TWI387717B - 熱處理裝置 - Google Patents

Description

熱處理裝置

本發明係關於一種熱處理裝置，對電漿顯示用玻璃基板等平板狀脆性被處理物，在中空之搬送路徑內進行加熱處理、徐冷處理及冷卻處理等熱處理。

作為對電漿顯示用玻璃基板等平板狀脆性被處理物進行熱處理之方式，載置(setter)方式為一般所習知。在載置方式之熱處理中，將被處理物載置於稱為載置玻璃(setter glass)的高強度耐熱用厚板載台上，透過複數個搬送滾柱之旋轉，將其在爐內之搬送路徑內搬送(參照，例如專利文獻1)。

例如，在對被處理物為寬度1460mm、長度1030mm、厚度2.8mm之玻璃基板熱處理時，一般使用寬度1600mm、長度1200mm、厚度5mm之載置玻璃。

載置方式必須加熱及冷卻熱容量比被處理物還要大之載置玻璃，因此消耗能量大，加熱及冷卻時間亦變長。

因此，習知為回應省能及小型化之要求，提案有不使用載置玻璃之無載置方式的熱處理。在無載置方式之熱處理中，因為直接將被處理物載置於搬送滾柱上搬送，因而不需要加熱及冷卻大熱容量之載置玻璃，消耗能量變小，且使加熱及冷卻區域縮小。

(專利文獻1)日本專利特開2004－293877號公報

玻璃基板等具脆性之平板狀被處理物，在熱處理中有時會在爐內破裂。在熱處理中，被處理物發生破裂時，在載置方式之熱處理中，被處理物仍停留在載置器上，但在無載置方式之熱處理中，一部份被處理物會從複數個搬送滾柱間落下至下方。所落下之一部份被處理物，若較從底面之內部構件至搬送面之距離還要大，有可能從複數個搬送滾柱之間突出於搬送面之上方，而妨礙後續被處理物之搬送。

因此，有必要提早檢測到被處理物在爐內之破裂，而停止被處理物之搬送，以將落下之一部份被處理物除去。但是，當欲對破裂之一部分被處理物的落下進行光學檢測時，因破裂之一部份被處理物的落下位置和大小等不固定，於是有必要沿被處理物之搬送路徑配置多數感測器，故使成本上升。另外，亦有光學感測器無法確實檢測例如玻璃基板等，具透光性之被處理物落下的情況。

本發明之目的在於提供一種無載置方式之熱處理裝置，能以廉價成本提早且確實地檢測在爐內發生的被處理物破裂。

本發明之熱處理裝置，具備有外壁構件、複數個搬送滾柱、複數個內側構件、露出部、振動檢測手段及控制手段。外壁構件覆蓋在搬送被處理物的搬送路徑之周圍。複數個搬送滾柱在沿搬送路徑的複數個位置中分別支撐成可自由旋轉的狀態。複數個內側構件沿搬送路徑配置在複數個搬送滾柱之下方。露出部從複數個內側構件中之至少1個，貫通外壁構件而露出外部。振動檢測手段配置於露出部，且從露出部檢測在搬送路徑搬送之中，被處理物之一部份落下至內側構件而產生的振動，並將檢測信號輸出。控制手段根據檢測信號控制搬送滾柱之滾動，以防止落下的被處理物之一部分與後續搬送的被處理物互相接觸。

根據該構成，位在沿搬送路徑配置的複數個搬送滾柱之下方的內側構件，其一部份貫通外壁構件而露出外部，並於該露出部配置有振動檢測手段。因此，在爐內被處理物破裂而被處理物之一部分落下至搬送滾柱之下方時，因與被處理物之一部分抵接而在內側構件產生的振動，向爐外之露出部傳播並為振動檢測手段所檢測。根據檢測到振動的振動檢測手段之檢測信號，控制搬送滾柱之驅動，可防止落下的被處理物之一部分與後續搬送的被處理物發生接觸。

另外，沿搬送路徑至少具備加熱區域、徐冷區域及冷卻區域，在複數個內側構件之中，可以至少在配置於徐冷區域中的內側構件上具有露出部。

根據該構成，至少配置在徐冷區域的內側構件所產生的振動，可藉在爐外之露出部由振動檢測手段檢測出。因此，能在被處理物容易破裂的徐冷區域中，檢測內側構件之振動。

更進一步，控制手段在振動檢測手段檢測出振動時，在複數個搬送滾柱之中，使搬送路徑中，配置在產生振動的內側構件上游側之範圍的搬送滾柱停止驅動。

根據該構成，對位在因破裂的被處理物之一部分落下而產生振動的內側構件之上游側的被處理物停止搬送，而能防止落下的被處理物之一部分與其後續搬送而來的被處理物間發生抵接，可防止被處理物之破損擴大。

另外，控制手段在振動檢測手段檢測出振動時，根據檢測信號判別落下的被處理物之大小，是否足夠露出搬送滾柱之上面側，僅在判斷出落下的被處理物為可突出搬送面之上面的大小時，停止對搬送滾柱之驅動。

