JP3625599B2 - 基板の焼成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラで順次搬送する過程で基板に熱処理を施すための焼成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の被焼成物を支持して一方向に順次搬送する過程で、それら複数の被焼成物に熱処理を施す形式のトンネル状の焼成装置の一つとして、互いに平行に配置されてそれぞれ軸心回りに回転駆動される複数本のローラによって複数の被焼成物を支持して順次搬送する所謂ローラハースキルン（以下、ＲＨＫという）が知られている。このようなＲＨＫにおいては、メッシュベルトで搬送する場合のような炉体内部における摺動がなくそれに伴う塵埃が発生し得ないため、被焼成物の汚染が生じ難いという利点がある。特に、ローラがセラミックスから構成される場合には、炉体内において被焼成物が金属と接触させられないことから、一層汚染が抑制される。そのため、以下のような高いクリーン度の下で焼成することが望まれる被焼成物の焼成炉として好適に用いられている。
【０００３】
例えば、ソーダライムガラスに代表されるガラス製基板やアルミナに代表されるセラミックス基板の上に、金属或いは無機材料をガラスボンド成分の溶融や、材料自体の軟化、溶融、或いは焼結により、所定の機能を生じる膜が固着されたりするような、膜形成素材を含む基板が知られている。蛍光表示管の陽極基板、プラズマディスプレイパネル用基板、プラズマアドレス液晶表示装置のプラズマスイッチング基板、フィールドエミッション表示装置用基板などの表示デバイス用基板、厚膜配線基板、或いはサーマルプリンターヘッドやイメージセンサ等の電子デバイス用基板がそれである。このような電子デバイス用基板には、一般に、基板自体のアニールのためやガラス素材を結合剤として応用した機能材料の膜形成のために、５００ 乃至６５０（℃） 程度の熱処理が施され、セラミック基板においてはガラス素材を結合剤として応用した機能材料の膜形成、或いは金属材料自体の界面の溶融を応用した機能材料の膜形成のために例えば５００ 乃至９００（℃） 程度の熱処理が施される。このような膜形成素材を含む基板において、所望の機能を得るためには高い品質の膜が形成されることが望まれることから製造過程における汚染が大きな問題となるため、焼成炉にも高いクリーン度が要求されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のＲＨＫでは、ローラの回転が基板との間の摩擦力によって伝達されることに基づいてその基板が搬送される。そのため、ローラと基板との滑りに起因する搬送ムラが生じて、順次搬送される基板が相互に干渉して損傷し得るという問題がある。すなわち、ローラは必ずしも軸心が回転軸心と一致した状態で支持されていないことから、複数本のローラの各々毎に回転角度位置に応じた周速度の変動が生じ得る。特に、ローラがセラミックスから構成される場合には、ステンレス鋼等から成る金属製ローラに比較して反りやうねり等が大きいことから、このような周速度の変動は一層生じ易くなる。また、基板の搬送面として機能するローラの上面は、反りやうねり等の存在によって必ずしも一平面上に位置させられていないことから、他のローラによって形成される搬送面よりも上側に位置するローラは搬送抵抗を生じさせ、下側に位置するローラは基板に回転力を伝達し得ないことから駆動力の低下をもたらす。したがって、これらの要因により、ローラと基板との滑りが生じ得るのである。
【０００５】
そこで、一般に、ＲＨＫにおいては、搬送方向における基板位置を一乃至数箇所で非接触で検出する基板位置検出装置が備えられ、その検出結果に基づいてローラの回転速度を搬送方向の複数の区分毎に制御することが行われている。この基板位置検出装置は、例えば、ＲＨＫの左右の側壁に光電検出装置（光電スイッチ）を構成する一対の投受光器が設けられ、基板の搬送方向前側端部を検出するように構成されている。ＲＨＫは、前述のように高いクリーン度が要求されることから用いられているため、基板位置検出装置を設けることによるクリーン度の低下等が生じないように、非接触で光学的に基板を検出し得る光電検出装置が好適に用いられるのである。なお、基板がそれよりも大きい面積のセッタ上に載置された状態で搬送される場合には、基板位置検出装置によってそのセッタの端部が検出される。
【０００６】
しかしながら、上記従来の基板位置検出装置は、光電検出装置の投光器の光軸がローラの軸心方向と平行となるように、すなわち基板表面と平行となるように設けられて、光電検出装置の投光器から射出された光が、基板或いはセッタの搬送方向に沿った側部端面によって遮られることにより基板位置が検出されるように構成されていた。そのため、前述のような用途に用いられる基板や、その基板が載置されるセッタの厚さは、それらの合計寸法でも数（ｍｍ）乃至十数（ｍｍ）程度と薄いものである一方、前述のようにローラの上面が反りやうねり等によって必ずしも一平面上に位置させられていないことから、検出位置において基板が光軸から外れた上側或いは下側に位置させられると、検出漏れが生じ得るという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、基板位置の検出漏れが生じ難いＲＨＫを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、互いに平行に配置されてそれぞれ軸心回りに回転駆動される複数本のローラによって膜形成素材を含む複数の基板を支持して一方向に順次搬送する過程でそれら複数の基板に均一に熱処理を施す形式のトンネル状の焼成装置であって、(ａ)前記複数の基板の各々に順次均熱処理を施すために前記一方向に並んで熱的に分割して設けられ且つそれぞれ均熱制御される複数の加熱区分と、(ｂ)前記基板を前記加熱区分の各々で所定時間保持してその基板を均熱するためにそれら加熱区分毎に設けられた停止位置に順次搬送する搬送装置と、(ｃ)前記加熱区分毎に設けられた停止位置の各々に前記基板の位置を検出するために設けられ、前記ローラ相互の間の位置に設定された所定の基板検出点を、その基板の上面に対して所定角度傾斜する方向から非接触で検出するように位置させられた基板位置検出装置を、含むことにある。
【０００９】
【発明の効果】
このようにすれば、トンネル状の焼成装置は、基板の搬送方向の一部においてその基板位置を検出するために設けられ、ローラ相互の間の位置に設定された所定の基板検出点を、その基板の上面に対して所定角度傾斜する方向から非接触で検出するように位置させられた基板位置検出装置を含んで構成される。そのため、検出方向が基板上面と平行とされていないことから、ローラの反りやうねり等に起因して基板が上下に変位させられた場合にも、実質的に基板検出点が変位することによって基板が検出可能な範囲から外れ難いため、基板位置の検出漏れが抑制される。
【００１１】
しかも、基板の焼成装置には、一方向に並んで熱的に分割して設けられてそれぞれ均熱制御される複数の加熱区分と、基板をそれら複数の加熱区分の各々で所定時間保持するためにそれぞれに設けられた複数の停止位置に順次搬送する搬送装置とが備えられ、前記基板検出点は、それら複数の停止位置の各々に設けられる。そのため、基板は、トンネル状の焼成装置内において一方向に順次搬送される過程で複数の加熱区分の各々において順次均熱されるが、それら複数の加熱区分の各々においては、各々の停止位置に設けられた基板検出点において前記基板位置検出装置によって基板が検出されることにより、それら各々設定された停止位置に停止させられる。したがって、基板内の温度ばらつきを可及的に小さくするために複数の加熱区分毎に均熱されつつ基板が熱処理される場合において、可及的に高い均熱状態が得られるように設定される停止位置に基板が停止させられることから、基板内の温度ばらつきが一層抑制される。
【００１２】
上記により、例えば、膜形成素材を含む基板を熱処理する場合においても、基板内の温度のばらつきが可及的に小さくされるので、基板がガラス製である場合にあってその歪点以上の温度で熱処理される場合は、基板内の寸法の局部的変化すなわち形成パターンのゆがみが可及的に小さくされるので、次工程以降のパターンとの位置ずれが防止されて、精細なパターンや大型基板であっても製造歩留まりが飛躍的に高められる。また、基板の表面に厚膜誘電体層、隔壁状誘電体層、厚膜抵抗層、電極層、無機着色顔料層が設けられる場合にあっては、それら厚膜内のボンド成分として機能するガラスの溶融、軟化の程度が一様となって、また金属−金属酸化物系の溶融、焼結の程度が一様となって、それぞれ耐電圧品質、隔壁の高さおよび幅寸法、抵抗値、放電品質、光学的フィルター特性のばらつきなどが好適に小さくされ、大型基板であっても製造歩留まりが飛躍的に高められる。さらに、上記のように抵抗値のばらつきが小さくされる結果、工程の管理負荷や、トリミングなどの工程が削減され或いは負荷が軽減される。
【００１３】
因みに、近年では、上記のような膜形成素材を含む基板は、その表面にパターニング形成される導体、抵抗、誘電体などの多層化および細密化が図られるとともに、特に、前記表示デバイス用基板では表示面積の大型化に伴って比較的大きな寸法のものを製造することが必要となっている。そのため、表示デバイス用基板では大きな寸法に亘って細密にパターン形成することが要求されるとともに、前記電子デバイス用基板では、機能を発生させる膜に与えられるパターン空間が細密化することによって品質の確保のために膜の均一性が一層要求される。しかしながら、基板の焼成によってもたらされる品質への影響は、上記のように大型となる程大きくなり、それらのばらつきが製品設計上の制約となったり、製品の歩留まりを低下させる一因となっていた。
【００１４】
例えば、熱処理に伴って基板素材そのものの膨張或いは収縮による寸法変動がある場合は、機能を有する膜のパターニング後に行われる焼成毎のパターン間の位置合わせが困難となる。また、抵抗層においては抵抗値のばらつき、誘電体層においては耐電圧のばらつきや残存率の不均一による厚み寸法のばらつき、導体層においては導通抵抗およびワイヤボンディング性やスパッタリング性などのばらつきが大きくなる。これらパターン間の位置合わせの一致性および層品質の均一性は、精細なパターンとなる程或いは基板が大型となる程、維持することが困難となり、製品歩留まりが加速度的に低下するという不都合があった。したがって、例えば４０インチ以上の大型表示装置としてのプラズマディスプレイ用基板を例にとると、次のような歩留まり低下要因がある。すなわち、多数のセルを形成する多層構造の各層の寸法精度が確保できない、障壁の高さおよび幅の寸法のばらつきが生じる、抵抗付セルにおいては抵抗値のばらつきを生じる、誘電体層においては耐電圧にばらつきを生じる、全体的な寸法ばらつきはフロント板とリヤ板とを組み合わせて放電セルを形成するときにズレを生じる、などである。本発明者等の研究結果によれば、このような問題は厚膜に含まれる金属、無機材料の溶融或いは焼結状態、機能成分を固着させるために低下されるガラスボンド成分、或いは誘電体にあってはガラス成分そのものの軟化或いは溶融状態が基板内において局部的に相違することによって生じることから、熱処理の過程においては、基板内の温度分布が可及的に均一となることが望まれるのである。
【００１５】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記基板位置検出装置は、前記基板検出点を含み且つ前記基板の搬送方向に垂直な面内（ すなわち法線がその搬送方向に平行な面内 ）に設けられているものである。このようにすれば、搬送されている基板は、搬送方向に垂直な基板検出点を含む面内で検出されることから、ローラの反りやうねり等によって基板位置が上下に変位させられた場合にも、基板検出点は専らその搬送方向に垂直な面内でのみ変位させられる。したがって、搬送方向において予め設定された所定位置において確実に基板が検出されて、搬送間隔や間歇搬送される場合の停止位置の変化が一層抑制される。なお、ここで、「基板位置検出装置は、・・・・・面内に設けられている」とは、基板位置検出装置のうち、実際に基板検出のために機能する部分が上記面内に設けられていることを意味し、例えば、光電検出装置等によって光学的に基板位置を検出する場合においては、投光器の光軸がその面内に位置させられていることを意味する。
【００１６】
また、好適には、前記所定角度は、１ 乃至６ 度である。なお、上記所定角度は、例えば９０度とすることも可能である。ただし、この場合は、基板の上面に垂直な上下方向に基板位置検出装置が備えられるが、通常、上下位置にはヒータが備えられることから、ヒータとの干渉を避け得る焼成装置の側面、すなわち９０度よりも小さい角度とするほうが、基板位置検出装置を設けることが容易となるため好ましい。
【００１７】
また、好適には、前述のように複数の加熱区分が設けられる場合において、前記基板は、各加熱区分内における均熱中において前記一方向に沿って往復移動させられ、前記基板検出点は、各加熱区分内において搬送方向後方側に設けられる往復移動の停止位置にも設けられる。このようにすれば、基板内の温度ばらつきを一層抑制するために各加熱区分における均熱中に基板が往復移動させられる場合にも、予め設定された往復移動範囲でその基板が確実に往復移動させられる利点がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１、図２、図３は、本発明の基板の焼成装置の一実施例であって、基板１０を一方向へ順次搬送する過程で焼成を施す形式の連続型焼成装置１２の構成を示しており、図１は正面図、図２は炉体の幅方向中央を通り長手方向に沿った断面図、図３（ａ） 〜（ｅ） はそれぞれ図２におけるａ−ａ乃至ｅ−ｅ視断面をそれぞれ示す図である。図において、それぞれ独立に駆動される第１搬送装置１４、複数の第２搬送装置１６ａ、１６ｂ、〜１６ｆ（以下、特に区別しないときは単に第２搬送装置１６という）、第３搬送装置１８が直列に配置されており、基板１０は、それら第１搬送装置１４、第２搬送装置１６、第３搬送装置１８によって一方向に搬送されることにより、トンネル状の炉体２０ａ、２０ｂ（以下、特に区別しないときは単に炉体２０という）内を通過させられるようになっている。
【００２０】
上記トンネル状の炉体２０は、例えば内壁がβ−スポジュメン系結晶化ガラス等の耐熱ガラスから構成されたものである。炉体２０ａ内には、基板１０を最高処理温度まで加熱すると共にその過程で基板１０上に印刷形成された膜に含まれているバインダ（樹脂）を燃焼除去するための予熱ゾーン（予熱部）２２と、基板１０をその最高処理温度で所定時間保持するための加熱ゾーン（加熱部）２４と、基板１０を徐々に冷却するための徐冷ゾーン（徐冷部）２６とが設けられており、炉体２０ｂ内には、基板１０を常温付近まで冷却するための冷却ゾーン（冷却部）２８が設けられている。
【００２１】
前記第１搬送装置１４は、上記予熱ゾーン２２および加熱ゾーン２４に対応する位置に設けられている。この第１搬送装置１４は、炉体２０ａの下方に設けられて連続的に駆動される減速機付モータ３０の回転を、チェーン３２、および一軸線上に設けられた複数本のラインシャフト３４ａ、３４ｂ、〜３４ｅ（以下、特に区別しないときは単にラインシャフト３４という）を介して、炉体２０ａの長手方向に沿って一定の間隔で設けられた複数のマイタギア３６ａ、３６ｂ、〜３６ｆ（以下、特に区別しないときは単にマイタギア３６という）に伝達し、それら複数のマイタギア３６によってそれぞれ分担される駆動区分３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ（以下、特に区別しないときは単に駆動区分３８という）、駆動区分４０ａ、４０ｂ（以下、特に区別しないときは単に駆動区分４０という）毎に、図２に示されるように炉体２０ａを水平方向に貫通して設けられている複数本のローラ４２を回転させることにより、そのローラ４２上に乗せられた基板１０を例えば３００（ｍｍ／ｍｉｎ） 程度の第１の搬送速度で連続的に搬送するものである。
【００２２】
なお、駆動区分４０ｂに対応するマイタギア３６ｆは、ワンウェイカップリングを介してラインシャフト３４ｅに接続されていると共に、そのラインシャフト３４ｅと反対側位置において更にワンウェイカップリングを介して減速機付モータ４４が接続されている。モータ４４は、第２搬送装置１６に同期してラインシャフト３４よりも速い回転速度で間歇的に駆動されるものである。そのため、マイタギア３６ｆは、モータ４４の停止中にはラインシャフト３４ｅの回転が伝達されてマイタギア３６ｅと同様な速度で駆動されるが、モータ４４の駆動中はその回転のみが伝達されて、駆動区分４０ｂ内のローラ４２上の基板１０が前記の第１の搬送速度（例えば３００［ｍｍ／ｍｉｎ］ 程度）よりも速い例えば５０００（ｍｍ／ｍｉｎ）程度の第２の搬送速度で搬送される。
