成板を入り口側へ運
ぶ作業を手作業で行うことは、生産性および手作業を原
因とする異物の付着などの問題があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、印刷工程を終
了したガラス基板を収納したガラス基板カセットからガ
ラス基板を取り出して焼成板に載置する作業、ガラス基
板を載置した焼成板を複数個を同時に焼成炉のベルトコ
ンベア上に載置する作業、焼成の終了したガラス基板を
焼成板から分離し製品カセットに収納する作業、焼成板
を焼成炉の入り口へ搬送する作業を自動化し、作業の省
力化と歩留まりを高くしたもので、ガラス基板カセット
からガラス基板を一枚一枚取りだし、取り出したガラス
基板を焼成板上に載置するガラス基板搬送装置、ガラス
基板を載置した焼成板を所定の枚数整列する入り口側焼
成板整列装置、焼成炉のベルトコンベアへ焼成板を複数
個同時に送り込む焼成板送り込み装置、焼成炉のベルト
コンベアから焼成板を取り出す焼成板取り出し装置、取
り出した焼成板を整列する出口側焼成板整列装置、基板
を分離した焼成板を焼成炉の入り口側へ返送する焼成板
返送装置を有する自動基板焼成装置である。

【００１５】

【作用】本発明の自動基板焼成装置においては、印刷工
程を終了したガラス基板を収納したカセットを所定位置
にセットするのみで、ガラス基板を基板搬送装置によっ
て焼成板上に自動的にガラス基板を載置し、焼成板送り
込み装置によって複数個の焼成板を一度に焼成炉のベル
トコンベア上に送り込み、焼成の終了したガラス基板を
焼成板と分離して製品カセットに収納するとともに、焼
成板は焼成板返送装置によって返送して再度使用するこ
とができるので、ガラス基板の焼成を自動化することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下に図面を参照して本発明をさらに詳細に
説明する。

【００１７】図１は、本発明の自動基板焼成装置の１実
施例の平面図を示し、図２は、基板供給部および基板取
り出し部の側面図を示す。図３は、基板取り出し整列コ
ンベアの詳細を示し、図４および図５は、自動基板焼成
装置の各部の動作を示すタイムチャートを示し、図６は
基板を収納するカセットを示す。

【００１８】本発明の自動基板焼成装置の動作を説明す
ると、スクリーン印刷機等によって、所定の印刷を終了
したガラス基板１を多数収納した基板カセット２は基板
供給装置３の上部に設けた基板カセット搬送装置４によ
って１個ずつ基板カセット昇降装置５に装着する。

【００１９】基板カセットの下部から基板が１枚ずつ基
板搬送装置６によって取り出され、基板カセット昇降装
置は基板が１枚取り出される毎に基板カセットの位置を
低下する。

【００２０】全てのガラス基板が取り出された空カセッ
ト１８は基板供給装置の下部へと送られ、空カセット搬
送装置１９によって送られて外部へ取り出される。

【００２１】基板カセットから取り出されたガラス基板
１は、基板供給装置３によってコンベアからなる入り口
側焼成板整列装置７の焼成板ストッパー８の手前に送り
込みエアシリンダ等の駆動装置を有する焼成板供給装置
９によって送り込まれた焼成板１０上に載置される。

【００２２】ガラス基板を載置した焼成板は、焼成板ス
トッパー８の解除により入り口側焼成板整列装置上を前
方へ所定の距離を進んで停止する。

【００２３】続いて同様の動作を所定の回数繰り返し、
複数の焼成板およびガラス基板を整列させる。

【００２４】以下に、６枚の焼成板を同時に焼成炉のコ
ンベア上に送り込みを行う場合に付いて説明を行う。

【００２５】コンベアから構成した入り口側焼成板整列
装置は、図４に示すタイムチャートの如く、１枚目の焼
成板が焼成板返送装置１１によって到着すると焼成板送
り込みシリンダの作動によって焼成板整列コンベアに送
り込まれ、焼成板１０は焼成板ストッパー８の作動によ
って停止し、焼成板が焼成板ストッパーによって停止し
た状態でガラス基板１を焼成板に載置する。

【００２６】ガラス基板を焼成板に載置した後に、焼成
板ストッパーが解除されると同時に入り口側焼成板整列
コンベアモータが作動して、焼成板を前方へ進め、基板
の通過を検知して、焼成板ストッパーが作動し、その後
所定の時間の後に焼成板整列コンベアモータの作動が停
止する。

