JP4594400B2 - 板状体冷却装置、並びに、熱処理システム - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板等の板状体を熱処理した後に冷却を行うための板状体冷却装置や、当該板状体冷却装置を採用した熱処理システムに関する。

従来より、ガラス基板などの板状体を熱処理するための熱処理装置と、熱処理された板状体を冷却するための板状体冷却装置とを有する熱処理システムが、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。このような熱処理システムにおいて採用されている板状体冷却装置の一例として、下記特許文献１に開示されているようなものがある。

特許文献１に開示されている従来技術では、板状体を加熱して熱処理を行う熱処理槽と、冷却を行う冷却槽を別にし、熱処理が終わった板状体を熱処理槽から冷却槽に搬送して冷却が行われる。このような装置で連続して熱処理を行う場合、熱処理槽の温度をほとんど低下させることなく冷却を行うことができるため、熱処理槽で使用されるエネルギーを低減させることができる。
特開２００２−７１９３６号公報

上記した従来技術のように熱処理槽と冷却槽とを別にした装置の場合、それぞれの槽での工程の処理能力をほぼ同じぐらいとしなければ、一方の能力が余って効率的な処理を行うことができない。そして、冷却槽での冷却時間が長いと、単位時間当たりに冷却できる板状体の枚数が少なくなってしまう。そのため、従来技術のような構成を採用した場合は、冷却槽における処理能力を確保するため、冷却槽が大型化してしまうといった問題があった。

また、板状体の冷却は、特許文献１にも示されているように、一般的に、間隔を空けて板状体を並べ、板状体の間に冷却のための空気を一方側から供給して、他方側へと流して行われる。そのため、このような構成とした場合は、空気の流れ方向下流側近傍における空気流が緩やかになってしまい、板状体の冷却に時間を要したり、板状体の冷却が部位によって不均一になってしまったり、下流側の温度が上流側よりも高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、熱処理された板状体をスムーズに冷却可能な板状体冷却装置、並びに、当該板状体冷却装置を備えた熱処理システムの提供を目的とした。

上記課題を解決すべく提供される本発明の板状体冷却装置の第１の態様は、冷却対象である板状体が配置される板状体配置手段と、前記板状体の下面側又は上面側に位置し、前記板状体の下面又は上面に向けて送風する送風手段とを有し、前記板状体を前記板状体配置手段に対して側方から出し入れし、前記板状体配置手段上に配置可能なものであり、前記板状体配置手段が、前記板状体を下方から支持する支持手段と、送風手段に隣接配置される空気冷却手段とを有し、前記空気冷却手段は板状体を冷却した後の空気を冷却し、空気冷却手段で冷却された前記空気が、送風手段から板状体に向けて吹き付けられることを特徴としている。

本発明の板状体冷却装置では、送風手段が、板状体配置手段上に配された板状体に対して近接する位置から板状体に向けて送風可能とされている。そのため、本発明の板状体冷却装置では、送風手段から出た風が板状体と送風手段との間に形成された狭い空間を通る。従って、本発明の板状体冷却装置では、板状体と送風手段との間を次々と低温の空気が流れることとなり、その分だけ板状体がスムーズに冷却される。

上述のように、本発明の板状体冷却装置では、板状体を次々とスムーズに冷却することができる。そのため、上記した構成とすれば、板状体の冷却処理能力を確保するために板状体冷却装置を必要以上に大型化する必要がなく、板状体冷却装置のコンパクト化に資することができる。

かかる構成によれば、板状体の冷却のために送風手段から送風された空気を空気冷却手段で冷却することが可能であり、板状体をより一層スムーズに冷却することができる。

また、同様の課題を解決すべく提供される本発明の板状体冷却装置の第２の態様は、第１の態様に加え、前記送風手段が配された送風手段配置部と、当該送風手段配置部の側方に設けられた作動領域とを有し、当該作動領域において前記板状体の出し入れ用の移載装置が作動可能であることを特徴としている。

本発明の板状体冷却装置では、板状体配置手段に設けられた送風手段配置部に送風手段が配置されている。一方、板状体配置手段は、送風手段配置部の側方に作動領域を有し、この作動領域を、板状体の出し入れを行うために移載装置を作動させる領域として有効利用することができる。そのため、本発明の板状体冷却装置は、装置構成がコンパクトである。