【００２３】
また、複数の第２搬送装置１６は、それぞれ独立して間歇的に駆動される減速機付モータ４６ａ、４６ｂ、〜４６ｆ（以下、特に区別しないときは単にモータ４６という）を備えたものであり、図２に示される各駆動区分４８毎に設けられた複数本のローラ４２を軸心回りに右回りおよび左回りに回転させるように構成されている。そのため、基板１０を図の右方向に搬送する際には、その搬送速度が例えば５０００（ｍｍ／ｍｉｎ）程度の第２の搬送速度となるように右回りに回転駆動されるが、後述のように各加熱室Ｒ内で基板１０を均熱する際には、１３００（ｍｍ／ｍｉｎ）程度の第３の搬送速度で基板１０が往復移動させられるように、右回りおよび左回りに交互に反転駆動される。
【００２４】
また、第３搬送装置１８は、図１から明らかなように、第１搬送装置１４においてマイタギア３６の個数を減じ、炉体２０の長手方向の前後が反転された構成とされている。すなわち、駆動区分４０ｂと同様な構成の駆動区分５０ａ、駆動区分３８ｂ等と同様な構成の駆動区分５０ｂ、および駆動区分３８ａと同様な構成の駆動区分５０ｃから構成されている。そのため、炉体２０ｂの下方に備えられた減速機付モータ５２の回転がチェーン５４、ラインシャフト３４ｇ、および３４ｆを介してマイタギア３６ｉ、３６ｈ、および３６ｇに伝達されることにより、それぞれの駆動区分５０に備えられているローラ４２が回転させられる。また、徐冷ゾーン２６に隣接する駆動区分５０ａでは、駆動区分４０ｂと同様に、減速機付モータ５６の回転がワンウェイカップリングを介して伝達されることにより、それに属するローラ４２が間歇的に他のローラ４２よりも速い速度すなわち第２搬送装置１６に同期した速度で駆動される。
【００２５】
図３に戻って、炉体２０を水平方向に貫通して設けられた前記複数本のローラ４２は、例えば円筒状のアルミナ製ローラである。炉体２０の側部外側には一対の軸受け５８、５８（図３（ａ） のみに図示）が設けられており、これにローラ４２と同軸的に設けられた回転軸６０がそれぞれ支持されている。ローラ４２は、それぞれこれら一対の回転軸６０、６０に両側から挟まれた状態で支持されており、駆動区分３８、４０、５０においては、図において省略されているマイタギア３６等、ラインシャフト３４等、および各駆動区分３８等毎にマイタギア３６等と複数本の回転軸６０との間にそれぞれ巻き掛けられたチェーン６１を介して、前記モータ３０の回転がそれら複数本の回転軸６０に伝達され回転させられると、その回転軸６０の回転に伴って回転させられる。すなわち、マイタギア３６等は、直接にはこの回転軸６０を駆動している。また、駆動区分４８においては、それぞれ備えられているモータ４６の回転がそのモータ４６と複数本の回転軸６０との間に巻き掛けられたチェーン６１を介して伝達されることにより、その回転軸６０の回転に伴ってローラ４２が回転させられる。なお、図３（ａ） は、図２におけるａ−ａ視断面に対応する図であるが、ａ２ −ａ２ 視断面も同様な断面形状である。前記基板１０は、炉体２０内においてこのローラ４２に支持されている。そのため、ローラ４２が回転させられるとその回転に伴って一方向に搬送されることとなる。このとき、第１搬送装置１４および第３搬送装置１８が設けられている予熱ゾーン２２、加熱ゾーン２４、冷却ゾーン２８においてはローラ４２が連続的に回転させられて基板１０が連続的に搬送される一方、第２搬送装置１６が設けられている徐冷ゾーン２６においてはローラ４２が間歇的に回転させられて基板１０が間歇的に搬送されることとなる。すなわち、本実施例においては、第２搬送装置１６が間歇搬送装置すなわち請求の範囲でいう「搬送装置」に相当する。
【００２６】
また、図１、図２、図３から明らかなように、前記の予熱ゾーン２２には、予熱ゾーン２２内の温度を検出するための複数の温度検出器ＴＣが、前記の駆動区分３８毎に長手方向中央の幅方向の３位置において上下に設けられると共に、炉体２０の上側および下側に複数のゾーンを形成し且つそのゾーン毎に独立して制御されるヒータＨが、それぞれの駆動区分３８毎に炉体２０の長手方向および幅方向にそれぞれ４ゾーンずつ設けられている。すなわち、図１乃至図３においては一部が省略されているが、図４（ａ） に駆動区分３８ａについて模式的に示すように、各駆動区分３８毎に基板１０の送り方向Ａおよびそれに直交する図示しないローラ４２の長手方向にそれぞれ４分割された合計１６組のヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、Ｈ１１１３、Ｈ１１１４、Ｈ１１２１、Ｈ１１２２、Ｈ１１２３、Ｈ１１２４、Ｈ１１３１、Ｈ１１３２、Ｈ１１３３、Ｈ１１３４、Ｈ１１４１、Ｈ１１４２、Ｈ１１４３、Ｈ１１４４（駆動区分３８ｂ、３８ｃ、３８ｄにはそれぞれＨ１２１１〜Ｈ１２４４、Ｈ１３１１〜Ｈ１３４４、Ｈ１４１１〜Ｈ１４４４が備えられる）が炉体２０の上下において各一対として配設され、ヒータＨ１１２１とＨ１１３１の間の位置、ヒータＨ１１２２、Ｈ１１２３、Ｈ１１３２、およびＨ１１３３の間の位置、ヒータＨ１１２４とＨ１１３４の間の位置にそれぞれ温度検出器ＴＣ１１１ 、ＴＣ１１２ 、ＴＣ１１３ （駆動区分３８ｂ、３８ｃ、３８ｄにはそれぞれＴＣ１２１ 〜ＴＣ１２３ 、ＴＣ１３１ 〜ＴＣ１３３ 、ＴＣ１４１ 〜ＴＣ１４３ ）が配設されている。図２に駆動区分３８ａの上側に一部について例示するように、各々の温度検出器ＴＣおよびヒータＨは制御装置６２に接続されており、温度検出器ＴＣで検出された温度信号に従ってヒータＨの出力が制御される。
【００２７】
また、予熱ゾーン２２には、炉体２０ａの入口側の駆動区分３８ａの入口上部に給気管６４が設けられると共に、続く駆動区分３８ｂ、３８ｃ、３８ｄの基板１０の搬送方向前方側に排気管６６が設けられている。これら給気管６４および排気管６６は、例えばローラ４２と同様なアルミナセラミックスから構成されて何れも炉体２０の幅方向に貫通するように設けられている。給気管６４は、その両端部において炉体２０側面に備えられている給気用配管６８に接続されており、図示しない空気供給源から導かれた空気を炉体２０内に供給する。また、排気管６６は、その両端部において炉体２０側面に備えられている排気用配管７０に接続されており、炉体２０内に供給された空気はその内部を流れる過程で複数の排気管６６から吸い込まれ、排出口７２から排出される。これら給気管６４および排気管６６は、それぞれ図５（ａ） 、（ｂ） に示されるように丸穴状のノズル７４或いは長穴状のノズル７６を複数箇所に備えたものである。
【００２８】
また、前記加熱ゾーン２４には、加熱ゾーン２４内の温度を検出するための複数の温度検出器ＴＣが、駆動区分４０毎に炉体２０の長手方向および幅方向のそれぞれ３位置において上下に設けられると共に、炉体２０の上側、下側および両側面上部に複数のゾーンを形成し且つそのゾーン毎に独立して制御されるヒータＨが、それぞれの駆動区分４０毎に炉体２０の長手方向に４ゾーン、幅方向に両側面上部の各１ゾーンを含む６ゾーンずつ設けられている。すなわち、図４（ｂ） に示されるように、各駆動区分４０毎に基板１０の送り方向Ａおよびそれに直交する図示しないローラ４２の長手方向にそれぞれ４分割された合計１６組のヒータＨ２１１１、Ｈ２１１２、Ｈ２１１３、Ｈ２１１４、Ｈ２１２１、Ｈ２１２２、Ｈ２１２３、Ｈ２１２４、Ｈ２１３１、Ｈ２１３２、Ｈ２１３３、Ｈ２１３４、Ｈ２１４１、Ｈ２１４２、Ｈ２１４３、Ｈ２１４４が炉体２０の上下において各一対として配設されると共に、炉体２０の幅方向両側の上部側面において送り方向Ａにそれぞれ４分割された（４組の）ヒータＨ２１１５、Ｈ２１２５、Ｈ２１３５、Ｈ２１４５、Ｈ２１１６、Ｈ２１２６、Ｈ２１３６、Ｈ２１４６（駆動区分４０ｂにはＨ２２１１〜Ｈ２２４６）が両側面で一対として配設されている。また、ヒータＨ２１１１内、Ｈ２１１２とＨ２１１３との間、Ｈ２１１４内、Ｈ２１２１とＨ２１３１との間、Ｈ２１２２、Ｈ２１２３、Ｈ２１３２、Ｈ２１３３の間、Ｈ２１２４とＨ２１３４との間、Ｈ２１４１内、Ｈ２１４２とＨ２１４３との間、Ｈ２１４４内の位置にそれぞれ９組の温度検出器ＴＣ２１１１、ＴＣ２１１２、ＴＣ２１１３、ＴＣ２１２１、ＴＣ２１２２、ＴＣ２１２３、ＴＣ２１３１、ＴＣ２１３２、ＴＣ２１３３（駆動区分４０ｂにはＴＣ２２１１〜ＴＣ２２３３）が上下に配設されている。
【００２９】
また、前記の徐冷ゾーン２６には、図２に駆動区分４８ａについて示されるように、炉体２０の長手方向に沿って等間隔で複数のシャッタ装置Ｓ１ 、Ｓ２ 、〜Ｓ７ （Ｓ１ 、Ｓ２ のみ図示。以下、特に区別しないときは単にシャッタ装置Ｓという）が設けられており、徐冷ゾーン２６が駆動区分４８ａ、４８ｂ、〜４８ｆにそれぞれ対応する複数例えば６つの第１加熱室Ｒ１ 、第２加熱室Ｒ２ 、〜第６加熱室Ｒ６ （以下、特に区別しないときは単に加熱室Ｒという）に分割されている。本実施例においては、第１加熱室Ｒ１ 乃至第６加熱室Ｒ６ が相互に熱的に区分された複数の加熱区分に相当する。なお、図に示されるように、シャッタ装置Ｓ１ は駆動区分４０ｂと４８ａとの間に、Ｓ２ は駆動区分４８ａと４８ｂとの間にそれぞれ設けられており、図示しない他のシャッタ装置は、Ｓ３ 乃至Ｓ６ が駆動区分４８ｂ乃至４８ｆ相互の間に、Ｓ７ が駆動区分４８ｆと５０ａとの間にそれぞれ設けられている。
【００３０】
上記のシャッタ装置Ｓは、図２に断面構造を、図３（ｄ） にシャッタ装置Ｓ２ を通る断面（図２におけるｄ−ｄ視断面）をそれぞれ示すように、例えば炉体２０の長手方向に垂直な面内において上側内壁面から下方に伸びる上側固定シャッタ７８と、下側内壁面から上方に伸びる下側固定シャッタ８０と、平板状を成してそれらに平行に設けられ、ローラ４２に平行な回動軸８２の軸心回りに回動させられる回動シャッタ８４とを備えたものである。回動軸８２の炉外に突き出した部分の近傍には、その回動軸８２を軸心回りに回動させるためのエアシリンダ８６が設けられている。このため、シャッタ装置Ｓは、エアシリンダ８６の作動に従ってその回動軸８２が回動させられることにより、上下の固定シャッタ７８、８０間に形成された開口部８８が回動シャッタ８４によって開放され或いは閉鎖され、加熱室Ｒ間を相互に連通させ或いは遮蔽させる。なお、上側固定シャッタ７８、下側固定シャッタ８０、回動シャッタ８４は何れも内壁と同様な材質の耐熱ガラス製板等から構成されている。
【００３１】
上側固定シャッタ７８および下側固定シャッタ８０は、それぞれ互いに平行に設けられた相互に高さの異なる一対の耐熱ガラス製板から構成されており、上記回動軸８２は、上側固定シャッタ７８の下端位置において一対の耐熱ガラス製板の間の位置に設けられ、回動シャッタ８４はその回動軸８２から伸びて設けられている。なお、上側固定シャッタ７８は、複数本のローラ４２によって形成される基板１０の搬送面（図６参照）から例えば８０（ｍｍ）程度の距離だけ離隔して位置させられており、一方、下側固定シャッタ８０は、搬送面から数（ｍｍ）乃至十数（ｍｍ）程度の距離だけ離隔して位置させられている。例えばＰＤＰ用のフロントプレートやリヤプレートにおいては、基板１０の厚さは、基板１０を載せて炉内を搬送するために通常用いられているセッタ１３８（図９参照）の厚さを含めても１０（ｍｍ）程度以下であって、上記の上側固定シャッタ７８と搬送面との距離に比較して十分に薄いことから、基板１０は、上側固定シャッタ７８および回動シャッタ８４に干渉することなく加熱室Ｒ間に設けられている開口部８８を通過させられる。また、ローラ４２相互の中心間隔ｇは、図に示されるように各加熱室Ｒ内およびそれらの境界部において、１５０（ｍｍ） 程度の一様な寸法に設定されている。
【００３２】
また、徐冷ゾーン２６の各駆動区分４８には、それぞれ前記制御装置６２に制御されて各加熱室Ｒの温度を検出するための複数の温度検出器ＴＣおよび各加熱室Ｒを加熱するための複数のヒータＨが、前記図４（ｂ） に示される前記加熱ゾーン２４と同様な配設パターン（駆動区分４８ａにはＴＣ３１１１〜ＴＣ３１３３およびＨ３１１１〜Ｈ３１４６、駆動区分４８ｂにはＴＣ３２１１〜ＴＣ３２３３およびＨ３２１１〜Ｈ３２４６、駆動区分４８ｃにはＴＣ３３１１〜ＴＣ３３３３およびＨ３３１１〜Ｈ３３４６、駆動区分４８ｄにはＴＣ３４１１〜ＴＣ３４３３およびＨ３４１１〜Ｈ３４４６、駆動区分４８ｅにはＴＣ３５１１〜ＴＣ３５３３およびＨ３５１１〜Ｈ３５４６、駆動区分４８ｆにはＴＣ３６１１〜ＴＣ３６３３およびＨ３６１１〜Ｈ３６４６）で設けられている。また、各加熱室Ｒ内には、基板１０の搬送方向後方側（上流側）に上部および下部から冷却用空気を供給するための給気管９０、９０が備えられると共に、その冷却用空気を搬送方向前方側（下流側）の上部から排出するための排気管９２とが設けられている。これら給気管９０および排気管９２は、それぞれ予熱ゾーン２２に設けられている給気管６４、排気管６６と同様なものであり、丸穴状のノズル７４或いは長穴状のノズル７６が設けられたアルミナセラミックス製のチューブから構成されている。また、給気管９０および排気管９２は、炉体２０の外部に設けられた給気用配管９４および排気用配管９６にそれぞれ接続されており、給気管９０に図示しない空気供給源から個々の加熱室Ｒの給気用配管９４毎に設けられた送気管９８ａ、９８ｂ、〜９８ｆ（送気管９８ａのみ図示。以下、特に区別しないときは単に送気管９８という）を介して冷却用空気が導かれると共に、排気管９２から吸い込まれた各加熱室Ｒ内の空気が排出口１００から排出される。個々の送気管９８には電磁弁１０２ａ、１０２ｂ、〜１０２ｆ（電磁弁１０２ａのみ図示。以下、特に区別しないときは単に電磁弁１０２という）が設けられており、制御装置６２によって加熱室Ｒ内への給気が開始および停止させられると共に給気量が調節される。なお、図においては、加熱室Ｒの上下にそれぞれ設けられた給気管９０、９０が共通の送気管９８に接続されているが、それぞれ電磁弁１０２を備えた別々の送気管９８に接続されて独立に制御されてもよい。
【００３３】
また、前記の冷却ゾーン２８には、冷却ゾーン２８内の温度を検出するための温度検出器ＴＣ４１、ＴＣ４２、Ｔ４３が、駆動区分５０毎に炉体２０長手方向中央の幅方向中央位置において上側に設けられると共に、炉体２０の上側および下側にその幅寸法に略等しい長さを有する複数の冷却ジャケットＣが、それぞれの駆動区分５０毎に炉体２０の長手方向に３列ずつ設けられている。冷却ジャケットＣは、その内部に図１に示される冷却水配管１０４から枝管１０６を介して供給される冷却水が流通させられるものである。上下に配されたそれぞれ３つの冷却ジャケットＣは相互に連結されており、それら３つの冷却ジャケットＣ内を順次流通させられた冷却水は、図１に示される反対側の側面に設けられた図示しない排水管から排出される。冷却ジャケットＣに供給される冷却水の流量は駆動区分５０毎に枝管１０６に設けられている電磁弁１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃによって調節される。この冷却ゾーン２８に設けられている温度検出器ＴＣおよび電磁弁１０８も前記の制御装置６２に接続されており、温度検出器ＴＣによって検出された温度信号に基づいて冷却ジャケットＣに流通される冷却水量が制御される。
【００３４】
また、図１乃至３には省略されているが、駆動区分４８ａ、４８ｂの境界近傍について図１における背面側を軸受け５８を省略した状態で図６に示すように、各駆動区分相互の境界近傍には、前記制御装置６２に接続された基板位置検出装置１１０が備えられている。この基板位置検出装置１１０は、図６におけるＶＩＩ −ＶＩＩ 視断面に対応する図７に示すように、炉体２０ａの幅方向両外側に対向して配置された一対の投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂから成る光電スイッチ（光電センサ）１１２（以下、投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂを特に区別しないときは単に光電スイッチ１１２という）を有するものである。この光電スイッチ１１２は、例えば赤外線を投受光することにより、図に一点鎖線で示される投光器１１２ａの光軸上における基板１０の有無を検出するものである。図６に示されるように、光電スイッチ１１２は駆動区分相互の境界から例えば１５０ （ｍｍ）程度の距離ｄだけ基板搬送方向後方側に隔てた位置において、複数本のローラ４２間の中央に位置させられている。したがって、光電スイッチ１１２とその両側に位置する２本のローラ４２、４２との間隔ｄ１ 、ｄ２ は同じ大きさとなっているが、ローラ４２相互の間隔ｇは焼成装置１２全体に亘って例えば１５０ （ｍｍ）程度とされていることから、本実施例においては、ｄ１ ＝ｄ２ ＝７５（ｍｍ）程度である。
【００３５】