根據該構成，僅在判別出落下的被處理物之一部分大小，足以露出搬送滾柱之上面側時，停止對搬送滾柱之驅動。因此，在落下的被處理物之一部分較小，不影響其後續搬送的被處理物之情況下，繼續搬送被處理物。

根據本發明之熱處理裝置，能在爐內被處理物破裂而被處理物之一部分落下至搬送滾柱的下方之情況，藉由肇因於被處理物之一部分的抵接，在內側構件上產生而後往爐外之露出部傳播的振動，以廉價成本提早且確實地進行檢測。另外，根據檢測出振動的振動檢測手段之檢測信號，控制對搬送滾柱之驅動，能防止落下的被處理物之一部分與在其後續搬送的被處理物間發生抵接。

圖1(A)及(B)係表示本發明實施形態中，熱處理裝置10之構成的要部側面剖視圖及正面剖視圖。熱處理裝置10作為一例，對電漿顯示用玻璃基板(被處理物20)進行無載置方式之熱處理。熱處理裝置10具備有外壁構件11~14、搬送滾柱2、耐熱玻璃31~34、振動感測器4、及搬送馬達24。

外壁構件11~14由絕熱材料構成，並分別覆蓋搬送被處理物20的搬送路徑之上面、下面及左右側面。外壁構件11至少在其內側面配備有未圖式之加熱器。各外壁構件11~14沿箭頭X所示之搬送路徑分割成複數區。

耐熱玻璃31~34，作為本發明之內側構件，分別配置成覆蓋於外壁構件11~14之爐內面側。耐熱玻璃31~34防止從外壁構件11~14脫離的塵埃附著至被處理物20上。各耐熱玻璃31~34沿搬送路徑分割成複數區。

搬送滾柱2配置在沿搬送路徑之各複數個位置中。搬送滾柱2之兩端部貫通外壁構件13及外壁構件14暨耐熱玻璃33及耐熱玻璃34，並在左側面側及右側面側之爐外透過軸承21、22支撐成可自由旋轉之狀態。在搬送滾柱2右側面之爐外處露出之端部上固定有鏈輪(sprocket)23。搬送馬達24之旋轉透過鏈條25傳達至鏈輪23。

各複數個耐熱玻璃32，並非黏接支撐於外壁構件12上，而是除外壁構件13、14之下部及中間位置外，以非接觸之方式支撐，以避免對其他構件傳播振動，而將耐熱玻璃32(內側構件)內之振動衰減抑制為最小限度。但是，當振動之衰減不成為問題時，亦可黏接支撐。

於各複數個耐熱玻璃32之左側面的端部處，延伸而形成從左側外壁構件13露出於爐外的露出部5。各個露出部5上安裝有作為振動檢測手段之振動感測器4。振動感測器4檢測發生在耐熱玻璃32而後往露出部5傳播之振動，並輸出檢測信號。

圖2表示熱處理裝置10中熱處理內容之一例。熱處理裝置10將被處理物20從爐內搬送路徑之一端搬送至另一端，在此間對被處理物20施行第1均熱處理、第2均熱處理、徐冷處理及冷卻處理。

第1均熱處理將被處理物20例如加熱至350℃的狀態維持20分鐘。第2均熱處理將被處理物20例如加熱至600℃的狀態維持30分鐘。徐冷處理使被處理物20花費1小時而冷卻至400℃。冷卻處理使被處理物20於約50分鐘冷卻至常溫。

圖3係表示熱處理裝置10中控制部6構成之一例的方塊圖。作為本發明控制手段之控制部6在具有ROM(唯讀記憶體)62及RAM(隨機存取記憶體)63的CPU(中央處理器)61之外，尚連接有A/D轉換器64、馬達驅動器65等而構成。

A/D轉換器64之配備數量與振動感測器4相等，並於各複數個A/D轉換器64分別連接有振動感測器4。各A/D轉換器64將振動感測器4之檢測信號轉換為數位資料而輸入至CPU61。

CPU61，一邊參照從A/D轉換器64輸入的檢測信號，一邊按照ROM62記憶之程式將驅動資料輸出至馬達驅動器65。

馬達驅動器65上連接有搬送馬達24。馬達驅動器65根據從CPU61輸出的驅動資料驅動搬送馬達24。

圖4係表示CPU61之處理的流程圖。在對被處理物20熱處理時，CPU61透過馬達驅動器65驅動搬送馬達24(S1)。因此，被處理物20在爐內沿搬送路徑被搬送。

在執行熱處理中，CPU61判別複數個振動感測器4之任一個是否檢測到振動(S2)。當振動感測器4之任一個檢測到振動時，CPU61停止驅動搬送馬達24(S3)。

在除去落下物而指示再次開始處理之時，及複數個振動感測器4之任一個皆未檢測到振動時，驅動搬送馬達24並持續被處理物20之搬送，直到有結束處理之指示。(S4、S5)