また、上述のように移載装置の作動用の作動領域を送風手段の側方に設けた構成とすると、その分だけ支持手段の高さを低くしても、移載装置を作動させるのに十分な大きさの作動領域を確保することができる。従って、本発明の板状体冷却装置では、支持手段によって支持されている板状体と送風手段との間隔を小さくすることができる。また、本発明の板状体冷却装置で採用されている送風手段は、板状体に向けて下方から送風可能なように配されている。そのため、本発明の板状体冷却装置では、送風手段から出た風が板状体と送風手段との間に形成された狭い空間を通ることになる。従って、本発明の板状体冷却装置では、板状体と送風手段との間を流れる風の風速が速く、その分だけ板状体がスムーズに冷却される。

また、上述した本発明の板状体冷却装置は、板状体配置手段に、複数の送風手段が間隔を空けて配されており、当該送風手段に隣接する位置に形成された空間を介して、前記送風手段よりも上方側の空間と下方側の空間との間で空気が通過可能であることが望ましい。

本発明の板状体冷却装置では、送風手段から板状体に向けて送風され、熱交換により加熱された空気を送風手段の側方に形成された空間を介して送風手段の上方側の空間から下方側の空間に向けて通過させることができる。そのため、本発明の板状体冷却装置では、熱交換により高温になった空気が送風手段や板状体配置手段と板状体との間にこもりにくい。従って、本発明によれば、板状体をスムーズに冷却することができる。

また、上述のような構成とすれば、板状体に対して複数の送風手段が配置されるので、送風手段や板状体配置手段と板状体との間において局所に板状体との熱交換により高温になった空気がこもるのを防止することができる。そのため、本発明によれば、板状体を部位によらずほぼ均一に冷却可能な板状体冷却装置を提供できる。

上述の板状体冷却装置は、板状体配置手段に、送風手段が複数設けられており、板状体配置手段の上方に板状体を配置した状態において、当該板状体の外周側の領域で前記板状体に沿って流れる空気の風速が、前記板状体の中央側の領域で前記板状体に沿って流れる空気の風速よりも低速であることが望ましい。

上述した構成によれば、通常は放熱が大きく冷却されやすい板状体の周辺部に対して、中央側の部分における冷却能力を上げ、板状体全体としての温度分布をほぼ均一化することができる。従って、本発明の板状体冷却装置によれば、板状体を部位によらずスムーズに冷却することができる。

また、本発明の熱処理システムは、板状体の熱処理を行う熱処理装置と、上述の板状体冷却装置と、熱処理された板状体を取り出して前記板状体冷却装置に搬入する移載装置とを有することを特徴としている。

本発明の熱処理システムは、上述の板状体冷却装置を備えているため、熱処理装置で熱処理された板状体をスムーズに冷却することができる。そのため、本発明の熱処理システムによれば、板状体の熱処理から冷却に至る一連の作業を効率よく行うことができる。

本発明によれば、装置構成がコンパクトであり、熱処理された板状体をほぼ均一かつスムーズに冷却可能な板状体冷却装置、並びに、当該板状体冷却装置を備えた熱処理システムを提供できる。

続いて、本発明の一実施形態に係る熱処理システム１、並びに、板状体冷却装置１０について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に示すように、熱処理システム１は、熱処理装置２と板状体冷却装置１０（以下、単に冷却装置１０とも称す）と、ロボットハンドによって構成された移載装置１１とを備えている。熱処理装置２は、ガラス板等の基板（板状体）を熱処理装置２に投入して熱処理するものである。

冷却装置１０は、熱処理装置２で熱処理された基板を冷却するためのものである。冷却装置１０は、上下方向に複数の板状体配置手段２０が所定の間隔を空けて並べられた構成とされている。図３や図４（ｂ），（ｃ）等に示すように、各板状体配置手段２０には、作動領域２５が設けられている。また、各板状体配置手段２０には、送風手段配置部３０が設けられており、これに送風手段４０が配されている。

さらに具体的に説明すると、図３に示すように、板状体配置手段２０は、１０本の縦梁２１を所定の間隔をあけてほぼ平行に並べ、これらの両端部分に横梁２２を取り付けた骨格構造を有する。板状体配置手段２０は、縦梁２１が冷却装置１０の奥行き方向（図３において上下方向）に向かって伸び、横梁２２が冷却装置１０の幅方向（図３において左右方向）に向かって伸びるように配される。

縦梁２１には、その長手方向に支持ピン２３が所定の間隔毎に複数、並べて取り付けられている。また、縦梁２１を板状体配置手段２０の幅方向に並んだ順に縦梁２１ａ〜２１ｊとした場合、板状体配置手段２０の幅方向両端に位置する縦梁２１ａ，２１ｊは、板状体配置手段２０の外縁をなしている。縦梁２１ａ，２１ｊと、これらに対して幅方向内側に隣接する位置にある縦梁２１ｂ，２１ｉとの間には、それぞれ作動領域２５が形成されている。同様に、縦梁２１ｃ，２１ｄの間や、縦梁２１ｅ，２１ｆ間、縦梁２１ｇ，２１ｈ間にも作動領域２５が形成されている。作動領域２５は、それぞれ縦梁２１ａ〜２１ｊに沿って直線的に伸びている。