上記の光電スイッチ１１２は、図７に示されるように、断面Ｌ字状の金具１１４によって軸受け５８に取り付けられているが、投光器１１２ａはローラ４２よりも上側に位置させられ、受光器１１２ｂはローラ４２よりも下側に位置させられている。これら一対の投光器１１２ａ、受光器１１２ｂは、投光面および受光面が互いに平行となるように対向して設けられており、その光軸は水平面に対して例えばθ＝４ °程度の傾き角度とされている。すなわち、光電スイッチ１１２はθ＝４ °程度の角度で基板１０の搬送面を光軸が貫くように設定されている。なお、前記の図６においては、軸受け５８等は省略されている。炉体２０ａの側壁には、光電スイッチ１１２の光軸が軸心と一致するように上記の傾き角度θだけ傾斜した一対の貫通穴１１６、１１６が設けられており、この貫通穴１１６を介して投光器１１２ａから射出された光が受光器１１２ｂで受光されるようになっている。これら一対の貫通穴１１６は、上側に位置する投光器１１２ａに対応する一方はローラ４２よりも上側に設けられているが、下側に位置する受光器１１２ｂに対応する他方はローラ４２よりも下側に設けられている。
【００３６】
上記の貫通穴１１６にはパイプ１１８が埋め込まれており、そのパイプ１１８の炉外側端部にはソケット１２０が取り付けられ、更に、そのソケット１２０にサイトホール１２２が取り付けられている。これらパイプ１１８およびソケット１２０は、例えば何れもステンレス鋼から成るものである。また、サイトホール１２２は、例えば、図８に示されるように軸心方向に貫通する段付き貫通穴１２４を備えたステンレス鋼等から成る略円筒状の本体部１２６と、その段付き貫通穴１２４が大径とされた薄肉部１２８側に嵌め込み固定された耐熱ガラス円板１３０とから成るものである。本体部１２６は、薄肉部１２８の内周面およびその薄肉部１２８を除く部分の外周面にそれぞれ雌ねじおよびテーパ雄ねじを備えており、上記耐熱ガラス円板１３０は、環状の一対のパッキン１３２、１３２に挟まれた状態で薄肉部１２８の雌ねじにねじ込まれた環状ねじ１３４によって固定されている。このように構成されたサイトホール１２２は、外周面の雄ねじが前記ソケット１２０の内周面に設けられた図示しない雌ねじと嵌め合わされることにより固定されており、このため、炉体２０ａに設けられた貫通穴１１６は耐熱ガラス円板１３０によって塞がれている。耐熱ガラス円板１３０は、炉体２０ａ内の熱から光電スイッチ１１２を保護する目的で設けられたものであり、光電スイッチ１１２の投受光はこの耐熱ガラス円板１３０を通して行われることとなる。
【００３７】
また、前述のように、光電スイッチ１１２はローラ４２、４２の間の位置に設けられているが、前記光軸は、図７におけるＩＸ−ＩＸ視断面に対応する図９に示されるように、ローラ４２の軸心に平行且つ複数本のローラ４２によって形成される基板１０の搬送面（図６に一点鎖線で図示）と垂直な平面内に位置させられている。このように構成された基板位置検出装置１１０によれば、基板１０が図に示される搬送方向に搬送される過程で光電スイッチ１１２の光軸上に差し掛かると、その基板１０の端部１３６によって受光器１１２ｂへの赤外線の入射が妨げられることから、基板１０が駆動区分４８等毎に予め定められた停止位置ＳＢ まで搬送されたことが検出される。このとき、実際に検出されるのは、基板１０の端部１３６のうち光軸との交点すなわち図７に示されるＰ点である。すなわち、本実施例においては、このＰ点が基板検出点に相当し、基板検出点Ｐは基板１０の上面に対して角度θ（＝４ °）だけ傾斜する方向から検出される。そのため、ローラ４２の反りやうねり等に起因して基板１０が上下に変位させられていたとしても、光軸と基板１０との交点が図の左右方向のどこかで生じることから、基板検出点Ｐが図における左右に変位するだけであるため、基板１０の検出ミス（検出漏れ）が抑制される。
【００３８】
しかも、上記構成から明らかなように、基板位置検出装置１１０は、炉体２０に設けた貫通穴１１６にサイトホール１２２を取り付けて炉体外から非接触で光学的に基板位置を検出するため、炉内雰囲気を乱し、或いは炉外への放熱量を増大させることなく、基板位置を検出し得ることとなる。なお、図において１３８は、基板１０に焼成装置１２によって熱処理を施すに際してその基板１０を載置して搬送するためのセッタである。したがって、上記基板位置検出装置１１０によって検出される端部１３６は、厳密にはセッタ１３８の端部である。焼成装置１２においては、基板１０はセッタ１３８上に載置された状態で熱処理が施されるが、それぞれの厚さが極めて小さいことから、図１乃至図７においては両者を一体的に描き、全体を基板１０として図示している。
【００３９】
なお、上記の基板位置検出装置１１０は、以上説明した駆動区分４８ａと駆動区分４８ｂとの間だけではなく、各駆動区分３８、４０、４８、および５０の各々に前記図２に符号ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ で示される位置に設けられている。すなわち、駆動区分３８ａ乃至４０ｂ、および駆動区分５０ａ乃至５０ｃでは、基板１０の搬送方向前部の基板検出位置ＳＡ に対応する位置に基板位置検出装置１１０がそれぞれ設けられている。また、駆動区分４８ａ乃至４８ｆでは、搬送方向前部の基板検出位置ＳＢ および搬送方向後部の基板検出位置ＳＣ に対応する位置に基板検出装置１１０が設けられている。したがって、前記図６等に示される基板検出装置１１０は、基板検出位置ＳＢ に対応する位置に設けられたものである。前述のように、駆動区分４８ａ乃至４８ｆすなわち加熱室Ｒ１ 乃至Ｒ６ では、基板１０が搬送方向の前後に往復移動させられるようになっていることから、その往復位置の前後に対応する位置すなわちＳＢ 、ＳＣ に基板位置検出装置１１０が設けられているのである。
【００４０】
なお、図２においては、基板検出位置ＳＡ がＳＢ およびＳＣ よりも隣接する駆動区分との境界から離隔した位置に設けられているが、基板検出位置ＳＡ は、原則として各駆動区分内における通過点に過ぎず、その位置で基板１０が定期的に停止させられるものではないため、任意の位置に設けることが可能であり、例えば、基板検出位置ＳＢ に対応する位置に設けられてもよい。また、駆動区分４８ａ乃至４８ｆでは相互に隣接する駆動区分の前部および後部にそれぞれ基板位置検出装置１１０が前記距離ｄの２倍程度の間隔（すなわち２ｄ＝３００ ［ｍｍ］程度の間隔）で設けられることとなることから、検出ミスを抑制するためには、投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂの図７における左右の配置を隣接する駆動区分相互に前部および後部で反対とし、或いは、ローラ４２との上下関係を前部および後部で相互に反対とすることが望ましい。
【００４１】
図１０は前記制御装置６２の構成を示す図である。予熱ゾーン２２、加熱ゾーン２４、徐冷ゾーン２６、および冷却ゾーン２８の駆動区分３８、４０、４８、５０（或いは加熱室Ｒ）毎に所定数ずつ設けられた炉体２０内の温度を検出するための温度検出器ＴＣ１１１ 、ＴＣ１１２ 、〜ＴＣ４３により検出された温度を示す各信号、および、各駆動区分毎に１或いは２箇所に設けられた基板位置検出装置１１０（一つのみ図示）により基板１０が検出されることにより発生させられる基板検出信号は、マルチプレクサ１４０によって所定の周期で時分割され、且つＡ／Ｄ変換器１４２においてデジタル信号に変換された後、演算制御回路１４４へ入力される。この演算制御回路１４４は、例えばマイクロコンピュータにより構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、出力インターフェース１４６を介して、モータ駆動回路ＭＤ１ へ第１搬送装置１４を連続駆動させるための信号を、モータ駆動回路ＭＤ２ へ第１搬送装置１４の駆動区分３８ｂを第２搬送装置１６の駆動速度に同期して駆動させるための信号をそれぞれ供給し、また、各ヒータ駆動回路Ｄ１１１１、Ｄ１１１２、〜Ｄ３６４６へ、ヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、〜Ｈ３６４６を駆動させるための信号を供給し、また、モータ駆動回路ＭＤ３１、ＭＤ３２、〜ＭＤ３６へ第２搬送装置１６ａ、１６ｂ、〜１６ｆを間歇駆動するための信号を供給し、また、シリンダ駆動回路ＣＤＳ１、ＣＤＳ２、〜ＣＤＳ７へ回動シャッタ８４を駆動するためのエアシリンダ８６ａ、８６ｂ、〜８６ｇを駆動させるための信号を供給し、また、モータ駆動回路ＭＤ４１へ第３搬送装置１８を連続駆動させるための信号を、モータ駆動回路ＭＤ４２へ第３搬送装置１８の駆動区分５０ａを第２搬送装置１６の駆動速度に同期して駆動させるための信号をそれぞれ供給し、更に、電磁弁駆動回路ＳＤ１ 、ＳＤ２ 、ＳＤ３ 、ＳＤａ１、ＳＤａ２、〜ＳＤａ６へ電磁弁１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０２ａ、１０２ｂ、〜１０２ｆを駆動させるための信号を供給する。
【００４２】
なお、上記の各ヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、〜Ｈ２２４６は、予熱ゾーン２２および加熱ゾーン２４内で炉体２０の温度が幅方向において均等且つ長手方向（基板１０の搬送方向）で所定の温度勾配が形成されるように、また、ヒータＨ３１１１、Ｈ３１ １２、〜Ｈ３６４６は、徐冷ゾーン２６の各加熱室Ｒ内の温度がそれぞれ予め設定された温度で均等となるように、それぞれ予め設定された各部位の目標温度比或いは相互の出力比に従って制御されるようになっている。例えば、炉体２０の幅方向中央に位置するヒータＨ１１１２、Ｈ１１１３、Ｈ１１２２、Ｈ１１２３、〜Ｈ３６４２に比較して、幅方向端部に位置するヒータＨ１１１１、Ｈ１１１４、Ｈ１１２１、Ｈ１１２４、〜Ｈ３６４４の出力が高められる。また、炉体２０の長手方向において低温側（予熱ゾーン２２および加熱ゾーン２４の駆動区分４０ａにおいては基板１０の搬送方向後方側、加熱ゾーン２４の駆動区分４０ｂおよび徐冷ゾーン２６においては搬送方向前方側）に位置するヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、Ｈ１１１３、Ｈ１１１４、Ｈ１２１１、Ｈ１２１２、Ｈ１２１３、Ｈ１２１４、〜Ｈ２１１６、およびＨ２２４１、Ｈ２２４２、Ｈ２２４３、Ｈ２２４４、Ｈ２２４５、Ｈ２２４６、Ｈ３１４１、Ｈ３１４２、Ｈ３１４３、Ｈ３１４４、Ｈ３１４５、Ｈ３１４６、〜Ｈ３６４６は、各ゾーン２２、１２８、１３０の高温側（上記と反対側位置）に位置するヒータＨ１１４１、Ｈ１１４２、Ｈ１１４３、Ｈ１１４４、Ｈ１２４１、Ｈ１２４２、Ｈ１２４３、Ｈ１２４４、〜Ｈ２１４６、およびＨ２２１１、Ｈ２２１２、Ｈ２２１３、Ｈ２２１４、Ｈ２２１５、Ｈ２２１６、Ｈ３１１１、Ｈ３１１２、Ｈ３１１３、Ｈ３１１４、Ｈ３１１５、Ｈ３１１６、〜Ｈ３６１６に比較して出力が高められる。
【００４３】
図１１および図１２は、連続型焼成装置１２を用いて膜形成素材を含む基板１０を焼成する場合において、各基板１０毎の位置および図１１において時刻ｔ０ に搬入された基板１０の昇降温カーブをそれぞれ示すタイミングチャートである。なお、図１１において一点鎖線は各駆動区分３８等の境界を示し、図に示されるように徐冷ゾーン２６においては各加熱室Ｒすなわち加熱区分の境界に等しい。すなわち、縦軸は炉体２０内の長手方向（基板１０の搬送方向）の位置を示している。また、右上がりに描かれた複数本の実曲線はそれぞれ各基板１０の動きに対応し、その傾きの大きさが搬送速度の速さを表す。以下、これらのタイミングチャートを参照して基板１０の焼成方法を説明する。
【００４４】
まず、時刻ｔ０ において、未焼成の基板１０が図１に示される搬入方向に従って予熱ゾーン２２の駆動区分３８側から搬入される。このとき、徐冷ゾーン２６に設けられたシャッタ装置Ｓは全て閉じられて、各加熱室Ｒが相互に分離されており、基板１０が搬送過程において図１２に示される温度カーブで昇降温させられるように、炉体２０の各ゾーン２２、２４、２６に設けられたヒータＨがフィードバック制御で駆動されて炉体２０内が加熱されると共に、冷却ゾーン２８に設けられた電磁弁１０８が駆動されて冷却ジャケットＣに冷却水が流されることにより、それぞれのゾーンの各部位が予め設定された目標温度に保持されている。また、モータ３０およびモータ５２が駆動されて第１搬送装置１４および第３搬送装置１８内のローラ４２が図２における右回り方向に回転させられている。このため、搬入された基板１０は、前記の第１の搬送速度で加熱ゾーン２４に向かって搬送される。
【００４５】
次いで、時刻ｔ０ から例えば３００ 秒程度経過した時刻ｔ１ においては、次の基板１０が予熱ゾーン２２に搬入され、更に３００ 秒程度経過した時刻ｔ２ においては、更に次の基板１０が予熱ゾーン２２に搬入される。すなわち、予熱ゾーン２２には、例えば３００ 秒程度毎に基板１０が順次搬入され、基板１０の前端部１３６の間隔は１５００（ｍｍ）程度となることから、基板１０の搬送方向の長さを１０００（ｍｍ）とすれば、相互の間隔が５００ （ｍｍ）程度で搬入されることとなる。このように順次搬入された基板１０は、回転駆動されているローラ４２に支持された状態で予熱ゾーン２２をその終端まで搬送される過程で、例えば１１００秒程度の時間で例えば５００（℃） 程度の最高焼成温度ＭＴまで昇温させられる。図１１、図１２のｔ３ 時点はこの状態を示す。
【００４６】
このとき、予熱ゾーン２２の駆動区分３８の各々に設けられた基板位置検出装置１１０により、順次搬入される基板１０が各基板検出位置ＳＡ において順次検出され、検出信号が制御装置６２に順次送られる。前記演算制御回路１４４は、この検出時間間隔が搬入間隔に保持されているか否かを判断し、例えば検出時間間隔が搬入間隔の４／５ 程度に短くなっている場合には、搬入を一時的に停止させて予熱ゾーン２２に搬入される基板１０の搬入時間間隔を調節し、或いは、第１搬送装置１４を一時的に停止させることにより、加熱ゾーン２４に続く徐冷ゾーン２６への基板１０の搬入時間間隔を調節する。すなわち、実質的に基板１０の搬送速度を調節する。因みに、焼成装置１２のように複数本のローラ４２によって基板１０を搬送する所謂ＲＨＫにおいては、ローラ４２と基板１０との滑りに起因する搬送速度ムラが生じ得る。そのため、基板１０の搬送時間間隔は必ずしも搬入時間間隔に保持されないことから、時として前後に続く基板１０が相互に接触して破損し得るという問題があるため、上記のように搬送時間間隔を炉体２０内において検出して調節することが必要となるのである。
【００４７】
続く加熱ゾーン２４においては、基板１０が最高焼成温度ＭＴに保持された状態で第１搬送装置１４によって予熱ゾーン２２から連続して搬送される。但し、加熱ゾーン２４内での搬送速度は、当初は予熱ゾーン２２と同様に第１の搬送速度とされるが、基板１０が駆動区分４０ｂに完全に入ると、モータ４４が駆動されることによって第２の搬送速度に高められる。このとき、加熱ゾーン２４と徐冷ゾーン２６との間に設けられているシャッタ装置Ｓ１ が開けられると共に、加熱室Ｒ１ 内のローラ４２を駆動する第２搬送装置１６ａが所定の第２の搬送速度（すなわち駆動区分４０ｂと同様な搬送速度）で駆動される。そのため、基板１０は加熱ゾーン２４から徐冷ゾーン２６の加熱室Ｒ１ すなわち第１の均熱温度ＫＴ１ に保持されている加熱室Ｒ１ 内に速やかに搬送され、往復移動範囲の前方側端となる基板検出位置ＳＢ において基板位置検出装置１１０によってその端部１３６が検出されることにより、加熱室Ｒ毎に定められた停止位置（すなわち基板検出位置ＳＢ ）に停止させられる。ｔ４ 時点はこの状態を示している。本実施例においては、最高焼成温度ＭＴに達してから加熱室Ｒ１ 内に搬入されるまでの加熱時間（所謂キープ時間）は例えば４００ 秒程度である。このようにして徐冷ゾーン２６に搬入された基板１０は、各加熱室Ｒ内で予め設定されている所定温度（すなわち第１乃至第６の均熱温度）ＫＴ１ 、ＫＴ２ 、〜ＫＴ６ で所定時間保持されて均熱され、続く加熱室Ｒに速やかに搬送される過程を繰り返しつつ、図１２に示される階段状の降温カーブに従って徐冷される。なお、第１の均熱温度ＫＴ１ は最高焼成温度ＭＴよりも数 （℃） 乃至十数 （℃） 程度の所定値ΔＫＴだけ低い温度であり、第２の均熱温度ＫＴ２ 、第３の均熱温度ＫＴ３ 、〜第６の均熱温度ＫＴ６ は、それぞれ更に所定値ΔＫＴずつ低くされた温度である。
【００４８】