【００２７】次に２枚目の焼成板が到着し、焼成板押し
込みシリンダによって焼成板整列コンベアに送られ、焼
成板ストッパーによって停止する。停止位置で２枚目の
焼成板上に２枚目のガラス基板が載せられ、焼成板スト
ッパーの解除と同時に焼成板整列コンベアが作動して１
枚目のガラス基板と２枚目のガラス基板を前方へ進め
る。２枚目の基板の通過を検知の後に焼成板ストッパー
が作動し、その後に焼成板整列コンベアのモータが停止
する。以上のような動作を繰り返し行う。

【００２８】６枚目のガラス基板を焼成板上に載せて焼
成板整列コンベアが作動し、６枚のガラス基板を載置し
た焼成板が前進すると、焼成板整列コンベアの終点検知
装置が作動して、焼成板整列コンベアモータの作動を段
階的に低下させて停止する。焼成板整列コンベアの停止
と同時に送り込みコンベア上昇シリンダ１３が駆動して
送り込みローラー１４が上昇し、焼成板を焼成板整列コ
ンベアより上に押し上げる。上昇が終了すると送り込み
ローラー１４が作動して、整列コンベアと直角方向に移
動する送り込みコンベア１５により焼成炉１６のメッシ
ュ状コンベア１７上に複数個の焼成板が一度に送り込ま
れる。

【００２９】焼成炉のベルトコンベアは、焼成板送り込
みコンベアと同一方向に常に一定の速度で移動している
ので、焼成板送り込みコンベアの移動速度が焼成炉のベ
ルトコンベアの移動速度よりも大きくして焼成板の送り
込みを行う。

【００３０】また、焼成板整列コンベア上では焼成板は
互いに所定の間隔を設け、焼成炉を移動する際に隣接す
る焼成板がぶつかりあって、この衝撃によって焼成板上
のガラス基板が損傷を受けることを防止することが好ま
しい。

【００３１】温度５８０℃に調整された焼成炉を通過し
て焼成の終了した基板を載置した焼成板は焼成炉の出口
から複数個が一列に並んで焼成炉ベルトコンベアによっ
て運ばれてくると、焼成板送り出し装置２０の送り出し
ローラー上昇シリンダ２１の駆動によって上昇した送り
出しローラー２２によって送り出しコンベヤ２３に送ら
れ、さらに送りだしコンベアと直角の方向に移動する出
口側焼成板整列コンベア２４に送られる。

【００３２】出口側焼成板整列コンベア２４は、図３に
示すようにローラー付きベルト２５で構成されており、
ローラー２６上にガラス基板を載置した焼成板が載置さ
れる。

【００３３】コンベアの作動によって焼成板が焼成板整
列ストッパー２７に当たると焼成板１０は強制的に停止
させられるが、焼成板整列ストッパー２７はベルトの動
作には影響を与えないのでベルトは回転を続ける。ロー
ラー上に焼成板があるためにローラーの回転により焼成
板は位置を保持することができる。

【００３４】焼成板整列ストッパー２７によって停止し
た先頭の焼成板からガラス基板を基板移送装置２８によ
って取り出して製品用カセット２９に収納する。

【００３５】製品用カセットは基板取り出し装置３０の
上部から供給され、製品用カセット昇降装置３１によっ
てガラス基板を１枚収納する毎に下降して、基板取り出
し装置の下部へ搬送されて、製品カセット搬送装置３２
によって所定の場所へ送られる。

【００３６】焼成板整列ストッパー部分を通過したガラ
ス基板を取り除いた焼成板はローラー付きベルトによっ
て前方に進むが、第３図に示すようにベルトのローラー
に接触する当て板３３が設けられているので、ローラー
付きベルトのローラーと当て板とが接触することによっ
てローラーが回転するために焼成板はベルトの移動速度
とローラーの回転による速度との和で速やかに搬出され
る。

【００３７】搬出された焼成板は、焼成板返送装置１１
によって焼成炉の入り口側へと返送され、再度ガラス基
板を載置して焼成炉に送られる。

【００３８】焼成板を焼成炉の入り口側に返送する途中
に焼成板の表面を除塵ブラシなどで処理をする焼成板洗
浄装置３４を設けても良い。

【００３９】また、図５には焼成炉の出口側の基板の取
り出し時のタイムチャートを示すが、基板が出口側へ近
づいて来ると基板感知センサによって送り出しローラー
２２のモータが作動するとともに、送り出しコンベア上
昇シリンダ２１が作動して、焼成炉のベルトコンベアか
ら基板を載置した焼成板の１列を出口側焼成板整列コン
ベアに移送する。