また、板状体配置手段２０は、縦梁２１ｂ，２１ｃ間や、縦梁２１ｄ，２１ｅ間、縦梁２１ｆ，２１ｇ間、縦梁２１ｈ，２１ｉ間に送風手段配置部３０を有する。図３や図４（ａ）に示すように、各送風手段配置部３０には、縦梁２１ｂ〜２１ｉの長手方向に所定の間隔毎に４つずつ送風手段４０が設けられている。また、各送風手段４０に対して縦梁２１ｂ〜２１ｉの長手方向両脇に隣接する位置には、空気冷却手段５０が配置されている。

図５（ａ）に示すように、送風手段４０は、送風ファン４１とフィルタ４３とを備えている。送風ファン４１は、吸気口４５が下方に向き、排気口４６が上方に向く姿勢で取り付けられている。またフィルタ４３は、従来公知のＨＥＰＡフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter) によって構成されており、送風ファン４１の排気口４６の上方に配されている。そのため、送風手段４０は、下方に位置する吸気口４５から吸い込んだ空気をフィルタ４３を通過させて清浄化し、フィルタ４３の上面４７から上方に向けて放出可能とされている。また、フィルタ４３の上面４７は、各縦梁２１に設けられた支持ピン２３の先端部分よりも僅かに低い位置にある。具体的には、支持ピン２３上に基板Ｗを配した場合に、基板Ｗの裏面とフィルタ４３の上面４７との隙間ｓは狭く、支持ピン２３の高さに対して十分低い。そのため、図５（ａ）に矢印で示すように、支持ピン２３上に基板Ｗを配した状態で送風ファン４１を作動させると、フィルタ４３の上面４７と基板Ｗとの間に形成された僅かな隙間ｓの間を空気が勢いよく流れることとなる。

空気冷却手段５０は、水冷式の冷却装置によって構成されており、図示しない給水源に対して冷媒循環路５１（図２）を介して接続されている。空気冷却手段５０は、冷媒循環路５１を介して循環している水（冷媒）との熱交換により、空気を冷却することができる。図５（ａ）に矢印で示すように、空気冷却手段５０は、隣接する位置にある送風手段４０から基板Ｗに向けて放出され、板状体配置手段２０の上方側において基板Ｗに沿って流れた後、当該空気冷却手段５０に流入する空気を冷却することができる。

続いて、熱処理システム１による基板Ｗの処理方法について、冷却装置１０の動作を中心に説明する。熱処理システム１により処理される基板Ｗは、ロボットハンド等を用いて熱処理装置２に投入され、所定時間にわたって所定の温度（本実施形態では２３０℃〜２５０℃）に調整された雰囲気下にさらすことにより熱処理される。

上記したようにして熱処理装置２による熱処理が完了すると、移載装置１１により基板Ｗが熱処理装置２から取り出される。そして、この熱処理済みの基板Ｗは、冷却装置１０を構成する複数の板状体配置手段２０のうち、基板Ｗの冷却処理を行っていないものの上に配される。さらに具体的には、移載装置１１は、図１に示すように５本のフォーク爪１３を備えたフォーク部１２を有し、このフォーク部１２を熱処理装置２内にある基板Ｗの下方に差し込んで持ち上げた後、熱処理装置２から引き出すことにより基板Ｗを熱処理装置２から取り出すことができる。

上記したようにして基板Ｗが熱処理装置２から取り出されると、移載装置１１のフォーク部１２は、基板Ｗを搭載した状態で冷却装置１０側に向けられる。その後、移載装置１１のフォーク部１２は、冷却装置１０を構成する板状体配置手段２０のうち、基板Ｗの冷却処理中でないものの上方に差し込まれる。この際、フォーク部１２は、基板Ｗが板状体配置手段２０に設けられた支持ピン２３に干渉しないように高さを調整される。また、フォーク部１２は、各フォーク爪１３が板状体配置手段２０を構成する各作動領域２５内に侵入可能な位置に位置調整される。このようにして位置調整した上でフォーク部１２が上下に隣接する板状体配置手段２０の手前側（一方の横梁２２側）から奥側（他方の横梁２２側）に向けて差し込まれると、フォーク部１２の各フォーク爪１３がゆっくりと作動領域２５内で降ろされる。これにより、フォーク部１２に搭載されていた基板Ｗが、板状体配置手段２０に多数設けられた支持ピン２３上に載せられた状態になる。その後、フォーク部１２の各フォーク爪１３は、各縦梁２１に沿って先とは逆方向に水平移動し、各作動領域２５から抜き出される。