このとき、基板１０が加熱室Ｒ１ 内に搬入されると、開けられていたシャッタ装置Ｓ１ が閉じられると共に、駆動区分４８ａの第２搬送装置１６ａのモータ４６ａが反転駆動されて、基板１０が搬送方向に沿って加熱室Ｒ１ 内で図２に破線で示される範囲（ＳＢ 〜ＳＣ ）で往復移動させられつつ均熱される。この往復移動時において、往復移動範囲の搬送方向前方側端では、加熱室Ｒ内への基板１０搬入時と同様に基板検出位置ＳＢ において基板端部１３６が検出されることによりモータ４６が逆転駆動に切り換えられるが、搬送方向後方側端では、図に基板検出位置ＳＣ において基板１０の上記端部１３６とは反対側の後方側端部が検出されることによりモータ４６が正転駆動に切り換えられる。このようにして、予め定められた例えば１８０ 秒程度の保持時間が経過すると、基板１０の往復移動が停止させられてシャッタ装置Ｓ２ が開けられ、基板１０が続く加熱室Ｒ２ 内に搬送される。図１１のｔ５ 時点はこの状態を示している。基板１０が加熱室Ｒ２ 内に完全に入るとシャッタ装置Ｓ２ が閉じられ、その加熱室Ｒ２ 内において加熱室Ｒ１ 内と同様に均熱処理が施される一方、空室となった加熱室Ｒ１ 内に必要に応じて給気管９０から冷却用空気が供給された後、同様にして続く基板１０が搬入されて均熱処理が施される。なお、基板１０の搬入出に要する時間すなわちシャッタ装置Ｓが開けられてから再び閉じられるまでの時間は例えば３０秒程度である。また、各加熱室Ｒ内における熱処理の１サイクル、すなわち順次基板１０を搬入するために搬送方向後方側のシャッタ装置Ｓが開けられる間隔は、予熱ゾーンへの基板１０の搬入間隔に等しい３００ 秒程度である。
【００４９】
なお、加熱ゾーン２４内においても基板検出装置１１０は予熱ゾーン２２と同様に基板１０の搬送時間間隔を維持するために機能させられるが、徐冷ゾーン２６内においては、上記のように各加熱室Ｒ内において、基板１０が均熱性の可及的に高い往復移動範囲に位置し、且つその範囲内で往復移動させられることが望まれるため、基板位置検出装置１１０は、専ら前記停止位置ＳＢ 、ＳＣ でそれぞれ停止させるために機能させられる。更に、徐冷ゾーン２６においては、上記のようにシャッタ装置Ｓによって加熱室Ｒが相互に遮蔽されることから、確実に停止位置ＳＢ で停止させられないとシャッタ装置Ｓと基板１０との干渉が生じることにもなるため、基板位置検出の必要性は一層高くなっているのである。因みに、図２の下部に搬送方向における温度分布を加熱室Ｒ１ について例示するように、搬送方向の前後においては隣接する加熱室Ｒ等の設定温度の影響を受けて所望の温度が得られないため、加熱室Ｒ内での均熱処理中において基板１０全体を所望の温度に保持するためには、グラフの水平部分に対応する位置に基板１０を位置させることが必要となる。基板検出位置ＳＢ 、ＳＣ は、このような範囲に設定されているのである。
【００５０】
また、因に、図１２に示される昇温カーブの例えば５００（℃） 程度以上の最高焼成温度ＭＴに続く所定の冷却期間における冷却条件は、膜形成素材を含む基板１０の熱処理の上で重要な要素である。たとえば、ＶＦＤ（蛍光表示管）やＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）、ＰＡＬＣ（プラズマ・アドレスド液晶表示装置）、ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）に用いるとき、基板１０がソーダライムガラスに代表される低歪点のガラス製である場合には、基板１０内の温度が不均一となって各部の冷却速度が相互に相違することに起因してその寸法の局所的変化を発生させることから、多層厚膜印刷の位置合わせを困難としたり、あるいはフロントプレートとリヤプレートとの厚膜印刷面を組合わせることにより多数のセルを形成するＰＤＰやＦＥＤに用いるときに両者のずれによってセルを構成できない部分を生じるので、たとえば４０インチというような大型となるほど製造歩留まりを加速度的に低下させる。図１３は、搬送方向前端側の冷却速度が搬送方向後端側の冷却速度よりも高い従来の焼成法における基板１０の寸法（実線）を焼成前の寸法（一点鎖線）に比較して示している。また、基板１０上に多数個の厚膜印刷抵抗体や厚膜ボンディングパッドなどが設けられる場合には、基板１０内の温度が不均一となって各部の冷却速度が相互に相違することに起因して、機能を有する厚膜層に結合材として含まれるガラス成分の溶融、軟化の程度によって、また、厚膜に含まれる金属、無機材料粒子の溶融、焼結の程度によって抵抗値やボンディング適性が左右されることから、印刷抵抗体の抵抗値やボンディング適性のばらつきによって基板１０が大型となるほど製造歩留まりを加速度的に低下させる。更に、厚膜印刷による誘電体層の積層によって基板１０に所定高さのリブ壁を形成する場合でも、基板１０内の温度が不均一となって各部の冷却速度が相互に相違することに起因して厚膜に含まれるガラス成分の溶融、軟化の程度によって焼成収縮率すなわち厚膜の膜厚や幅寸法が左右されることから、基板１０が大型となるほど製造歩留まりを加速度的に低下させる。
【００５１】
上記のようにして、加熱室Ｒ１ 、Ｒ２ 、〜Ｒ６ 内で順次保持されることにより徐冷ゾーンでの熱処理が終了すると、シャッタ装置Ｓ７ が開けられると共に、モータ４６ｆとモータ５６とが駆動されることにより、駆動区分４８ｆおよび１３３ａが同期して駆動され、基板１０が加熱室Ｒ６ から冷却ゾーン２８に搬出される。図１１および図１２のｔ１４時点はこの状態を示している。その後、第３搬送装置１８のモータ５６が停止させられて基板１０が冷却ゾーン２８内を第１の搬送速度で搬送されてその右端部から搬出され、その過程で図１２に示されるように昇温速度と略同様な降温速度で急速に冷却される。図１１のｔ１５時点はこの状態を示している。この冷却過程に要する時間は、例えば７００ 秒程度であり、基板１０が予熱ゾーン２２に搬入されてから冷却が終了するまでの時間（ｔ０ 〜ｔ１５）は、例えば３５００秒程度（１時間程度）である。なお、前述のように、基板１０は例えば３００ 秒程度の所定の時間間隔で予熱ゾーン２２に順次搬入されていることから、図１１から明らかなように、搬入時と等しい３００ 秒程度の所定時間間隔で順次冷却ゾーン２８から搬出されていくこととなる。この冷却ゾーン２８においても、前記予熱ゾーン２２等と同様に基板検出位置ＳＡ において基板位置が検出され、基板間隔が所期の値に保持されるように、第３搬送装置１８が制御される。
【００５２】
上述のように、本実施例によれば、焼成装置１２は、各駆動区分３８ａ、３８ｂ、〜５０ｃの基板１０の搬送方向の前部或いは前後において基板位置を検出するために設けられ、ローラ４２相互の間の位置に設定された所定の基板検出点Ｐを、その基板１０の上面に対して角度θ傾斜する方向から非接触で検出するように位置させられた基板位置検出装置１１０を含んで構成される。そのため、検出方向が基板１０上面と平行とされていないことから、ローラ４２の反りやうねり等に起因して基板１０が上下に変位させられた場合にも、基板検出点Ｐが変位することによって基板１０が検出可能な範囲から外れ難いため、基板位置の検出漏れが抑制される。
【００５３】
また、本実施例によれば、焼成装置１２には、一方向に並んで熱的に分割して設けられてそれぞれ均熱制御される複数の加熱室Ｒ１ 、Ｒ２ 、〜Ｒ６ と、基板１０をそれら複数の加熱室Ｒ毎に設けられた複数の停止位置に順次搬送する第２搬送装置１６とが備えられ、基板検出点Ｐすなわち基板検出位置ＳＢ は、それら複数の停止位置の各々に設けられる。そのため、基板１０は、熱処理の過程において一方向に順次搬送される過程で複数の加熱室Ｒの各々において順次均熱されるが、複数の加熱室Ｒの各々においては、各々の基板検出位置ＳＢ すなわち停止位置に設けられた基板検出点Ｐにおいて基板位置検出装置１１０によって基板１０が検出されることにより、それら各々設定された停止位置に停止させられる。したがって、本実施例のように基板１０内の温度ばらつきを可及的に小さくするために複数の加熱室Ｒ毎に均熱されつつ基板１０が熱処理（徐冷）される場合において、可及的に高い均熱状態が得られるように設定される停止位置に基板１０が停止させられることから、基板１０内の温度ばらつきが一層抑制される。
【００５４】
また、本実施例においては、基板位置検出装置１１０は、基板検出点Ｐを含み且つ基板１０の搬送方向に垂直な面内に投光器１１２ａの光軸が位置するように設けられているものである。このようにすれば、搬送されている基板１０は、搬送方向に垂直な基板検出点Ｐを含む面内で検出されることから、ローラ４２の反りやうねり等によって基板位置が上下に変位させられた場合にも、基板検出点Ｐは予め設定された基板検出位置ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ において、基板１０の搬送方向に垂直な面内でのみ変位させられる。したがって、搬送方向において予め設定された基板検出位置ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ において確実に基板１０が検出されて、搬送間隔や間歇搬送される場合の停止位置の不要な変化が一層抑制される。
【００５５】
また、本実施例においては、基板１０は、各加熱室Ｒ内における均熱中において搬送方向に沿って往復移動させられ、基板検出点Ｐすなわち基板検出位置ＳＣ は、各加熱室Ｒ内において搬送方向後方側に設けられる往復移動の停止位置にも設けられる。このようにすれば、基板１０内の温度ばらつきを一層抑制するために各加熱室Ｒにおける均熱中に基板１０が予め設定された往復移動範囲で確実に往復移動させられる。
【００５６】
また、連続型焼成装置１２は、冷却領域内において膜形成素材を含む複数の基板１０の搬送方向である一方向に沿って並ぶ複数の加熱室Ｒ毎に均熱制御する制御装置６２と、その長手方向と垂直且つ互いに平行な軸心回りに回転駆動される複数本のローラ４２によって複数の基板１０を支持して一方向に搬送する第２搬送装置１６とを含んで構成される。そのため、膜形成素材を含む基板１０は、熱処理の冷却過程において、第２搬送装置１６により一方向に沿って搬送される過程で複数の加熱室Ｒ１ 、Ｒ２ 、 〜Ｒ６ に順次位置させられ、それら複数の加熱室Ｒにおいて一方向に沿って図１２に示されるように段階的に低くなるように区分毎に設定された設定温度ＫＴ１ 、ＫＴ２ 、〜ＫＴ６ で所定時間（ｔ４ 〜ｔ５ ）均熱される。このように、一方向に搬送される過程で段階的に低くなるように区分毎に設定された設定温度ＫＴにそれぞれ維持された複数の加熱室Ｒにおいて順次均熱を繰り返しながら熱処理の冷却過程が行われることから、膜形成素材を含む基板１０内の温度のばらつきが可及的に小さくされる。
【００５７】
そのため、基板１０がガラス製である場合には、基板１０内の寸法の局部的変化やそれに起因する厚膜印刷等の位置ずれが防止されて、製造歩留まりが飛躍的に高められる。特に、基板１０がソーダライムガラスである場合には、その歪点以上の温度まで昇温させられることから、その効果が顕著となる。また、上記のように膜形成素材を含む基板１０内の温度のばらつきが可及的に小さくされることから、基板１０の表面に多数の厚膜抵抗体やリブ状壁が設けられる場合にあっては、それら厚膜印刷層内で結合剤として機能するガラスの溶解の程度が一様となって、それら厚膜抵抗体の抵抗値のばらつきやリブ状壁の高さのばらつきが好適に小さくされる。
【００５８】
また、本実施例においては、第２搬送装置１６は、複数の基板１０を複数の加熱室Ｒ毎に間歇的に搬送するものである。このようにすれば、熱処理の冷却過程において、基板１０が一方向に間歇的に搬送される過程で、複数の加熱室Ｒ内において順次熱処理が施されることから、膜形成素材を含む基板１０が連続的に搬送されることにより連続的なヒートカーブが形成される従来の焼成装置によって基板１０内の温度差を極めて小さくしようとする場合に比較して、全長が短縮されて連続型焼成装置１２が小型となる。
【００５９】
また、本実施例によれば、大型の電子デバイス用基板を製造するにあたり、基板１０として安価なソーダライムガラスを用いることが可能となることから、高歪点のガラス板を用いる場合に比較して、大幅に安価となると同時に、焼成時の厚膜層との熱膨張率差からくるガラスの割れが発生し難い利点がある。
【００６０】
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。
【００６１】
例えば、前述の実施例においては、基板位置検出装置１１０は、光電スイッチ１１２によって基板１０を検出するように構成されていたが、光電スイッチ１１２に代えて他の光学的検出装置や、超音波発生器等を用いても同様に非接触での基板位置検出は可能である。
【００６２】
また、実施例においては、光軸の傾斜角度がθ＝４ °程度とされていたが、この角度は適宜変更される。但し、ローラ４２の反りやうねり等に起因して基板１０が上下に変位した場合の検出ミスを可及的に少なくするためには、一対の投受光器１１２の一方が搬送面よりも５ 〜１００ （ｍｍ）程度上側に位置し、他方が搬送面よりも５ 〜１００ （ｍｍ）程度下側に位置する１ 〜６ °程度の角度範囲に設定されることが好ましい。
【００６３】
また、実施例においては、投光器１１２ａの光軸が基板１０の搬送面に垂直な平面内に位置するように光電スイッチ１１２が配置されていたが、光軸の方向はローラ４２と干渉しない範囲で適宜変更してもよい。すなわち、例えば、図９においてローラ４２の軸心方向と光軸とが適当な角度を成すように設けられてもよい。
【００６４】
また、実施例においては、基板１０によって受光が妨げられることによりその基板１０が検出されるように構成されていたが、例えば、一対の投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂを何れもローラ４２の上側或いは下側に配置し、基板１０によって反射された光を受光するようにしてもよい。この場合には、基板１０が上下に変位すると反射光の光軸が平行に変位することとなるが、一般に光電スイッチ１１２等は、このように光軸が平行に変位した場合にも一定範囲内であれば検出可能であるため、上記のようにしても差し支えないのである。
【００６５】
また、基板１０を往復移動させる加熱室Ｒ内においては、搬送方向後方側の停止位置すなわち基板検出位置ＳＣ にも基板位置検出装置１１０を設けることにより、確実に設定された往復移動範囲で基板１０が往復移動させられるように構成されていたが、この基板検出位置ＳＣ を設定することに代えて後方側への移動を時間で管理するようにしてもよい。往復移動範囲の搬送方向前方側端である基板検出位置ＳＢ からの移動開始時間を基準として時間で管理すれば、後方への送り過ぎは生じ得ないため、このようにしても特に問題は生じないのである。なお、加熱室Ｒ内での均熱処理中に基板１０が搬送方向に往復移動させない場合には、上記の基板検出位置ＳＣ の設定は当然不要である。
【００６６】
また、実施例においては、複数の加熱室Ｒが相互に回動シャッタ８４を備えたシャッタ装置Ｓによって遮蔽されるように構成されていたが、各加熱室Ｒにおける均熱範囲が基板１０の大きさに対して十分に大きく設定できる場合には、シャッタ装置Ｓは必ずしも備えられなくともよい。この場合には、基板位置を検出しなくともシャッタ装置Ｓと基板１０との干渉は生じないが、可及的に均熱性の高い範囲に基板１０を送り込むためには基板位置を検出することが望まれるため、実施例と同様に基板位置検出装置１１０を設ける効果は十分に得られる。
【００６７】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の連続型焼成装置の全体構成を説明する図である。
【図２】図１の実施例の炉体の長手方向に沿った断面を一部省略して示す図である。
【図３】（ａ） 〜（ｅ） は、図２におけるａ−ａ乃至ｅ−ｅ視断面にそれぞれ相当する図である。
【図４】図１の実施例の複数のヒータ配置を説明する図である。
【図５】（ａ） 、（ｂ） は図１の実施例の給気管および排気管をそれぞれ示す図である。
【図６】図１の焼成装置において基板位置検出装置の配置位置を説明する図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ −ＶＩＩ 視断面図を示す図である。
【図８】基板位置検出装置に備えられているサイトホールの構成を説明する図である。
【図９】図７におけるＩＸ−ＩＸ視断面図を示す図である。
【図１０】図１の実施例の制御回路を説明するブロック線図である。
【図１１】図１の実施例の基板の搬送位置を示すタイムチャートである。
【図１２】図１の実施例の各ゾーンの設定温度すなわち基板の焼成温度曲線を示す図である。
【図１３】従来の焼成装置における基板の局所的な寸法変形を説明する図である。
【符号の説明】
１０：基板
１２：連続型焼成装置
１６：第２搬送装置（搬送装置）
Ｒ１ 、Ｒ２ 、〜Ｒ６ ：複数の加熱室（加熱区分）
Ｓ：シャッタ装置
Ｐ：基板検出点
ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ ：基板検出位置（停止位置）
４２：ローラ
６２：制御装置（温度制御装置）