【００４０】１列の焼成板が出口側焼成板整列コンベア
に載置されると、焼成板整列コンベアのモータが作動
し、１枚目の基板を検出して焼成板整列ストッパーが作
動して、焼成板の列を停止させる。焼成板整列コンベア
には特殊なローラー付きコンベアを用いているために、
ベルトコンベアが動作している状態でコンベア上の焼成
板を停止させることができる。

【００４１】１枚目の焼成板から基板移送装置によって
ガラス基板を取り出して、取り出しの完了を検知して焼
成板整列ストッパーの動作を解除し、ガラス基板を取り
出した焼成板を排出する。

【００４２】焼成板整列コンベアが作動して、焼成板の
移動を行い、２枚目の焼成板を感知すると、焼成板整列
ストッパーが作動をして、焼成板の移動を停止する。焼
成板の移動が停止した状態で２枚目の焼成板である先頭
の焼成板から出口側基板搬送装置によってガラス基板を
取り出して製品カセットに収納する。

【００４３】以上のような取り出しの動作を繰り返し行
って連続的に焼成を行う。

【００４４】図７は、本発明の自動基板焼成装置に使用
するガラス基板を収納する基板カセット２の一例を示す
が、天板３５と底板３６、支柱３７、３８と基板収納棚
３９、４０で構成されており、天板には把手４１、４２
が取り付けられている。また、基板収納棚の入り口部４
３には外部へ広がるテーパーを設けてガラス基板の収納
を容易にすることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の自動基板焼成装置によれば、従
来は手作業によっていた基板を載置した複数の焼成板を
並列に焼成炉内に送り込みおよび取り出しを自動的にお
こなって焼成することを可能としたので、重量のある焼
成板の人手による取扱いを不要とし、生産性を上げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動基板焼成装置の１実施例の平面図
を示す。

【図２】（Ａ）は、基板供給部の側面図を示し、（Ｂ）
は基板取り出し部の側面図を示す。

【図３】基板取り出し整列コンベアの詳細を示す。

【図４】自動基板焼成装置の各部の動作を示すタイムチ
ャートを示す。

【図５】自動基板焼成装置の各部の動作を示すタイムチ
ャートを示す。

【図６】基板を収納するカセットの斜視図を示す。

【図７】プラズマディスプレイの部分的な構造を示す。

【図８】基板焼成用の焼成炉の１例の断面図を示す。

【符号の説明】

１…ガラス基板、２…基板カセット、３…基板供給装
置、４…基板カセット搬送装置、５…基板カセット昇降
装置、６…入り口側基板搬送装置、７…入り口側焼成板
整列装置、８…焼成板ストッパー、９…焼成板供給装
置、１０…焼成板、１１…焼成板返送装置、１３…送り
込みローラー上昇シリンダ、１４…送り込みコンベア、
１５…送り込みローラー、１６…焼成炉、１７…メッシ
ュ状コンベア、１８…空カセット、１９…空カセット搬
送装置、２０…焼成板送り出し装置、２１…送り出しロ
ーラー上昇シリンダ、２２…送り出しローラー、２３…
送り出しコンベア、２４…出口側焼成板コンベア、２５
…ローラー付きベルト、２６…ローラー、２７…焼成板
整列ストッパー、２８…出口側基板搬送装置、２９…製
品用カセット、３０…基板取り出し装置、３１…製品用
カセット昇降装置、３２…製品カセット搬送装置、３３
…当て板、３４…焼成板洗浄装置、３５…天板、３６…
底板、３７、３８…支柱、３９、４０…基板収納棚、４
１、４２…把手、４３…入り口部、５１…表面ガラス
板、５２…背面ガラス板、５３…隔壁、５４…陽極、５
５…焼成炉、５６…発熱体、５７…ベルトコンベア、５
８…ガラス基板、５９…焼成板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/14 H01J 9/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマディスプレイ用のガラス基板を
   連続的に焼成する自動基板焼成装置において、基板を焼
   成板上に載置する基板搬送装置、基板を載置した複数枚
   の焼成板を整列する入り口側焼成板整列装置、焼成炉の
   コンベアへ焼成板を複数個同時に送り込む焼成板送り込
   み装置、焼成炉のベルトコンベアから焼成板を取り出す
   焼成板送り出し装置、取り出した焼成板を整列する出口
   側焼成板整列装置、焼成板上から基板を取り出す基板取
   り出し装置、焼成板の表面を除塵処理する焼成板洗浄装
   置、および基板を分離した焼成板を焼成炉の入り口側へ
   返送する焼成板返送装置を有することを特徴とする自動
   基板焼成装置。