板状体配置手段２０に基板Ｗが配置された状態において、板状体配置手段２０に多数設けられた送風手段４０の送風ファン４１が作動すると、図５（ａ）に矢印で示すような空気の循環流が発生する。さらに詳細に説明すると、送風ファン４１が作動すると、この底面側に設けられた吸気口４５から吸い込まれた空気が上昇流となって排気口４６からフィルタ４３に向けて流れる。排気口４６から出た空気は、さらにフィルタ４３を通って清浄化された後、フィルタ４３の上面４７から上方にある基板Ｗに向けて吹き付けられる。

ここで、上記したように、フィルタ４３の上面４７と基板Ｗとの隙間ｓはごく僅かである。そのため、フィルタ４３から放出された空気は、上面４７と基板Ｗの裏側との間で滞ることなく次々と流れ、基板Ｗを冷却する。基板Ｗの裏側を通過する空気は、その後、各送風手段４０の両脇に隣接する位置にある空気冷却手段５０において冷却される。空気冷却手段５０に流入して冷却された空気は、板状体配置手段２０の底面側に流出する。このようにして冷却された空気は、各空気冷却手段５０に隣接する位置にある送風手段４０の吸気口４５から吸い込まれ、基板Ｗの冷却に使用される。

送風ファン４１の作動に伴って発生した循環流により基板Ｗが所定の温度まで冷却された状態になると、移載装置１１が基板Ｗの下方に差し込まれる。この際、移載装置１１は、冷却処理のために基板Ｗを板状体配置手段２０上に配置した時と同様の動作にして差し込まれる。すなわち、冷却処理済みの基板Ｗを支持している板状体配置手段２０に設けられた各作動領域２５には、移載装置１１の各フォーク爪１３が板状体配置手段２０の側方から各縦梁２１に沿って差し込まれる。各フォーク爪１３が板状体配置手段２０の奥側まで差し込まれた状態になると、各フォーク爪１３が各作動領域２５内において上方に持ち上げられる。その後、移載装置１１の各フォーク爪１３は、各縦梁２１に沿って水平移動し、各作動領域２５から抜き出される。これにより、基板Ｗが板状体冷却装置１０から取り出された状態になり、一連の冷却処理が完了する。

上記したように、本実施形態の冷却装置１０では、板状体配置手段２０に設けられた送風手段配置部３０に送風手段４０が配置されている。また、板状体配置手段２０の送風手段４０の側方には作動領域２５が設けられており、これを基板Ｗの出し入れのために有効利用することができる。従って、板状体冷却装置１０は、装置構成がコンパクトである。

また、冷却装置１０は、送風手段４０の側方に形成された空間を移載装置１１用の作動領域２５として有効利用できるため、支持ピン２３の高さを移載装置１１の作動に要する高さよりも十分低くすることができる。従って、冷却装置１０において基板Ｗを板状体配置手段２０上に配すると、送風ファン４１の作動に伴って基板Ｗに吹き付けられる空気がフィルタ４３の上面４７と基板Ｗとの間に形成された僅かな隙間ｓを高速で通ることとなり、基板Ｗがスムーズに冷却される。

上記した送風手段４０は、送風ファン４１上にフィルタ４３を取り付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い。具体的には、複数設けられた送風手段４０の一部又は全部について、フィルタ４３が設けられていなくてもよく、フィルタ４３が他の部位に取り付けられていてもよい。

上述の冷却装置１０は、各送風手段４０と基板Ｗとの隙間ｓの大きさを調整することにより、送風手段４０と基板Ｗとの間を流れる空気の風速を適宜調整することができる。具体的には、送風手段４０と基板Ｗとの隙間ｓを小さくすることにより、両者の間における空気の風速を高めることができる。さらに具体的には、例えばフィルタ４３の厚みを調整したり、送風手段４０の高さを調整することにより送風手段４０と基板Ｗとの隙間ｓの大きさを調整し、各送風手段４０から基板Ｗに向けて吹き付けられてフィルタ４３の上面４７と基板Ｗとの間を流れる空気の風速を調整することも可能である。

なお、上述のようにフィルタ４３の厚みが異なる送風手段４０を設ける場合は、フィルタ４３の厚みの影響により、空気の流れ抵抗が相違することとなる。そのため、この場合は、送風ファン４１の回転数を同一とすると、空気の流れ抵抗が相違する分だけ送風手段４０から基板Ｗに向けて吹き付けられる空気の風速や基板Ｗの冷却効率が相違することとなる。よって、フィルタ４３の厚みによって隙間ｓの大きさを調整する場合は、フィルタ４３の厚みの違いによる空気の流れ抵抗の大きさの違いを加味した上、送風ファン４１の回転数を調整することが望ましい。