１１０：基板位置検出装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラで順次搬送する過程で基板に熱処理を施すための焼成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の被焼成物を支持して一方向に順次搬送する過程で、それら複数の被焼成物に熱処理を施す形式のトンネル状の焼成装置の一つとして、互いに平行に配置されてそれぞれ軸心回りに回転駆動される複数本のローラによって複数の被焼成物を支持して順次搬送する所謂ローラハースキルン（以下、ＲＨＫという）が知られている。このようなＲＨＫにおいては、メッシュベルトで搬送する場合のような炉体内部における摺動がなくそれに伴う塵埃が発生し得ないため、被焼成物の汚染が生じ難いという利点がある。特に、ローラがセラミックスから構成される場合には、炉体内において被焼成物が金属と接触させられないことから、一層汚染が抑制される。そのため、以下のような高いクリーン度の下で焼成することが望まれる被焼成物の焼成炉として好適に用いられている。
【０００３】
例えば、ソーダライムガラスに代表されるガラス製基板やアルミナに代表されるセラミックス基板の上に、金属或いは無機材料をガラスボンド成分の溶融や、材料自体の軟化、溶融、或いは焼結により、所定の機能を生じる膜が固着されたりするような、膜形成素材を含む基板が知られている。蛍光表示管の陽極基板、プラズマディスプレイパネル用基板、プラズマアドレス液晶表示装置のプラズマスイッチング基板、フィールドエミッション表示装置用基板などの表示デバイス用基板、厚膜配線基板、或いはサーマルプリンターヘッドやイメージセンサ等の電子デバイス用基板がそれである。このような電子デバイス用基板には、一般に、基板自体のアニールのためやガラス素材を結合剤として応用した機能材料の膜形成のために、５００ 乃至６５０（℃） 程度の熱処理が施され、セラミック基板においてはガラス素材を結合剤として応用した機能材料の膜形成、或いは金属材料自体の界面の溶融を応用した機能材料の膜形成のために例えば５００ 乃至９００（℃） 程度の熱処理が施される。このような膜形成素材を含む基板において、所望の機能を得るためには高い品質の膜が形成されることが望まれることから製造過程における汚染が大きな問題となるため、焼成炉にも高いクリーン度が要求されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のＲＨＫでは、ローラの回転が基板との間の摩擦力によって伝達されることに基づいてその基板が搬送される。そのため、ローラと基板との滑りに起因する搬送ムラが生じて、順次搬送される基板が相互に干渉して損傷し得るという問題がある。すなわち、ローラは必ずしも軸心が回転軸心と一致した状態で支持されていないことから、複数本のローラの各々毎に回転角度位置に応じた周速度の変動が生じ得る。特に、ローラがセラミックスから構成される場合には、ステンレス鋼等から成る金属製ローラに比較して反りやうねり等が大きいことから、このような周速度の変動は一層生じ易くなる。また、基板の搬送面として機能するローラの上面は、反りやうねり等の存在によって必ずしも一平面上に位置させられていないことから、他のローラによって形成される搬送面よりも上側に位置するローラは搬送抵抗を生じさせ、下側に位置するローラは基板に回転力を伝達し得ないことから駆動力の低下をもたらす。したがって、これらの要因により、ローラと基板との滑りが生じ得るのである。
【０００５】
そこで、一般に、ＲＨＫにおいては、搬送方向における基板位置を一乃至数箇所で非接触で検出する基板位置検出装置が備えられ、その検出結果に基づいてローラの回転速度を搬送方向の複数の区分毎に制御することが行われている。この基板位置検出装置は、例えば、ＲＨＫの左右の側壁に光電検出装置（光電スイッチ）を構成する一対の投受光器が設けられ、基板の搬送方向前側端部を検出するように構成されている。ＲＨＫは、前述のように高いクリーン度が要求されることから用いられているため、基板位置検出装置を設けることによるクリーン度の低下等が生じないように、非接触で光学的に基板を検出し得る光電検出装置が好適に用いられるのである。なお、基板がそれよりも大きい面積のセッタ上に載置された状態で搬送される場合には、基板位置検出装置によってそのセッタの端部が検出される。
【０００６】
しかしながら、上記従来の基板位置検出装置は、光電検出装置の投光器の光軸がローラの軸心方向と平行となるように、すなわち基板表面と平行となるように設けられて、光電検出装置の投光器から射出された光が、基板或いはセッタの搬送方向に沿った側部端面によって遮られることにより基板位置が検出されるように構成されていた。そのため、前述のような用途に用いられる基板や、その基板が載置されるセッタの厚さは、それらの合計寸法でも数（ｍｍ）乃至十数（ｍｍ）程度と薄いものである一方、前述のようにローラの上面が反りやうねり等によって必ずしも一平面上に位置させられていないことから、検出位置において基板が光軸から外れた上側或いは下側に位置させられると、検出漏れが生じ得るという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、基板位置の検出漏れが生じ難いＲＨＫを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、互いに平行に配置されてそれぞれ軸心回りに回転駆動される複数本のローラによって膜形成素材を含む複数の基板を支持して一方向に順次搬送する過程でそれら複数の基板に均一に熱処理を施す形式のトンネル状の焼成装置であって、(ａ)前記複数の基板の各々に順次均熱処理を施すために前記一方向に並んで熱的に分割して設けられ且つそれぞれ均熱制御される複数の加熱区分と、(ｂ)前記基板を前記加熱区分の各々で所定時間保持してその基板を均熱するためにそれら加熱区分毎に設けられた停止位置に順次搬送する搬送装置と、(ｃ)前記加熱区分毎に設けられた停止位置の各々に前記基板の位置を検出するために設けられ、前記ローラ相互の間の位置に設定された所定の基板検出点を、その基板の上面に対して所定角度傾斜する方向から非接触で検出するように位置させられた基板位置検出装置を、含むことにある。
【０００９】
【発明の効果】
このようにすれば、トンネル状の焼成装置は、基板の搬送方向の一部においてその基板位置を検出するために設けられ、ローラ相互の間の位置に設定された所定の基板検出点を、その基板の上面に対して所定角度傾斜する方向から非接触で検出するように位置させられた基板位置検出装置を含んで構成される。そのため、検出方向が基板上面と平行とされていないことから、ローラの反りやうねり等に起因して基板が上下に変位させられた場合にも、実質的に基板検出点が変位することによって基板が検出可能な範囲から外れ難いため、基板位置の検出漏れが抑制される。
【００１１】
しかも、基板の焼成装置には、一方向に並んで熱的に分割して設けられてそれぞれ均熱制御される複数の加熱区分と、基板をそれら複数の加熱区分の各々で所定時間保持するためにそれぞれに設けられた複数の停止位置に順次搬送する搬送装置とが備えられ、前記基板検出点は、それら複数の停止位置の各々に設けられる。そのため、基板は、トンネル状の焼成装置内において一方向に順次搬送される過程で複数の加熱区分の各々において順次均熱されるが、それら複数の加熱区分の各々においては、各々の停止位置に設けられた基板検出点において前記基板位置検出装置によって基板が検出されることにより、それら各々設定された停止位置に停止させられる。したがって、基板内の温度ばらつきを可及的に小さくするために複数の加熱区分毎に均熱されつつ基板が熱処理される場合において、可及的に高い均熱状態が得られるように設定される停止位置に基板が停止させられることから、基板内の温度ばらつきが一層抑制される。
【００１２】
上記により、例えば、膜形成素材を含む基板を熱処理する場合においても、基板内の温度のばらつきが可及的に小さくされるので、基板がガラス製である場合にあってその歪点以上の温度で熱処理される場合は、基板内の寸法の局部的変化すなわち形成パターンのゆがみが可及的に小さくされるので、次工程以降のパターンとの位置ずれが防止されて、精細なパターンや大型基板であっても製造歩留まりが飛躍的に高められる。また、基板の表面に厚膜誘電体層、隔壁状誘電体層、厚膜抵抗層、電極層、無機着色顔料層が設けられる場合にあっては、それら厚膜内のボンド成分として機能するガラスの溶融、軟化の程度が一様となって、また金属−金属酸化物系の溶融、焼結の程度が一様となって、それぞれ耐電圧品質、隔壁の高さおよび幅寸法、抵抗値、放電品質、光学的フィルター特性のばらつきなどが好適に小さくされ、大型基板であっても製造歩留まりが飛躍的に高められる。さらに、上記のように抵抗値のばらつきが小さくされる結果、工程の管理負荷や、トリミングなどの工程が削減され或いは負荷が軽減される。
【００１３】
因みに、近年では、上記のような膜形成素材を含む基板は、その表面にパターニング形成される導体、抵抗、誘電体などの多層化および細密化が図られるとともに、特に、前記表示デバイス用基板では表示面積の大型化に伴って比較的大きな寸法のものを製造することが必要となっている。そのため、表示デバイス用基板では大きな寸法に亘って細密にパターン形成することが要求されるとともに、前記電子デバイス用基板では、機能を発生させる膜に与えられるパターン空間が細密化することによって品質の確保のために膜の均一性が一層要求される。しかしながら、基板の焼成によってもたらされる品質への影響は、上記のように大型となる程大きくなり、それらのばらつきが製品設計上の制約となったり、製品の歩留まりを低下させる一因となっていた。
【００１４】
例えば、熱処理に伴って基板素材そのものの膨張或いは収縮による寸法変動がある場合は、機能を有する膜のパターニング後に行われる焼成毎のパターン間の位置合わせが困難となる。また、抵抗層においては抵抗値のばらつき、誘電体層においては耐電圧のばらつきや残存率の不均一による厚み寸法のばらつき、導体層においては導通抵抗およびワイヤボンディング性やスパッタリング性などのばらつきが大きくなる。これらパターン間の位置合わせの一致性および層品質の均一性は、精細なパターンとなる程或いは基板が大型となる程、維持することが困難となり、製品歩留まりが加速度的に低下するという不都合があった。したがって、例えば４０インチ以上の大型表示装置としてのプラズマディスプレイ用基板を例にとると、次のような歩留まり低下要因がある。すなわち、多数のセルを形成する多層構造の各層の寸法精度が確保できない、障壁の高さおよび幅の寸法のばらつきが生じる、抵抗付セルにおいては抵抗値のばらつきを生じる、誘電体層においては耐電圧にばらつきを生じる、全体的な寸法ばらつきはフロント板とリヤ板とを組み合わせて放電セルを形成するときにズレを生じる、などである。本発明者等の研究結果によれば、このような問題は厚膜に含まれる金属、無機材料の溶融或いは焼結状態、機能成分を固着させるために低下されるガラスボンド成分、或いは誘電体にあってはガラス成分そのものの軟化或いは溶融状態が基板内において局部的に相違することによって生じることから、熱処理の過程においては、基板内の温度分布が可及的に均一となることが望まれるのである。
【００１５】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記基板位置検出装置は、前記基板検出点を含み且つ前記基板の搬送方向に垂直な面内（ すなわち法線がその搬送方向に平行な面内 ）に設けられているものである。このようにすれば、搬送されている基板は、搬送方向に垂直な基板検出点を含む面内で検出されることから、ローラの反りやうねり等によって基板位置が上下に変位させられた場合にも、基板検出点は専らその搬送方向に垂直な面内でのみ変位させられる。したがって、搬送方向において予め設定された所定位置において確実に基板が検出されて、搬送間隔や間歇搬送される場合の停止位置の変化が一層抑制される。なお、ここで、「基板位置検出装置は、・・・・・面内に設けられている」とは、基板位置検出装置のうち、実際に基板検出のために機能する部分が上記面内に設けられていることを意味し、例えば、光電検出装置等によって光学的に基板位置を検出する場合においては、投光器の光軸がその面内に位置させられていることを意味する。
【００１６】
また、好適には、前記所定角度は、１ 乃至６ 度である。なお、上記所定角度は、例えば９０度とすることも可能である。ただし、この場合は、基板の上面に垂直な上下方向に基板位置検出装置が備えられるが、通常、上下位置にはヒータが備えられることから、ヒータとの干渉を避け得る焼成装置の側面、すなわち９０度よりも小さい角度とするほうが、基板位置検出装置を設けることが容易となるため好ましい。
【００１７】
また、好適には、前述のように複数の加熱区分が設けられる場合において、前記基板は、各加熱区分内における均熱中において前記一方向に沿って往復移動させられ、前記基板検出点は、各加熱区分内において搬送方向後方側に設けられる往復移動の停止位置にも設けられる。このようにすれば、基板内の温度ばらつきを一層抑制するために各加熱区分における均熱中に基板が往復移動させられる場合にも、予め設定された往復移動範囲でその基板が確実に往復移動させられる利点がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１、図２、図３は、本発明の基板の焼成装置の一実施例であって、基板１０を一方向へ順次搬送する過程で焼成を施す形式の連続型焼成装置１２の構成を示しており、図１は正面図、図２は炉体の幅方向中央を通り長手方向に沿った断面図、図３（ａ） 〜（ｅ） はそれぞれ図２におけるａ−ａ乃至ｅ−ｅ視断面をそれぞれ示す図である。図において、それぞれ独立に駆動される第１搬送装置１４、複数の第２搬送装置１６ａ、１６ｂ、〜１６ｆ（以下、特に区別しないときは単に第２搬送装置１６という）、第３搬送装置１８が直列に配置されており、基板１０は、それら第１搬送装置１４、第２搬送装置１６、第３搬送装置１８によって一方向に搬送されることにより、トンネル状の炉体２０ａ、２０ｂ（以下、特に区別しないときは単に炉体２０という）内を通過させられるようになっている。
【００２０】
上記トンネル状の炉体２０は、例えば内壁がβ−スポジュメン系結晶化ガラス等の耐熱ガラスから構成されたものである。炉体２０ａ内には、基板１０を最高処理温度まで加熱すると共にその過程で基板１０上に印刷形成された膜に含まれているバインダ（樹脂）を燃焼除去するための予熱ゾーン（予熱部）２２と、基板１０をその最高処理温度で所定時間保持するための加熱ゾーン（加熱部）２４と、基板１０を徐々に冷却するための徐冷ゾーン（徐冷部）２６とが設けられており、炉体２０ｂ内には、基板１０を常温付近まで冷却するための冷却ゾーン（冷却部）２８が設けられている。
【００２１】
前記第１搬送装置１４は、上記予熱ゾーン２２および加熱ゾーン２４に対応する位置に設けられている。この第１搬送装置１４は、炉体２０ａの下方に設けられて連続的に駆動される減速機付モータ３０の回転を、チェーン３２、および一軸線上に設けられた複数本のラインシャフト３４ａ、３４ｂ、〜３４ｅ（以下、特に区別しないときは単にラインシャフト３４という）を介して、炉体２０ａの長手方向に沿って一定の間隔で設けられた複数のマイタギア３６ａ、３６ｂ、〜３６ｆ（以下、特に区別しないときは単にマイタギア３６という）に伝達し、それら複数のマイタギア３６によってそれぞれ分担される駆動区分３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ（以下、特に区別しないときは単に駆動区分３８という）、駆動区分４０ａ、４０ｂ（以下、特に区別しないときは単に駆動区分４０という）毎に、図２に示されるように炉体２０ａを水平方向に貫通して設けられている複数本のローラ４２を回転させることにより、そのローラ４２上に乗せられた基板１０を例えば３００（ｍｍ／ｍｉｎ） 程度の第１の搬送速度で連続的に搬送するものである。
【００２２】
なお、駆動区分４０ｂに対応するマイタギア３６ｆは、ワンウェイカップリングを介してラインシャフト３４ｅに接続されていると共に、そのラインシャフト３４ｅと反対側位置において更にワンウェイカップリングを介して減速機付モータ４４が接続されている。モータ４４は、第２搬送装置１６に同期してラインシャフト３４よりも速い回転速度で間歇的に駆動されるものである。そのため、マイタギア３６ｆは、モータ４４の停止中にはラインシャフト３４ｅの回転が伝達されてマイタギア３６ｅと同様な速度で駆動されるが、モータ４４の駆動中はその回転のみが伝達されて、駆動区分４０ｂ内のローラ４２上の基板１０が前記の第１の搬送速度（例えば３００［ｍｍ／ｍｉｎ］ 程度）よりも速い例えば５０００（ｍｍ／ｍｉｎ）程度の第２の搬送速度で搬送される。
【００２３】
また、複数の第２搬送装置１６は、それぞれ独立して間歇的に駆動される減速機付モータ４６ａ、４６ｂ、〜４６ｆ（以下、特に区別しないときは単にモータ４６という）を備えたものであり、図２に示される各駆動区分４８毎に設けられた複数本のローラ４２を軸心回りに右回りおよび左回りに回転させるように構成されている。そのため、基板１０を図の右方向に搬送する際には、その搬送速度が例えば５０００（ｍｍ／ｍｉｎ）程度の第２の搬送速度となるように右回りに回転駆動されるが、後述のように各加熱室Ｒ内で基板１０を均熱する際には、１３００（ｍｍ／ｍｉｎ）程度の第３の搬送速度で基板１０が往復移動させられるように、右回りおよび左回りに交互に反転駆動される。
【００２４】
また、第３搬送装置１８は、図１から明らかなように、第１搬送装置１４においてマイタギア３６の個数を減じ、炉体２０の長手方向の前後が反転された構成とされている。すなわち、駆動区分４０ｂと同様な構成の駆動区分５０ａ、駆動区分３８ｂ等と同様な構成の駆動区分５０ｂ、および駆動区分３８ａと同様な構成の駆動区分５０ｃから構成されている。そのため、炉体２０ｂの下方に備えられた減速機付モータ５２の回転がチェーン５４、ラインシャフト３４ｇ、および３４ｆを介してマイタギア３６ｉ、３６ｈ、および３６ｇに伝達されることにより、それぞれの駆動区分５０に備えられているローラ４２が回転させられる。また、徐冷ゾーン２６に隣接する駆動区分５０ａでは、駆動区分４０ｂと同様に、減速機付モータ５６の回転がワンウェイカップリングを介して伝達されることにより、それに属するローラ４２が間歇的に他のローラ４２よりも速い速度すなわち第２搬送装置１６に同期した速度で駆動される。
【００２５】
図３に戻って、炉体２０を水平方向に貫通して設けられた前記複数本のローラ４２は、例えば円筒状のアルミナ製ローラである。炉体２０の側部外側には一対の軸受け５８、５８（図３（ａ） のみに図示）が設けられており、これにローラ４２と同軸的に設けられた回転軸６０がそれぞれ支持されている。ローラ４２は、それぞれこれら一対の回転軸６０、６０に両側から挟まれた状態で支持されており、駆動区分３８、４０、５０においては、図において省略されているマイタギア３６等、ラインシャフト３４等、および各駆動区分３８等毎にマイタギア３６等と複数本の回転軸６０との間にそれぞれ巻き掛けられたチェーン６１を介して、前記モータ３０の回転がそれら複数本の回転軸６０に伝達され回転させられると、その回転軸６０の回転に伴って回転させられる。すなわち、マイタギア３６等は、直接にはこの回転軸６０を駆動している。また、駆動区分４８においては、それぞれ備えられているモータ４６の回転がそのモータ４６と複数本の回転軸６０との間に巻き掛けられたチェーン６１を介して伝達されることにより、その回転軸６０の回転に伴ってローラ４２が回転させられる。なお、図３（ａ） は、図２におけるａ−ａ視断面に対応する図であるが、ａ２ −ａ２ 視断面も同様な断面形状である。前記基板１０は、炉体２０内においてこのローラ４２に支持されている。そのため、ローラ４２が回転させられるとその回転に伴って一方向に搬送されることとなる。このとき、第１搬送装置１４および第３搬送装置１８が設けられている予熱ゾーン２２、加熱ゾーン２４、冷却ゾーン２８においてはローラ４２が連続的に回転させられて基板１０が連続的に搬送される一方、第２搬送装置１６が設けられている徐冷ゾーン２６においてはローラ４２が間歇的に回転させられて基板１０が間歇的に搬送されることとなる。すなわち、本実施例においては、第２搬送装置１６が間歇搬送装置すなわち請求の範囲でいう「搬送装置」に相当する。
【００２６】
また、図１、図２、図３から明らかなように、前記の予熱ゾーン２２には、予熱ゾーン２２内の温度を検出するための複数の温度検出器ＴＣが、前記の駆動区分３８毎に長手方向中央の幅方向の３位置において上下に設けられると共に、炉体２０の上側および下側に複数のゾーンを形成し且つそのゾーン毎に独立して制御されるヒータＨが、それぞれの駆動区分３８毎に炉体２０の長手方向および幅方向にそれぞれ４ゾーンずつ設けられている。すなわち、図１乃至図３においては一部が省略されているが、図４（ａ） に駆動区分３８ａについて模式的に示すように、各駆動区分３８毎に基板１０の送り方向Ａおよびそれに直交する図示しないローラ４２の長手方向にそれぞれ４分割された合計１６組のヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、Ｈ１１１３、Ｈ１１１４、Ｈ１１２１、Ｈ１１２２、Ｈ１１２３、Ｈ１１２４、Ｈ１１３１、Ｈ１１３２、Ｈ１１３３、Ｈ１１３４、Ｈ１１４１、Ｈ１１４２、Ｈ１１４３、Ｈ１１４４（駆動区分３８ｂ、３８ｃ、３８ｄにはそれぞれＨ１２１１〜Ｈ１２４４、Ｈ１３１１〜Ｈ１３４４、Ｈ１４１１〜Ｈ１４４４が備えられる）が炉体２０の上下において各一対として配設され、ヒータＨ１１２１とＨ１１３１の間の位置、ヒータＨ１１２２、Ｈ１１２３、Ｈ１１３２、およびＨ１１３３の間の位置、ヒータＨ１１２４とＨ１１３４の間の位置にそれぞれ温度検出器ＴＣ１１１ 、ＴＣ１１２ 、ＴＣ１１３ （駆動区分３８ｂ、３８ｃ、３８ｄにはそれぞれＴＣ１２１ 〜ＴＣ１２３ 、ＴＣ１３１ 〜ＴＣ１３３ 、ＴＣ１４１ 〜ＴＣ１４３ ）が配設されている。図２に駆動区分３８ａの上側に一部について例示するように、各々の温度検出器ＴＣおよびヒータＨは制御装置６２に接続されており、温度検出器ＴＣで検出された温度信号に従ってヒータＨの出力が制御される。
【００２７】
また、予熱ゾーン２２には、炉体２０ａの入口側の駆動区分３８ａの入口上部に給気管６４が設けられると共に、続く駆動区分３８ｂ、３８ｃ、３８ｄの基板１０の搬送方向前方側に排気管６６が設けられている。これら給気管６４および排気管６６は、例えばローラ４２と同様なアルミナセラミックスから構成されて何れも炉体２０の幅方向に貫通するように設けられている。給気管６４は、その両端部において炉体２０側面に備えられている給気用配管６８に接続されており、図示しない空気供給源から導かれた空気を炉体２０内に供給する。また、排気管６６は、その両端部において炉体２０側面に備えられている排気用配管７０に接続されており、炉体２０内に供給された空気はその内部を流れる過程で複数の排気管６６から吸い込まれ、排出口７２から排出される。これら給気管６４および排気管６６は、それぞれ図５（ａ） 、（ｂ） に示されるように丸穴状のノズル７４或いは長穴状のノズル７６を複数箇所に備えたものである。
【００２８】
また、前記加熱ゾーン２４には、加熱ゾーン２４内の温度を検出するための複数の温度検出器ＴＣが、駆動区分４０毎に炉体２０の長手方向および幅方向のそれぞれ３位置において上下に設けられると共に、炉体２０の上側、下側および両側面上部に複数のゾーンを形成し且つそのゾーン毎に独立して制御されるヒータＨが、それぞれの駆動区分４０毎に炉体２０の長手方向に４ゾーン、幅方向に両側面上部の各１ゾーンを含む６ゾーンずつ設けられている。すなわち、図４（ｂ） に示されるように、各駆動区分４０毎に基板１０の送り方向Ａおよびそれに直交する図示しないローラ４２の長手方向にそれぞれ４分割された合計１６組のヒータＨ２１１１、Ｈ２１１２、Ｈ２１１３、Ｈ２１１４、Ｈ２１２１、Ｈ２１２２、Ｈ２１２３、Ｈ２１２４、Ｈ２１３１、Ｈ２１３２、Ｈ２１３３、Ｈ２１３４、Ｈ２１４１、Ｈ２１４２、Ｈ２１４３、Ｈ２１４４が炉体２０の上下において各一対として配設されると共に、炉体２０の幅方向両側の上部側面において送り方向Ａにそれぞれ４分割された（４組の）ヒータＨ２１１５、Ｈ２１２５、Ｈ２１３５、Ｈ２１４５、Ｈ２１１６、Ｈ２１２６、Ｈ２１３６、Ｈ２１４６（駆動区分４０ｂにはＨ２２１１〜Ｈ２２４６）が両側面で一対として配設されている。また、ヒータＨ２１１１内、Ｈ２１１２とＨ２１１３との間、Ｈ２１１４内、Ｈ２１２１とＨ２１３１との間、Ｈ２１２２、Ｈ２１２３、Ｈ２１３２、Ｈ２１３３の間、Ｈ２１２４とＨ２１３４との間、Ｈ２１４１内、Ｈ２１４２とＨ２１４３との間、Ｈ２１４４内の位置にそれぞれ９組の温度検出器ＴＣ２１１１、ＴＣ２１１２、ＴＣ２１１３、ＴＣ２１２１、ＴＣ２１２２、ＴＣ２１２３、ＴＣ２１３１、ＴＣ２１３２、ＴＣ２１３３（駆動区分４０ｂにはＴＣ２２１１〜ＴＣ２２３３）が上下に配設されている。
【００２９】
また、前記の徐冷ゾーン２６には、図２に駆動区分４８ａについて示されるように、炉体２０の長手方向に沿って等間隔で複数のシャッタ装置Ｓ１ 、Ｓ２ 、〜Ｓ７ （Ｓ１ 、Ｓ２ のみ図示。以下、特に区別しないときは単にシャッタ装置Ｓという）が設けられており、徐冷ゾーン２６が駆動区分４８ａ、４８ｂ、〜４８ｆにそれぞれ対応する複数例えば６つの第１加熱室Ｒ１ 、第２加熱室Ｒ２ 、〜第６加熱室Ｒ６ （以下、特に区別しないときは単に加熱室Ｒという）に分割されている。本実施例においては、第１加熱室Ｒ１ 乃至第６加熱室Ｒ６ が相互に熱的に区分された複数の加熱区分に相当する。なお、図に示されるように、シャッタ装置Ｓ１ は駆動区分４０ｂと４８ａとの間に、Ｓ２ は駆動区分４８ａと４８ｂとの間にそれぞれ設けられており、図示しない他のシャッタ装置は、Ｓ３ 乃至Ｓ６ が駆動区分４８ｂ乃至４８ｆ相互の間に、Ｓ７ が駆動区分４８ｆと５０ａとの間にそれぞれ設けられている。
【００３０】
上記のシャッタ装置Ｓは、図２に断面構造を、図３（ｄ） にシャッタ装置Ｓ２ を通る断面（図２におけるｄ−ｄ視断面）をそれぞれ示すように、例えば炉体２０の長手方向に垂直な面内において上側内壁面から下方に伸びる上側固定シャッタ７８と、下側内壁面から上方に伸びる下側固定シャッタ８０と、平板状を成してそれらに平行に設けられ、ローラ４２に平行な回動軸８２の軸心回りに回動させられる回動シャッタ８４とを備えたものである。回動軸８２の炉外に突き出した部分の近傍には、その回動軸８２を軸心回りに回動させるためのエアシリンダ８６が設けられている。このため、シャッタ装置Ｓは、エアシリンダ８６の作動に従ってその回動軸８２が回動させられることにより、上下の固定シャッタ７８、８０間に形成された開口部８８が回動シャッタ８４によって開放され或いは閉鎖され、加熱室Ｒ間を相互に連通させ或いは遮蔽させる。なお、上側固定シャッタ７８、下側固定シャッタ８０、回動シャッタ８４は何れも内壁と同様な材質の耐熱ガラス製板等から構成されている。
【００３１】
上側固定シャッタ７８および下側固定シャッタ８０は、それぞれ互いに平行に設けられた相互に高さの異なる一対の耐熱ガラス製板から構成されており、上記回動軸８２は、上側固定シャッタ７８の下端位置において一対の耐熱ガラス製板の間の位置に設けられ、回動シャッタ８４はその回動軸８２から伸びて設けられている。なお、上側固定シャッタ７８は、複数本のローラ４２によって形成される基板１０の搬送面（図６参照）から例えば８０（ｍｍ）程度の距離だけ離隔して位置させられており、一方、下側固定シャッタ８０は、搬送面から数（ｍｍ）乃至十数（ｍｍ）程度の距離だけ離隔して位置させられている。例えばＰＤＰ用のフロントプレートやリヤプレートにおいては、基板１０の厚さは、基板１０を載せて炉内を搬送するために通常用いられているセッタ１３８（図９参照）の厚さを含めても１０（ｍｍ）程度以下であって、上記の上側固定シャッタ７８と搬送面との距離に比較して十分に薄いことから、基板１０は、上側固定シャッタ７８および回動シャッタ８４に干渉することなく加熱室Ｒ間に設けられている開口部８８を通過させられる。また、ローラ４２相互の中心間隔ｇは、図に示されるように各加熱室Ｒ内およびそれらの境界部において、１５０（ｍｍ） 程度の一様な寸法に設定されている。
【００３２】
また、徐冷ゾーン２６の各駆動区分４８には、それぞれ前記制御装置６２に制御されて各加熱室Ｒの温度を検出するための複数の温度検出器ＴＣおよび各加熱室Ｒを加熱するための複数のヒータＨが、前記図４（ｂ） に示される前記加熱ゾーン２４と同様な配設パターン（駆動区分４８ａにはＴＣ３１１１〜ＴＣ３１３３およびＨ３１１１〜Ｈ３１４６、駆動区分４８ｂにはＴＣ３２１１〜ＴＣ３２３３およびＨ３２１１〜Ｈ３２４６、駆動区分４８ｃにはＴＣ３３１１〜ＴＣ３３３３およびＨ３３１１〜Ｈ３３４６、駆動区分４８ｄにはＴＣ３４１１〜ＴＣ３４３３およびＨ３４１１〜Ｈ３４４６、駆動区分４８ｅにはＴＣ３５１１〜ＴＣ３５３３およびＨ３５１１〜Ｈ３５４６、駆動区分４８ｆにはＴＣ３６１１〜ＴＣ３６３３およびＨ３６１１〜Ｈ３６４６）で設けられている。また、各加熱室Ｒ内には、基板１０の搬送方向後方側（上流側）に上部および下部から冷却用空気を供給するための給気管９０、９０が備えられると共に、その冷却用空気を搬送方向前方側（下流側）の上部から排出するための排気管９２とが設けられている。これら給気管９０および排気管９２は、それぞれ予熱ゾーン２２に設けられている給気管６４、排気管６６と同様なものであり、丸穴状のノズル７４或いは長穴状のノズル７６が設けられたアルミナセラミックス製のチューブから構成されている。また、給気管９０および排気管９２は、炉体２０の外部に設けられた給気用配管９４および排気用配管９６にそれぞれ接続されており、給気管９０に図示しない空気供給源から個々の加熱室Ｒの給気用配管９４毎に設けられた送気管９８ａ、９８ｂ、〜９８ｆ（送気管９８ａのみ図示。以下、特に区別しないときは単に送気管９８という）を介して冷却用空気が導かれると共に、排気管９２から吸い込まれた各加熱室Ｒ内の空気が排出口１００から排出される。個々の送気管９８には電磁弁１０２ａ、１０２ｂ、〜１０２ｆ（電磁弁１０２ａのみ図示。以下、特に区別しないときは単に電磁弁１０２という）が設けられており、制御装置６２によって加熱室Ｒ内への給気が開始および停止させられると共に給気量が調節される。なお、図においては、加熱室Ｒの上下にそれぞれ設けられた給気管９０、９０が共通の送気管９８に接続されているが、それぞれ電磁弁１０２を備えた別々の送気管９８に接続されて独立に制御されてもよい。
【００３３】
また、前記の冷却ゾーン２８には、冷却ゾーン２８内の温度を検出するための温度検出器ＴＣ４１、ＴＣ４２、Ｔ４３が、駆動区分５０毎に炉体２０長手方向中央の幅方向中央位置において上側に設けられると共に、炉体２０の上側および下側にその幅寸法に略等しい長さを有する複数の冷却ジャケットＣが、それぞれの駆動区分５０毎に炉体２０の長手方向に３列ずつ設けられている。冷却ジャケットＣは、その内部に図１に示される冷却水配管１０４から枝管１０６を介して供給される冷却水が流通させられるものである。上下に配されたそれぞれ３つの冷却ジャケットＣは相互に連結されており、それら３つの冷却ジャケットＣ内を順次流通させられた冷却水は、図１に示される反対側の側面に設けられた図示しない排水管から排出される。冷却ジャケットＣに供給される冷却水の流量は駆動区分５０毎に枝管１０６に設けられている電磁弁１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃによって調節される。この冷却ゾーン２８に設けられている温度検出器ＴＣおよび電磁弁１０８も前記の制御装置６２に接続されており、温度検出器ＴＣによって検出された温度信号に基づいて冷却ジャケットＣに流通される冷却水量が制御される。
【００３４】
また、図１乃至３には省略されているが、駆動区分４８ａ、４８ｂの境界近傍について図１における背面側を軸受け５８を省略した状態で図６に示すように、各駆動区分相互の境界近傍には、前記制御装置６２に接続された基板位置検出装置１１０が備えられている。この基板位置検出装置１１０は、図６におけるＶＩＩ −ＶＩＩ 視断面に対応する図７に示すように、炉体２０ａの幅方向両外側に対向して配置された一対の投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂから成る光電スイッチ（光電センサ）１１２（以下、投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂを特に区別しないときは単に光電スイッチ１１２という）を有するものである。この光電スイッチ１１２は、例えば赤外線を投受光することにより、図に一点鎖線で示される投光器１１２ａの光軸上における基板１０の有無を検出するものである。図６に示されるように、光電スイッチ１１２は駆動区分相互の境界から例えば１５０ （ｍｍ）程度の距離ｄだけ基板搬送方向後方側に隔てた位置において、複数本のローラ４２間の中央に位置させられている。したがって、光電スイッチ１１２とその両側に位置する２本のローラ４２、４２との間隔ｄ１ 、ｄ２ は同じ大きさとなっているが、ローラ４２相互の間隔ｇは焼成装置１２全体に亘って例えば１５０ （ｍｍ）程度とされていることから、本実施例においては、ｄ１ ＝ｄ２ ＝７５（ｍｍ）程度である。
【００３５】
上記の光電スイッチ１１２は、図７に示されるように、断面Ｌ字状の金具１１４によって軸受け５８に取り付けられているが、投光器１１２ａはローラ４２よりも上側に位置させられ、受光器１１２ｂはローラ４２よりも下側に位置させられている。これら一対の投光器１１２ａ、受光器１１２ｂは、投光面および受光面が互いに平行となるように対向して設けられており、その光軸は水平面に対して例えばθ＝４ °程度の傾き角度とされている。すなわち、光電スイッチ１１２はθ＝４ °程度の角度で基板１０の搬送面を光軸が貫くように設定されている。なお、前記の図６においては、軸受け５８等は省略されている。炉体２０ａの側壁には、光電スイッチ１１２の光軸が軸心と一致するように上記の傾き角度θだけ傾斜した一対の貫通穴１１６、１１６が設けられており、この貫通穴１１６を介して投光器１１２ａから射出された光が受光器１１２ｂで受光されるようになっている。これら一対の貫通穴１１６は、上側に位置する投光器１１２ａに対応する一方はローラ４２よりも上側に設けられているが、下側に位置する受光器１１２ｂに対応する他方はローラ４２よりも下側に設けられている。