上記実施形態で示した冷却装置１０において、板状体配置手段２０に多数設けられた送風手段４０は、いずれも同一の風速で基板Ｗに向けて送風可能なものであってもよい。その一方で、基板Ｗの温度ムラの発生をより一層確実に防止したい場合は、基板Ｗの外周側に相当する位置にある送風手段４０における送風速度が、前記板状体の中央側の領域の下方に位置する送風手段４０における送風速度よりも低速となるように調整することが望ましい。

上記した冷却装置１０は、空気冷却手段５０を有し、これにより基板Ｗに沿って流れて高温になった空気を冷却することができる。そのため、本実施形態によれば、基板Ｗに対して常に低温の空気を当てることができ、基板Ｗを迅速に冷却することができる。なお、上記実施形態では、各送風手段４０の両脇に空気冷却手段５０を設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記実施形態において複数設けられていた空気冷却手段５０の一部を設けない構成としたり、図６に示すように空気冷却手段５０を全く設けない構成としてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、送風手段４０の下方あるいは上方（図５（ｂ）では下方）に空気冷却手段５０を設けた構成としたり、図５（ｃ）のように冷却手段４０を構成するフィルター４３に代わって空気冷却手段５０を設けた構成としてもよい。

上述のように空気冷却手段５０の一部又は全部を設けない構成とした場合は、図６に示すように、この部分に板状体配置手段２０が上下に連通した空間５５が形成される。このように、送風手段４０に対して隣接する位置に、板状体配置手段２０の上下方向に連通した空間が形成されると、これを介して、基板Ｗの冷却に伴って加熱された空気の一部を送風手段４０の上方側の空間から下方側の空間に向けて逃がすことができる。従って、図６のような構成を採用した場合についても、基板Ｗの冷却に伴って昇温した空気が基板Ｗの裏側にこもりにくく、基板Ｗをムラなくスムーズに冷却することができる。また、この場合、冷却装置１０の側方に別途送風装置を設け、この送風装置によって外気を送る構成とすれば、より一層冷却効果を向上させることができる。

上記した冷却装置１０は、各送風手段４０により基板Ｗを下方側からのみ冷却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。具体的には、例えば冷却装置１０において各板状体配置手段２０の上方にある他の板状体配置手段２０の底面側に送風手段４０や送風ファン４１に相当するものを設けた構成としてもよい。かかる構成とすれば、基板Ｗの下方からだけでなく、上方からも空気を吹き付けて冷却することができ、より一層冷却効率を上げることができる。

また、例えば図７に示すように、上下方向に並ぶように設けられた板状体配置手段５７の下面側に送風手段４０を設け、これによる送風を下方側に隣接する位置にある板状体配置手段５７に設けられた支持ピン２３上に配置された基板Ｗに吹きつけ、冷却する構成としてもよい。図７に示すように、送風手段４０を基板Ｗに対して近接する位置に配し、両者の間隔を小さくすれば、送風手段４０の作動に伴って発生した風が送風手段４０と基板Ｗとの間を次々と高速で流れることとなり、基板Ｗがスムーズに冷却されることとなる。

なお、図７のように送風手段４０を基板Ｗに対して上方に近接する位置に設けた場合は、移載装置１１のフォーク爪１３を差し込んで基板Ｗを出し入れする際に基板Ｗや移載装置１１が上下動するのに要する高さに対して基板Ｗと送風手段４０との間隔が狭くなる可能性がある。このよう事態が想定される場合は、支持ピン２３を上下方向に伸縮可能なものとしたり、上下に隣接する板状体配置手段５７同士の間隔を拡大できる構成とすることが望ましい。

上記実施形態では、縦梁２１や横梁２２を組み合わせて構成される骨格構造状の板状体配置手段２０に対し、個別に送風ファン４１を備えた送風手段４０を複数取り付けた構成を例示したが、本発明に関連する発明の形態として、例えば図８や図９に示す板状体冷却装置６０（以下、単に冷却装置６０とも称す）のように板状体配置手段６５と、これに対して空気を供給可能な空気供給手段６６とを冷却装置本体６７内に設けると共に、板状体配置手段６５に送風手段として機能する送風部６８（送風手段）や、移載装置１１の作動用の作動領域７０を形成したものが考えられる。

さらに詳細に説明すると、図９に示す冷却装置６０は、図中左側が冷却装置６０の入口側、右側が背面側とされており、フォーク爪１３を入口側から奥行き方向に進退させることにより基板Ｗを出し入れ可能とされている。冷却装置６０を構成する板状体配置手段６５は、図８に示すように中空とされている。板状体配置手段６５の底面側には、接続口６５ａが設けられており、これを介して導入された空気を板状体配置手段６５内の全体に行き渡らせることができる。接続口６５ａは、冷却装置６０の背面側に偏在している。

接続口６５ａには、空気供給手段６６が配管接続されている。空気供給手段６６は、送風機６６ａとフィルタ６６ｂとを有している。送風機６６ａは、冷却装置本体６７内にある空気を吸い込んで板状体配置手段６５側に向けて圧送するものである。また、フィルタ６６ｂは、上述の冷却装置１０で採用されていたフィルタ４３と同様に、いわゆるＨＥＰＡフィルタによって構成されている。フィルタ６６ｂは、送風機６６ａと板状体配置手段６５との間に配されており、送風機６６ａによって圧送される空気中に含まれている粉塵を捕捉可能とされている。

また、板状体配置手段６５内であって、接続口６５ａに隣接する位置には、空気冷却手段６９が設けられている。空気冷却手段６９は、接続口６５ａから板状体配置手段６５内に導入された空気を冷却するためのものである。空気冷却手段６９には、上述の冷却装置１０が備える空気冷却手段５０と同様に水冷式のもの等、適宜のものを採用することができる。

図８に示すように、板状体配置手段６５の底面は、接続口６５ａからフォーク爪１３の進退方向手前側に離れる程上方に向かうように傾斜している。これにより、板状体配置手段６５は、空気の流れ方向上流側から下流側に向かうに連れて、空気流路となる板状体配置手段６５内の断面積が狭くなっている。

また、板状体配置手段６５の天面側には、送風部６８が多数設けられている。送風部６８は、図８に示すように板状体配置手段６５の天面側において上方に向けて突出した直方体状の部分である。また、図９に示すように、送風部６８は、板状体配置手段６５を天面側から平面視した状態において縦横に複数（図９に示す例では縦横それぞれ４つずつ）並ぶように設けられている。

各送風部６８の天面６８ａには、小孔によって構成された送風口６８ｂが多数設けられている。また、各送風部６８の四隅には、支持ピン２３が立設されており、この上方に基板Ｗを配置可能とされている。そのため、各送風部６８は、板状体配置手段６５内に導入された空気を送風口６８ｂから上方に向けて放出し、基板Ｗに向けて吹き付けることができる構造となっている。

図９に示す状態において、横方向に４つの送風部６８が並んだ部分をそれぞれ送風手段配置部７１と想定した場合、各送風手段配置部７１の両脇部分は、基板Ｗの出し入れのために移載装置１１が進退して作動するための作動領域７０として使用される領域となる。作動領域７０が形成された部分は、送風部６８よりも一段低くなっている。送風部６８に立設された支持ピン２３および送風部６８の高さの合計、支持ピン２３の先端と作動領域７０の底面との間隔は、基板Ｗの出し入れのために移載装置１１が作動するのに十分な高さとされている。

続いて、冷却装置６０を用いた基板Ｗの冷却処理方法について、冷却装置６０の動作を中心に説明する。冷却装置６０は、上述の熱処理システム１において冷却装置１０の代わりに使用可能なものであり、熱処理装置２による熱処理が完了した基板Ｗを冷却処理するために使用される。冷却装置６０により基板Ｗを冷却する場合は、基板Ｗを搭載した移載装置１１のフォーク部１２が板状体配置手段６５の上方に差し込まれる。この際、フォーク部１２の高さは、基板Ｗが送風部６８に立設された支持ピン２３に干渉しないように調整される。また、フォーク部１２は、各フォーク爪１３が各作動領域７０に侵入可能なように位置調整される。その後、フォーク部１２は、冷却装置６０の入口側（図９の左側）から奥側（図９の右側）に向けて差し込まれる。

フォーク部１２は、冷却装置６０の奥側まで侵入した状態になると、ゆっくりと作動領域７０内で降ろされる。これにより、基板Ｗが、フォーク部１２から各支持ピン２３上に移載された状態になる。基板Ｗの移載が完了すると、フォーク部１２は、水平移動し、作動領域７０から抜き去られる。

上記したようにして基板Ｗが板状体配置手段６５にセットされた状態において、空気供給手段６６の送風機６６ａが作動すると、図８（ａ）に矢印で示すように、接続口６５ａからフィルター６６ｂを通過して清浄化された空気が板状体配置手段６５の内側に導入される。板状体配置手段６５内に導入された空気は、板状体配置手段６５の天面側に多数設けられた送風部６８に向けて流れる。各送風部６８に至った空気は、図８（ｂ）に矢印で示すように、天面６８ａに設けられた送風口６８ｂから上方にある基板Ｗに向けて吹き付けられる。