【００３６】
上記の貫通穴１１６にはパイプ１１８が埋め込まれており、そのパイプ１１８の炉外側端部にはソケット１２０が取り付けられ、更に、そのソケット１２０にサイトホール１２２が取り付けられている。これらパイプ１１８およびソケット１２０は、例えば何れもステンレス鋼から成るものである。また、サイトホール１２２は、例えば、図８に示されるように軸心方向に貫通する段付き貫通穴１２４を備えたステンレス鋼等から成る略円筒状の本体部１２６と、その段付き貫通穴１２４が大径とされた薄肉部１２８側に嵌め込み固定された耐熱ガラス円板１３０とから成るものである。本体部１２６は、薄肉部１２８の内周面およびその薄肉部１２８を除く部分の外周面にそれぞれ雌ねじおよびテーパ雄ねじを備えており、上記耐熱ガラス円板１３０は、環状の一対のパッキン１３２、１３２に挟まれた状態で薄肉部１２８の雌ねじにねじ込まれた環状ねじ１３４によって固定されている。このように構成されたサイトホール１２２は、外周面の雄ねじが前記ソケット１２０の内周面に設けられた図示しない雌ねじと嵌め合わされることにより固定されており、このため、炉体２０ａに設けられた貫通穴１１６は耐熱ガラス円板１３０によって塞がれている。耐熱ガラス円板１３０は、炉体２０ａ内の熱から光電スイッチ１１２を保護する目的で設けられたものであり、光電スイッチ１１２の投受光はこの耐熱ガラス円板１３０を通して行われることとなる。
【００３７】
また、前述のように、光電スイッチ１１２はローラ４２、４２の間の位置に設けられているが、前記光軸は、図７におけるＩＸ−ＩＸ視断面に対応する図９に示されるように、ローラ４２の軸心に平行且つ複数本のローラ４２によって形成される基板１０の搬送面（図６に一点鎖線で図示）と垂直な平面内に位置させられている。このように構成された基板位置検出装置１１０によれば、基板１０が図に示される搬送方向に搬送される過程で光電スイッチ１１２の光軸上に差し掛かると、その基板１０の端部１３６によって受光器１１２ｂへの赤外線の入射が妨げられることから、基板１０が駆動区分４８等毎に予め定められた停止位置ＳＢ まで搬送されたことが検出される。このとき、実際に検出されるのは、基板１０の端部１３６のうち光軸との交点すなわち図７に示されるＰ点である。すなわち、本実施例においては、このＰ点が基板検出点に相当し、基板検出点Ｐは基板１０の上面に対して角度θ（＝４ °）だけ傾斜する方向から検出される。そのため、ローラ４２の反りやうねり等に起因して基板１０が上下に変位させられていたとしても、光軸と基板１０との交点が図の左右方向のどこかで生じることから、基板検出点Ｐが図における左右に変位するだけであるため、基板１０の検出ミス（検出漏れ）が抑制される。
【００３８】
しかも、上記構成から明らかなように、基板位置検出装置１１０は、炉体２０に設けた貫通穴１１６にサイトホール１２２を取り付けて炉体外から非接触で光学的に基板位置を検出するため、炉内雰囲気を乱し、或いは炉外への放熱量を増大させることなく、基板位置を検出し得ることとなる。なお、図において１３８は、基板１０に焼成装置１２によって熱処理を施すに際してその基板１０を載置して搬送するためのセッタである。したがって、上記基板位置検出装置１１０によって検出される端部１３６は、厳密にはセッタ１３８の端部である。焼成装置１２においては、基板１０はセッタ１３８上に載置された状態で熱処理が施されるが、それぞれの厚さが極めて小さいことから、図１乃至図７においては両者を一体的に描き、全体を基板１０として図示している。
【００３９】
なお、上記の基板位置検出装置１１０は、以上説明した駆動区分４８ａと駆動区分４８ｂとの間だけではなく、各駆動区分３８、４０、４８、および５０の各々に前記図２に符号ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ で示される位置に設けられている。すなわち、駆動区分３８ａ乃至４０ｂ、および駆動区分５０ａ乃至５０ｃでは、基板１０の搬送方向前部の基板検出位置ＳＡ に対応する位置に基板位置検出装置１１０がそれぞれ設けられている。また、駆動区分４８ａ乃至４８ｆでは、搬送方向前部の基板検出位置ＳＢ および搬送方向後部の基板検出位置ＳＣ に対応する位置に基板検出装置１１０が設けられている。したがって、前記図６等に示される基板検出装置１１０は、基板検出位置ＳＢ に対応する位置に設けられたものである。前述のように、駆動区分４８ａ乃至４８ｆすなわち加熱室Ｒ１ 乃至Ｒ６ では、基板１０が搬送方向の前後に往復移動させられるようになっていることから、その往復位置の前後に対応する位置すなわちＳＢ 、ＳＣ に基板位置検出装置１１０が設けられているのである。
【００４０】
なお、図２においては、基板検出位置ＳＡ がＳＢ およびＳＣ よりも隣接する駆動区分との境界から離隔した位置に設けられているが、基板検出位置ＳＡ は、原則として各駆動区分内における通過点に過ぎず、その位置で基板１０が定期的に停止させられるものではないため、任意の位置に設けることが可能であり、例えば、基板検出位置ＳＢ に対応する位置に設けられてもよい。また、駆動区分４８ａ乃至４８ｆでは相互に隣接する駆動区分の前部および後部にそれぞれ基板位置検出装置１１０が前記距離ｄの２倍程度の間隔（すなわち２ｄ＝３００ ［ｍｍ］程度の間隔）で設けられることとなることから、検出ミスを抑制するためには、投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂの図７における左右の配置を隣接する駆動区分相互に前部および後部で反対とし、或いは、ローラ４２との上下関係を前部および後部で相互に反対とすることが望ましい。
【００４１】
図１０は前記制御装置６２の構成を示す図である。予熱ゾーン２２、加熱ゾーン２４、徐冷ゾーン２６、および冷却ゾーン２８の駆動区分３８、４０、４８、５０（或いは加熱室Ｒ）毎に所定数ずつ設けられた炉体２０内の温度を検出するための温度検出器ＴＣ１１１ 、ＴＣ１１２ 、〜ＴＣ４３により検出された温度を示す各信号、および、各駆動区分毎に１或いは２箇所に設けられた基板位置検出装置１１０（一つのみ図示）により基板１０が検出されることにより発生させられる基板検出信号は、マルチプレクサ１４０によって所定の周期で時分割され、且つＡ／Ｄ変換器１４２においてデジタル信号に変換された後、演算制御回路１４４へ入力される。この演算制御回路１４４は、例えばマイクロコンピュータにより構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、出力インターフェース１４６を介して、モータ駆動回路ＭＤ１ へ第１搬送装置１４を連続駆動させるための信号を、モータ駆動回路ＭＤ２ へ第１搬送装置１４の駆動区分３８ｂを第２搬送装置１６の駆動速度に同期して駆動させるための信号をそれぞれ供給し、また、各ヒータ駆動回路Ｄ１１１１、Ｄ１１１２、〜Ｄ３６４６へ、ヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、〜Ｈ３６４６を駆動させるための信号を供給し、また、モータ駆動回路ＭＤ３１、ＭＤ３２、〜ＭＤ３６へ第２搬送装置１６ａ、１６ｂ、〜１６ｆを間歇駆動するための信号を供給し、また、シリンダ駆動回路ＣＤＳ１、ＣＤＳ２、〜ＣＤＳ７へ回動シャッタ８４を駆動するためのエアシリンダ８６ａ、８６ｂ、〜８６ｇを駆動させるための信号を供給し、また、モータ駆動回路ＭＤ４１へ第３搬送装置１８を連続駆動させるための信号を、モータ駆動回路ＭＤ４２へ第３搬送装置１８の駆動区分５０ａを第２搬送装置１６の駆動速度に同期して駆動させるための信号をそれぞれ供給し、更に、電磁弁駆動回路ＳＤ１ 、ＳＤ２ 、ＳＤ３ 、ＳＤａ１、ＳＤａ２、〜ＳＤａ６へ電磁弁１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０２ａ、１０２ｂ、〜１０２ｆを駆動させるための信号を供給する。
【００４２】
なお、上記の各ヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、〜Ｈ２２４６は、予熱ゾーン２２および加熱ゾーン２４内で炉体２０の温度が幅方向において均等且つ長手方向（基板１０の搬送方向）で所定の温度勾配が形成されるように、また、ヒータＨ３１１１、Ｈ３１ １２、〜Ｈ３６４６は、徐冷ゾーン２６の各加熱室Ｒ内の温度がそれぞれ予め設定された温度で均等となるように、それぞれ予め設定された各部位の目標温度比或いは相互の出力比に従って制御されるようになっている。例えば、炉体２０の幅方向中央に位置するヒータＨ１１１２、Ｈ１１１３、Ｈ１１２２、Ｈ１１２３、〜Ｈ３６４２に比較して、幅方向端部に位置するヒータＨ１１１１、Ｈ１１１４、Ｈ１１２１、Ｈ１１２４、〜Ｈ３６４４の出力が高められる。また、炉体２０の長手方向において低温側（予熱ゾーン２２および加熱ゾーン２４の駆動区分４０ａにおいては基板１０の搬送方向後方側、加熱ゾーン２４の駆動区分４０ｂおよび徐冷ゾーン２６においては搬送方向前方側）に位置するヒータＨ１１１１、Ｈ１１１２、Ｈ１１１３、Ｈ１１１４、Ｈ１２１１、Ｈ１２１２、Ｈ１２１３、Ｈ１２１４、〜Ｈ２１１６、およびＨ２２４１、Ｈ２２４２、Ｈ２２４３、Ｈ２２４４、Ｈ２２４５、Ｈ２２４６、Ｈ３１４１、Ｈ３１４２、Ｈ３１４３、Ｈ３１４４、Ｈ３１４５、Ｈ３１４６、〜Ｈ３６４６は、各ゾーン２２、１２８、１３０の高温側（上記と反対側位置）に位置するヒータＨ１１４１、Ｈ１１４２、Ｈ１１４３、Ｈ１１４４、Ｈ１２４１、Ｈ１２４２、Ｈ１２４３、Ｈ１２４４、〜Ｈ２１４６、およびＨ２２１１、Ｈ２２１２、Ｈ２２１３、Ｈ２２１４、Ｈ２２１５、Ｈ２２１６、Ｈ３１１１、Ｈ３１１２、Ｈ３１１３、Ｈ３１１４、Ｈ３１１５、Ｈ３１１６、〜Ｈ３６１６に比較して出力が高められる。
【００４３】
図１１および図１２は、連続型焼成装置１２を用いて膜形成素材を含む基板１０を焼成する場合において、各基板１０毎の位置および図１１において時刻ｔ０ に搬入された基板１０の昇降温カーブをそれぞれ示すタイミングチャートである。なお、図１１において一点鎖線は各駆動区分３８等の境界を示し、図に示されるように徐冷ゾーン２６においては各加熱室Ｒすなわち加熱区分の境界に等しい。すなわち、縦軸は炉体２０内の長手方向（基板１０の搬送方向）の位置を示している。また、右上がりに描かれた複数本の実曲線はそれぞれ各基板１０の動きに対応し、その傾きの大きさが搬送速度の速さを表す。以下、これらのタイミングチャートを参照して基板１０の焼成方法を説明する。
【００４４】
まず、時刻ｔ０ において、未焼成の基板１０が図１に示される搬入方向に従って予熱ゾーン２２の駆動区分３８側から搬入される。このとき、徐冷ゾーン２６に設けられたシャッタ装置Ｓは全て閉じられて、各加熱室Ｒが相互に分離されており、基板１０が搬送過程において図１２に示される温度カーブで昇降温させられるように、炉体２０の各ゾーン２２、２４、２６に設けられたヒータＨがフィードバック制御で駆動されて炉体２０内が加熱されると共に、冷却ゾーン２８に設けられた電磁弁１０８が駆動されて冷却ジャケットＣに冷却水が流されることにより、それぞれのゾーンの各部位が予め設定された目標温度に保持されている。また、モータ３０およびモータ５２が駆動されて第１搬送装置１４および第３搬送装置１８内のローラ４２が図２における右回り方向に回転させられている。このため、搬入された基板１０は、前記の第１の搬送速度で加熱ゾーン２４に向かって搬送される。
【００４５】
次いで、時刻ｔ０ から例えば３００ 秒程度経過した時刻ｔ１ においては、次の基板１０が予熱ゾーン２２に搬入され、更に３００ 秒程度経過した時刻ｔ２ においては、更に次の基板１０が予熱ゾーン２２に搬入される。すなわち、予熱ゾーン２２には、例えば３００ 秒程度毎に基板１０が順次搬入され、基板１０の前端部１３６の間隔は１５００（ｍｍ）程度となることから、基板１０の搬送方向の長さを１０００（ｍｍ）とすれば、相互の間隔が５００ （ｍｍ）程度で搬入されることとなる。このように順次搬入された基板１０は、回転駆動されているローラ４２に支持された状態で予熱ゾーン２２をその終端まで搬送される過程で、例えば１１００秒程度の時間で例えば５００（℃） 程度の最高焼成温度ＭＴまで昇温させられる。図１１、図１２のｔ３ 時点はこの状態を示す。
【００４６】
このとき、予熱ゾーン２２の駆動区分３８の各々に設けられた基板位置検出装置１１０により、順次搬入される基板１０が各基板検出位置ＳＡ において順次検出され、検出信号が制御装置６２に順次送られる。前記演算制御回路１４４は、この検出時間間隔が搬入間隔に保持されているか否かを判断し、例えば検出時間間隔が搬入間隔の４／５ 程度に短くなっている場合には、搬入を一時的に停止させて予熱ゾーン２２に搬入される基板１０の搬入時間間隔を調節し、或いは、第１搬送装置１４を一時的に停止させることにより、加熱ゾーン２４に続く徐冷ゾーン２６への基板１０の搬入時間間隔を調節する。すなわち、実質的に基板１０の搬送速度を調節する。因みに、焼成装置１２のように複数本のローラ４２によって基板１０を搬送する所謂ＲＨＫにおいては、ローラ４２と基板１０との滑りに起因する搬送速度ムラが生じ得る。そのため、基板１０の搬送時間間隔は必ずしも搬入時間間隔に保持されないことから、時として前後に続く基板１０が相互に接触して破損し得るという問題があるため、上記のように搬送時間間隔を炉体２０内において検出して調節することが必要となるのである。
【００４７】
続く加熱ゾーン２４においては、基板１０が最高焼成温度ＭＴに保持された状態で第１搬送装置１４によって予熱ゾーン２２から連続して搬送される。但し、加熱ゾーン２４内での搬送速度は、当初は予熱ゾーン２２と同様に第１の搬送速度とされるが、基板１０が駆動区分４０ｂに完全に入ると、モータ４４が駆動されることによって第２の搬送速度に高められる。このとき、加熱ゾーン２４と徐冷ゾーン２６との間に設けられているシャッタ装置Ｓ１ が開けられると共に、加熱室Ｒ１ 内のローラ４２を駆動する第２搬送装置１６ａが所定の第２の搬送速度（すなわち駆動区分４０ｂと同様な搬送速度）で駆動される。そのため、基板１０は加熱ゾーン２４から徐冷ゾーン２６の加熱室Ｒ１ すなわち第１の均熱温度ＫＴ１ に保持されている加熱室Ｒ１ 内に速やかに搬送され、往復移動範囲の前方側端となる基板検出位置ＳＢ において基板位置検出装置１１０によってその端部１３６が検出されることにより、加熱室Ｒ毎に定められた停止位置（すなわち基板検出位置ＳＢ ）に停止させられる。ｔ４ 時点はこの状態を示している。本実施例においては、最高焼成温度ＭＴに達してから加熱室Ｒ１ 内に搬入されるまでの加熱時間（所謂キープ時間）は例えば４００ 秒程度である。このようにして徐冷ゾーン２６に搬入された基板１０は、各加熱室Ｒ内で予め設定されている所定温度（すなわち第１乃至第６の均熱温度）ＫＴ１ 、ＫＴ２ 、〜ＫＴ６ で所定時間保持されて均熱され、続く加熱室Ｒに速やかに搬送される過程を繰り返しつつ、図１２に示される階段状の降温カーブに従って徐冷される。なお、第１の均熱温度ＫＴ１ は最高焼成温度ＭＴよりも数 （℃） 乃至十数 （℃） 程度の所定値ΔＫＴだけ低い温度であり、第２の均熱温度ＫＴ２ 、第３の均熱温度ＫＴ３ 、〜第６の均熱温度ＫＴ６ は、それぞれ更に所定値ΔＫＴずつ低くされた温度である。
【００４８】
このとき、基板１０が加熱室Ｒ１ 内に搬入されると、開けられていたシャッタ装置Ｓ１ が閉じられると共に、駆動区分４８ａの第２搬送装置１６ａのモータ４６ａが反転駆動されて、基板１０が搬送方向に沿って加熱室Ｒ１ 内で図２に破線で示される範囲（ＳＢ 〜ＳＣ ）で往復移動させられつつ均熱される。この往復移動時において、往復移動範囲の搬送方向前方側端では、加熱室Ｒ内への基板１０搬入時と同様に基板検出位置ＳＢ において基板端部１３６が検出されることによりモータ４６が逆転駆動に切り換えられるが、搬送方向後方側端では、図に基板検出位置ＳＣ において基板１０の上記端部１３６とは反対側の後方側端部が検出されることによりモータ４６が正転駆動に切り換えられる。このようにして、予め定められた例えば１８０ 秒程度の保持時間が経過すると、基板１０の往復移動が停止させられてシャッタ装置Ｓ２ が開けられ、基板１０が続く加熱室Ｒ２ 内に搬送される。図１１のｔ５ 時点はこの状態を示している。基板１０が加熱室Ｒ２ 内に完全に入るとシャッタ装置Ｓ２ が閉じられ、その加熱室Ｒ２ 内において加熱室Ｒ１ 内と同様に均熱処理が施される一方、空室となった加熱室Ｒ１ 内に必要に応じて給気管９０から冷却用空気が供給された後、同様にして続く基板１０が搬入されて均熱処理が施される。なお、基板１０の搬入出に要する時間すなわちシャッタ装置Ｓが開けられてから再び閉じられるまでの時間は例えば３０秒程度である。また、各加熱室Ｒ内における熱処理の１サイクル、すなわち順次基板１０を搬入するために搬送方向後方側のシャッタ装置Ｓが開けられる間隔は、予熱ゾーンへの基板１０の搬入間隔に等しい３００ 秒程度である。