基板Ｗに向けて吹き付けられた空気は、送風部６８の周囲に向けて流れる。ここで、上記したように、送風部６８は、板状体配置手段６５の天面側において直方体状に突出しており、作動領域７０を構成する部分や、送風手段配置部７１に並ぶ送風部６８同士の間の部分は、送風部６８よりも一段低くなっている。そのため、基板Ｗに向けて吹き付けられた空気は、送風部６８と基板Ｗとの間にこもることなく、送風部６８の側方に形成された一段低い溝状の領域を通り、板状体配置手段６５の外周側に向けて流れる。その後、この空気は、板状体配置手段６５の外側に向けて排出される。

上記したようにして、送風部６８から吹き出す空気流により基板Ｗが所定の温度まで冷却された状態になると、移載装置１１が作動領域７０内に差し込まれ、基板Ｗが持ち上げられる。その後、移載装置１１により基板Ｗが冷却装置６０から抜き出されると、一連の冷却処理が完了する。

上記したように、冷却装置６０においては、板状体配置手段６５の天面側に、上方側に向けて突出した送風部６８が複数並べて設けられており、送風部６８が一列に並んだ送風手段配置部７１の側方にある作動領域７０を移載装置１１の作動用の空間として有効利用できる。そのため、冷却装置６０では、支持ピン２３の高さを最小限に抑制することができる。

また、冷却装置６０では、支持ピン２３の高さが最小限で済むため、支持ピン２３上に配した基板Ｗと送風部６８の天面６８ａとの間隔が小さい。そのため、冷却装置６０では、基板Ｗと天面６８ａとの間に送風部６８の送風口６８ｂから出る低温の空気が次々と高速で流れることとなる。従って、冷却装置６０によれば、基板Ｗを迅速に冷却することができる。

冷却装置６０では、送風部６８が他の部分よりも一段高くなっているため、平面視した状態で縦横に隣接する位置にある送風部６８同士の間の部分は、空気を通過させるための溝として機能する。そのため、冷却装置６０において送風部６８から基板Ｗに向けて吹き付けられた空気は、送風部６８と基板Ｗとの間にこもることなく、送風部６８の側方に形成された溝状の部分を板状体配置手段６５の外周側に向けて流れ、排出される。従って、冷却装置６０では、基板Ｗとの熱交換によって加熱された空気が板状体配置手段６８の外側に向けてスムーズに排出される。また、冷却装置６０では、基板Ｗの冷却に伴って加熱された空気が基板Ｗの下方からスムーズに排出されるため、基板Ｗがムラなくほぼ均一に冷却される。

冷却装置６０は、上記した冷却装置１０のように多数の送風手段４０や空気冷却手段５０、フィルタ４３を設ける必要がない。また、冷却装置６０のような構成とすれば、送風機６６ａとして送風手段４０で採用されていた送風ファン４１よりも大型のものを使用することができる。そのため、冷却装置６０のような構成とすれば、製造コストを抑制することができる。

冷却装置６０において、板状体配置手段６５の底面は、空気の流れ方向下流側（図８において左側）に向かうにつれて上方に傾斜しており、空気が流れる部分の断面積が徐々に小さくなっている。そのため、板状体配置手段６５内を流れる空気および各送風部６８から吹き出す空気の流速は、接続口６５ａに近い上流側の部分と、接続口６５ａから離れた下流側の部分とで大差なくほぼ均一である。従って、冷却装置６０では、基板Ｗに対して部位によらず略均一の風速で空気を基板Ｗに向けて吹き付けることができ、基板Ｗをムラなくほぼ均一に冷却できる。なお、上記した冷却装置６０では、各送風部６８から吹き出す空気の流速をほぼ均一にすることを考慮し、板状体配置手段６５の底面を傾斜させた構成を例示したが、これに限定されるものではなく、板状体配置手段６５の底面はほぼ水平なものであってもよい。

上記形態では、板状体配置手段６５の底面に接続口６５ａを設けた構成を例示したが、板状体配置手段６５の側面に接続口６５ａを設けた構成としてもよい。また、図８に示す例では、接続口６５ａは、板状体配置手段６５の外周側に偏在した位置に設けられているが、代わりに、例えば板状体配置手段６５の底面の中央近傍に設けた構成としてもよい。

上記した冷却装置６０では、一体的に形成された板状体配置手段６５に作動領域７０を介して複数列（図９に示す例では４列）分の送風手段配置部７１を設けた構成を例示したが、代わりに、例えば図１０に示す板状体配置手段８０のように、上記した板状体配置手段６５において送風手段配置部７１に相当する部分からなる送風手段配置部８１を複数、所定の間隔を空けて配し、各送風手段配置部８１に空気供給手段６６を配管接続すると共に、各送風手段配置部８１の両脇にある空間を移載装置１１を作動させるための作動領域８２として活用することとしてもよい。なお、図１０に示すような構成とした場合は、図８や図９に示した例のように空気供給手段６６の下流側に空気冷却手段６９を設ける代わりに、空気供給手段６６の上流側に空気冷却手段８３を設ける構成とすれば、各送風手段配置部８１毎に空気の冷却用の手段を設ける必要がなく、装置構成を簡略化することができる。

図９や図１０に示した例において、各送風部６８に設けた送風口６８ｂの開口径や配置密度は部位によらず同一であったが、代わりに、送風口６８ｂの開口径や配置密度が部位によって相違していてもよい。具体的には、例えば上方に基板Ｗを配した状態において、基板Ｗの中央側に相当する位置にある送風部６８に設けた送風口６８ｂの開口径を基板Ｗの外周側に相当する位置にある送風部６８に設けた送風口６８ｂのものよりも大きくしたり、基板Ｗの中央側に相当する位置にある送風部６８に外周側に相当する位置にある送風部６８よりも多くの送風口６８ｂを設けた構成としてもよい。このような構成とすれば、通常は放熱が大きく冷却されやすいものと想定される基板Ｗの周辺部よりも、中央側の部分における冷却能力を上げ、基板Ｗ全体をムラなくほぼ均一に冷却することができる。

本発明の一実施形態に係る熱処理システムを示す装置構成図である。 板状体冷却装置の内部構造を示す装置構成図である。 板状体配置手段を示す平面図である。 （ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）は図３に示す板状体配置手段における送風手段近傍の構造および空気の流れを模式的に示した側面図であり、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ送風手段と空気冷却手段との配置の変形例を示す側面図である。 図３に示す板状体配置手段の変形例を示す平面図である。 板状体配置手段の変形例の要部を拡大した側面図である。 （ａ）は図２に示す板状体冷却装置の変形例を示す装置構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大した断面図である。 図８に示す板状体冷却装置を示す平面図である。 図８および図９に示す板状体冷却装置の変形例を示す平面図である。

１ 熱処理システム
２ 熱処理装置
１０，６０ 板状体冷却装置（冷却装置）
１１ 移載装置
２０，６５，８０ 板状体配置手段
２３ 支持ピン（支持手段）
２５，７０，８２ 作動領域
３０，７１，８１ 送風手段配置部
４０ 送風手段
４１ 送風ファン
４３ フィルタ
５０，６９，８３ 空気冷却手段
５５ 空間
６８ 送風部（送風手段）
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 冷却対象である板状体が配置される板状体配置手段と、前記板状体の下面側又は上面側に位置し、前記板状体の下面又は上面に向けて送風する送風手段とを有し、前記板状体を前記板状体配置手段に対して側方から出し入れし、前記板状体配置手段上に配置可能なものであり、前記板状体配置手段が、前記板状体を下方から支持する支持手段と、送風手段に隣接配置される空気冷却手段とを有し、前記空気冷却手段は板状体を冷却した後の空気を冷却し、空気冷却手段で冷却された前記空気が、送風手段から板状体に向けて吹き付けられることを特徴とする板状体冷却装置。
2. 前記送風手段が配された送風手段配置部と、当該送風手段配置部の側方に設けられた作動領域とを有し、当該作動領域において前記板状体の出し入れ用の移載装置が作動可能であることを特徴とする請求項１に記載の板状体冷却装置。
3. 板状体配置手段に、複数の送風手段が間隔を空けて配されており、当該送風手段に隣接する位置に形成された空間を介して、前記送風手段よりも上方側の空間と下方側の空間との間で空気が通過可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の板状体冷却装置。
4. 板状体配置手段に、送風手段が複数設けられており、板状体配置手段の上方に板状体を配置した状態において、当該板状体の外周側の領域で前記板状体に沿って流れる空気の風速が、前記板状体の中央側の領域で前記板状体に沿って流れる空気の風速よりも低速であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の板状体冷却装置。
5. 板状体の熱処理を行う熱処理装置と、請求項１〜４のいずれかに記載の板状体冷却装置と、熱処理された板状体を取り出して前記板状体冷却装置に搬入する移載装置とを有することを特徴とする熱処理システム。

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