【００４９】
なお、加熱ゾーン２４内においても基板検出装置１１０は予熱ゾーン２２と同様に基板１０の搬送時間間隔を維持するために機能させられるが、徐冷ゾーン２６内においては、上記のように各加熱室Ｒ内において、基板１０が均熱性の可及的に高い往復移動範囲に位置し、且つその範囲内で往復移動させられることが望まれるため、基板位置検出装置１１０は、専ら前記停止位置ＳＢ 、ＳＣ でそれぞれ停止させるために機能させられる。更に、徐冷ゾーン２６においては、上記のようにシャッタ装置Ｓによって加熱室Ｒが相互に遮蔽されることから、確実に停止位置ＳＢ で停止させられないとシャッタ装置Ｓと基板１０との干渉が生じることにもなるため、基板位置検出の必要性は一層高くなっているのである。因みに、図２の下部に搬送方向における温度分布を加熱室Ｒ１ について例示するように、搬送方向の前後においては隣接する加熱室Ｒ等の設定温度の影響を受けて所望の温度が得られないため、加熱室Ｒ内での均熱処理中において基板１０全体を所望の温度に保持するためには、グラフの水平部分に対応する位置に基板１０を位置させることが必要となる。基板検出位置ＳＢ 、ＳＣ は、このような範囲に設定されているのである。
【００５０】
また、因に、図１２に示される昇温カーブの例えば５００（℃） 程度以上の最高焼成温度ＭＴに続く所定の冷却期間における冷却条件は、膜形成素材を含む基板１０の熱処理の上で重要な要素である。たとえば、ＶＦＤ（蛍光表示管）やＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）、ＰＡＬＣ（プラズマ・アドレスド液晶表示装置）、ＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）に用いるとき、基板１０がソーダライムガラスに代表される低歪点のガラス製である場合には、基板１０内の温度が不均一となって各部の冷却速度が相互に相違することに起因してその寸法の局所的変化を発生させることから、多層厚膜印刷の位置合わせを困難としたり、あるいはフロントプレートとリヤプレートとの厚膜印刷面を組合わせることにより多数のセルを形成するＰＤＰやＦＥＤに用いるときに両者のずれによってセルを構成できない部分を生じるので、たとえば４０インチというような大型となるほど製造歩留まりを加速度的に低下させる。図１３は、搬送方向前端側の冷却速度が搬送方向後端側の冷却速度よりも高い従来の焼成法における基板１０の寸法（実線）を焼成前の寸法（一点鎖線）に比較して示している。また、基板１０上に多数個の厚膜印刷抵抗体や厚膜ボンディングパッドなどが設けられる場合には、基板１０内の温度が不均一となって各部の冷却速度が相互に相違することに起因して、機能を有する厚膜層に結合材として含まれるガラス成分の溶融、軟化の程度によって、また、厚膜に含まれる金属、無機材料粒子の溶融、焼結の程度によって抵抗値やボンディング適性が左右されることから、印刷抵抗体の抵抗値やボンディング適性のばらつきによって基板１０が大型となるほど製造歩留まりを加速度的に低下させる。更に、厚膜印刷による誘電体層の積層によって基板１０に所定高さのリブ壁を形成する場合でも、基板１０内の温度が不均一となって各部の冷却速度が相互に相違することに起因して厚膜に含まれるガラス成分の溶融、軟化の程度によって焼成収縮率すなわち厚膜の膜厚や幅寸法が左右されることから、基板１０が大型となるほど製造歩留まりを加速度的に低下させる。
【００５１】
上記のようにして、加熱室Ｒ１ 、Ｒ２ 、〜Ｒ６ 内で順次保持されることにより徐冷ゾーンでの熱処理が終了すると、シャッタ装置Ｓ７ が開けられると共に、モータ４６ｆとモータ５６とが駆動されることにより、駆動区分４８ｆおよび１３３ａが同期して駆動され、基板１０が加熱室Ｒ６ から冷却ゾーン２８に搬出される。図１１および図１２のｔ１４時点はこの状態を示している。その後、第３搬送装置１８のモータ５６が停止させられて基板１０が冷却ゾーン２８内を第１の搬送速度で搬送されてその右端部から搬出され、その過程で図１２に示されるように昇温速度と略同様な降温速度で急速に冷却される。図１１のｔ１５時点はこの状態を示している。この冷却過程に要する時間は、例えば７００ 秒程度であり、基板１０が予熱ゾーン２２に搬入されてから冷却が終了するまでの時間（ｔ０ 〜ｔ１５）は、例えば３５００秒程度（１時間程度）である。なお、前述のように、基板１０は例えば３００ 秒程度の所定の時間間隔で予熱ゾーン２２に順次搬入されていることから、図１１から明らかなように、搬入時と等しい３００ 秒程度の所定時間間隔で順次冷却ゾーン２８から搬出されていくこととなる。この冷却ゾーン２８においても、前記予熱ゾーン２２等と同様に基板検出位置ＳＡ において基板位置が検出され、基板間隔が所期の値に保持されるように、第３搬送装置１８が制御される。
【００５２】
上述のように、本実施例によれば、焼成装置１２は、各駆動区分３８ａ、３８ｂ、〜５０ｃの基板１０の搬送方向の前部或いは前後において基板位置を検出するために設けられ、ローラ４２相互の間の位置に設定された所定の基板検出点Ｐを、その基板１０の上面に対して角度θ傾斜する方向から非接触で検出するように位置させられた基板位置検出装置１１０を含んで構成される。そのため、検出方向が基板１０上面と平行とされていないことから、ローラ４２の反りやうねり等に起因して基板１０が上下に変位させられた場合にも、基板検出点Ｐが変位することによって基板１０が検出可能な範囲から外れ難いため、基板位置の検出漏れが抑制される。
【００５３】
また、本実施例によれば、焼成装置１２には、一方向に並んで熱的に分割して設けられてそれぞれ均熱制御される複数の加熱室Ｒ１ 、Ｒ２ 、〜Ｒ６ と、基板１０をそれら複数の加熱室Ｒ毎に設けられた複数の停止位置に順次搬送する第２搬送装置１６とが備えられ、基板検出点Ｐすなわち基板検出位置ＳＢ は、それら複数の停止位置の各々に設けられる。そのため、基板１０は、熱処理の過程において一方向に順次搬送される過程で複数の加熱室Ｒの各々において順次均熱されるが、複数の加熱室Ｒの各々においては、各々の基板検出位置ＳＢ すなわち停止位置に設けられた基板検出点Ｐにおいて基板位置検出装置１１０によって基板１０が検出されることにより、それら各々設定された停止位置に停止させられる。したがって、本実施例のように基板１０内の温度ばらつきを可及的に小さくするために複数の加熱室Ｒ毎に均熱されつつ基板１０が熱処理（徐冷）される場合において、可及的に高い均熱状態が得られるように設定される停止位置に基板１０が停止させられることから、基板１０内の温度ばらつきが一層抑制される。
【００５４】
また、本実施例においては、基板位置検出装置１１０は、基板検出点Ｐを含み且つ基板１０の搬送方向に垂直な面内に投光器１１２ａの光軸が位置するように設けられているものである。このようにすれば、搬送されている基板１０は、搬送方向に垂直な基板検出点Ｐを含む面内で検出されることから、ローラ４２の反りやうねり等によって基板位置が上下に変位させられた場合にも、基板検出点Ｐは予め設定された基板検出位置ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ において、基板１０の搬送方向に垂直な面内でのみ変位させられる。したがって、搬送方向において予め設定された基板検出位置ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ において確実に基板１０が検出されて、搬送間隔や間歇搬送される場合の停止位置の不要な変化が一層抑制される。
【００５５】
また、本実施例においては、基板１０は、各加熱室Ｒ内における均熱中において搬送方向に沿って往復移動させられ、基板検出点Ｐすなわち基板検出位置ＳＣ は、各加熱室Ｒ内において搬送方向後方側に設けられる往復移動の停止位置にも設けられる。このようにすれば、基板１０内の温度ばらつきを一層抑制するために各加熱室Ｒにおける均熱中に基板１０が予め設定された往復移動範囲で確実に往復移動させられる。
【００５６】
また、連続型焼成装置１２は、冷却領域内において膜形成素材を含む複数の基板１０の搬送方向である一方向に沿って並ぶ複数の加熱室Ｒ毎に均熱制御する制御装置６２と、その長手方向と垂直且つ互いに平行な軸心回りに回転駆動される複数本のローラ４２によって複数の基板１０を支持して一方向に搬送する第２搬送装置１６とを含んで構成される。そのため、膜形成素材を含む基板１０は、熱処理の冷却過程において、第２搬送装置１６により一方向に沿って搬送される過程で複数の加熱室Ｒ１ 、Ｒ２ 、 〜Ｒ６ に順次位置させられ、それら複数の加熱室Ｒにおいて一方向に沿って図１２に示されるように段階的に低くなるように区分毎に設定された設定温度ＫＴ１ 、ＫＴ２ 、〜ＫＴ６ で所定時間（ｔ４ 〜ｔ５ ）均熱される。このように、一方向に搬送される過程で段階的に低くなるように区分毎に設定された設定温度ＫＴにそれぞれ維持された複数の加熱室Ｒにおいて順次均熱を繰り返しながら熱処理の冷却過程が行われることから、膜形成素材を含む基板１０内の温度のばらつきが可及的に小さくされる。
【００５７】
そのため、基板１０がガラス製である場合には、基板１０内の寸法の局部的変化やそれに起因する厚膜印刷等の位置ずれが防止されて、製造歩留まりが飛躍的に高められる。特に、基板１０がソーダライムガラスである場合には、その歪点以上の温度まで昇温させられることから、その効果が顕著となる。また、上記のように膜形成素材を含む基板１０内の温度のばらつきが可及的に小さくされることから、基板１０の表面に多数の厚膜抵抗体やリブ状壁が設けられる場合にあっては、それら厚膜印刷層内で結合剤として機能するガラスの溶解の程度が一様となって、それら厚膜抵抗体の抵抗値のばらつきやリブ状壁の高さのばらつきが好適に小さくされる。
【００５８】
また、本実施例においては、第２搬送装置１６は、複数の基板１０を複数の加熱室Ｒ毎に間歇的に搬送するものである。このようにすれば、熱処理の冷却過程において、基板１０が一方向に間歇的に搬送される過程で、複数の加熱室Ｒ内において順次熱処理が施されることから、膜形成素材を含む基板１０が連続的に搬送されることにより連続的なヒートカーブが形成される従来の焼成装置によって基板１０内の温度差を極めて小さくしようとする場合に比較して、全長が短縮されて連続型焼成装置１２が小型となる。
【００５９】
また、本実施例によれば、大型の電子デバイス用基板を製造するにあたり、基板１０として安価なソーダライムガラスを用いることが可能となることから、高歪点のガラス板を用いる場合に比較して、大幅に安価となると同時に、焼成時の厚膜層との熱膨張率差からくるガラスの割れが発生し難い利点がある。
【００６０】
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。
【００６１】
例えば、前述の実施例においては、基板位置検出装置１１０は、光電スイッチ１１２によって基板１０を検出するように構成されていたが、光電スイッチ１１２に代えて他の光学的検出装置や、超音波発生器等を用いても同様に非接触での基板位置検出は可能である。
【００６２】
また、実施例においては、光軸の傾斜角度がθ＝４ °程度とされていたが、この角度は適宜変更される。但し、ローラ４２の反りやうねり等に起因して基板１０が上下に変位した場合の検出ミスを可及的に少なくするためには、一対の投受光器１１２の一方が搬送面よりも５ 〜１００ （ｍｍ）程度上側に位置し、他方が搬送面よりも５ 〜１００ （ｍｍ）程度下側に位置する１ 〜６ °程度の角度範囲に設定されることが好ましい。
【００６３】
また、実施例においては、投光器１１２ａの光軸が基板１０の搬送面に垂直な平面内に位置するように光電スイッチ１１２が配置されていたが、光軸の方向はローラ４２と干渉しない範囲で適宜変更してもよい。すなわち、例えば、図９においてローラ４２の軸心方向と光軸とが適当な角度を成すように設けられてもよい。
【００６４】
また、実施例においては、基板１０によって受光が妨げられることによりその基板１０が検出されるように構成されていたが、例えば、一対の投光器１１２ａおよび受光器１１２ｂを何れもローラ４２の上側或いは下側に配置し、基板１０によって反射された光を受光するようにしてもよい。この場合には、基板１０が上下に変位すると反射光の光軸が平行に変位することとなるが、一般に光電スイッチ１１２等は、このように光軸が平行に変位した場合にも一定範囲内であれば検出可能であるため、上記のようにしても差し支えないのである。
【００６５】
また、基板１０を往復移動させる加熱室Ｒ内においては、搬送方向後方側の停止位置すなわち基板検出位置ＳＣ にも基板位置検出装置１１０を設けることにより、確実に設定された往復移動範囲で基板１０が往復移動させられるように構成されていたが、この基板検出位置ＳＣ を設定することに代えて後方側への移動を時間で管理するようにしてもよい。往復移動範囲の搬送方向前方側端である基板検出位置ＳＢ からの移動開始時間を基準として時間で管理すれば、後方への送り過ぎは生じ得ないため、このようにしても特に問題は生じないのである。なお、加熱室Ｒ内での均熱処理中に基板１０が搬送方向に往復移動させない場合には、上記の基板検出位置ＳＣ の設定は当然不要である。
【００６６】
また、実施例においては、複数の加熱室Ｒが相互に回動シャッタ８４を備えたシャッタ装置Ｓによって遮蔽されるように構成されていたが、各加熱室Ｒにおける均熱範囲が基板１０の大きさに対して十分に大きく設定できる場合には、シャッタ装置Ｓは必ずしも備えられなくともよい。この場合には、基板位置を検出しなくともシャッタ装置Ｓと基板１０との干渉は生じないが、可及的に均熱性の高い範囲に基板１０を送り込むためには基板位置を検出することが望まれるため、実施例と同様に基板位置検出装置１１０を設ける効果は十分に得られる。
【００６７】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の連続型焼成装置の全体構成を説明する図である。
【図２】図１の実施例の炉体の長手方向に沿った断面を一部省略して示す図である。
【図３】（ａ） 〜（ｅ） は、図２におけるａ−ａ乃至ｅ−ｅ視断面にそれぞれ相当する図である。
【図４】図１の実施例の複数のヒータ配置を説明する図である。
【図５】（ａ） 、（ｂ） は図１の実施例の給気管および排気管をそれぞれ示す図である。
【図６】図１の焼成装置において基板位置検出装置の配置位置を説明する図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ −ＶＩＩ 視断面図を示す図である。
【図８】基板位置検出装置に備えられているサイトホールの構成を説明する図である。
【図９】図７におけるＩＸ−ＩＸ視断面図を示す図である。
【図１０】図１の実施例の制御回路を説明するブロック線図である。
【図１１】図１の実施例の基板の搬送位置を示すタイムチャートである。
【図１２】図１の実施例の各ゾーンの設定温度すなわち基板の焼成温度曲線を示す図である。
【図１３】従来の焼成装置における基板の局所的な寸法変形を説明する図である。
【符号の説明】
１０：基板
１２：連続型焼成装置
１６：第２搬送装置（搬送装置）
Ｒ１ 、Ｒ２ 、〜Ｒ６ ：複数の加熱室（加熱区分）
Ｓ：シャッタ装置
Ｐ：基板検出点
ＳＡ 、ＳＢ 、ＳＣ ：基板検出位置（停止位置）
４２：ローラ
６２：制御装置（温度制御装置）
１１０：基板位置検出装置
Claims (1)
- 互いに平行に配置されてそれぞれ軸心回りに回転駆動される複数本のローラによって膜形成素材を含む複数の基板を支持して一方向に順次搬送する過程で該複数の基板に均一に熱処理を施す形式のトンネル状の焼成装置であって、
前記複数の基板の各々に順次均熱処理を施すために前記一方向に並んで熱的に分割して設けられ且つそれぞれ均熱制御される複数の加熱区分と、
前記基板を前記加熱区分の各々で所定時間保持してその基板を均熱するために該加熱区分毎に設けられた停止位置に順次搬送する搬送装置と、
前記加熱区分毎に設けられた停止位置の各々に前記基板の位置を検出するために設けられ、前記ローラ相互の間の位置に設定された所定の基板検出点を、該基板の上面に対して所定角度傾斜する方向から非接触で検出するように位置させられた基板位置検出装置を、含むことを特徴とする基板の焼成装置。
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