熱處理裝置10在不使用載置玻璃之狀態下，使被處理物20直接載置於搬送滾柱2而在爐內搬送。當在爐內搬送中的被處理物20破裂而其一部份從搬送滾柱2落下至下方時，耐熱玻璃32因被處理物20之一部分的抵接而產生振動，該振動傳播至露出部5。因此，能判斷出在露出部5配備有檢測出振動之振動感測器4的耐熱玻璃32所在區域中，發生被處理物20破裂，其一部份從搬送滾柱2落下。

在自搬送滾柱2落下之物比較大時，落下物之一部分突出於搬送面上方，若置之不理，則與後續搬送的被處理物20發生衝撞。當振動感測器4之任一個檢測到振動之際，即停止搬送馬達24驅動，藉此停止被處理物20在搬送路徑中移動，故能防止後續搬送之被處理物20與落下物衝撞而發生破損。

另外，亦可於CPU61配備顯示手段，使CPU61將檢測到振動之振動感測器4所配置的位置顯示於顯示手段中。可將落下物正確特定而使除去作業容易。亦可於各個振動感測器4附近分別配設顯示燈等顯示手段，透過最接近檢測到振動之振動感測器4的顯示手段進行顯示。

圖5表示透過振動感測器4檢測振動狀態之實驗結果一例。在圖中可明顯看出，配置於耐熱玻璃32之露出部5的振動感測器4之輸出電壓(檢測信號)，隨落下至其耐熱玻璃32之破片變大而增加。又，該輸出電壓與外力作用於熱處理裝置10整體時、熱處理裝置10本身之振動時、破片落下至鄰接之耐熱玻璃上時，振動感測器4所輸出之電壓，皆有很大的差異。

因此，從振動感測器4之輸出電壓，能判別落下至安裝有振動感測器4的露出部5之耐熱玻璃32的破片大小。

但是，因處理溫度差異而造成的輸出電壓差異雖小，但輸出電壓依被處理物20之形狀和厚度、底面的耐熱玻璃32之大小和支撐狀態、落下高度等差異之諸條件而變化，所以應適當設定最適合的臨界值。

在從被處理物20落下之破片十分小時，完全落下至耐熱玻璃32上，不會與後續搬送之被處理物20發生衝撞。在從被處理物20落下之破片比較大時，其一部份突出至搬送滾柱2之上側，因此與後續搬送之被處理物20發生衝撞。

因此，亦可僅在從振動感測器4之輸出電壓判斷出碎片比較大時，在S5中停止搬送馬達24之驅動。可僅在被處理物20所產生之破裂對後續被處理物20之熱處理帶來妨礙時中斷熱處理作業，在對後續被處理物20之熱處理不造成妨礙時，繼續進行熱處理作業。

更進一步，從振動感測器4之輸出電壓，能正確檢測破片已落下至具備安裝有振動感測器4的露出部5之耐熱玻璃32上。

因此，對分割搬送路徑而成的複數個區域，由搬送馬達24分別同時提供其所包含的每個搬送滾柱2之旋轉，亦可在S5處理中僅停止配置於檢測到振動之振動感測器4的區域之上游側區域的搬送滾柱2之旋轉。因被處理物20在從落下物所存在之區域繼續往下游側搬送，所以在爐內搬送中的被處理物20之中，能對不可能與落下物發生衝撞的被處理物20適當完成熱處理。

另外，在上述實施形態中，包含在同一狀態下驅動之複數個搬送滾柱2的同一個區域，與各振動感測器4所配置的區域劃分未必一致。搬送滾柱2之配置位置與振動感測器4之配置位置可以相互不同之基準設定。該情況下，預先決定搬送滾柱2之配置位置與振動感測器4之配置位置的對應關係，根據該對應關係在任一個振動感測器4檢測到振動之際，可決定應被控制驅動的上游側之搬送滾柱2。

此處，所謂上游側之搬送滾柱2，意味搬送有可能受到被處理物20之一部分落下影響的其他被處理物20之中的搬送滾柱2，不一定意味搬送滾柱2對振動感測器4位在實體性地上游側。因此，在被處理物20之一部分落下之際，對檢測到振動的振動感測器4之配置位置實體性地位在下游側的搬送滾柱2，亦可停止其旋轉。

2．．．搬送滾柱

4．．．振動感測器(振動檢測手段)

5．．．露出部

6．．．控制部(控制手段)

10．．．熱處理裝置

11~14．．．外壁構件

20．．．被處理物

21、22．．．軸承

23．．．鏈輪

24．．．搬送馬達

25．．．鏈條

31~34．．．耐熱玻璃(內側構件)

61．．．CPU(中央處理器)

62．．．ROM(唯讀記憶體)

63．．．RAM(隨機存取記憶體)

64．．．A/D轉換器

65．．．馬達驅動器

圖1(A)、(B)係表示本發明實施形態之熱處理裝置10的構成之側面剖視圖及正面剖視圖。

圖2係表示熱處理裝置10中的熱處理內容之一例。

圖3係表示熱處理裝置10中的控制部6構成之一例的方塊圖。

圖4係表示CPU61處理步驟之一例的流程圖。

圖5表示透過振動感測器4檢測振動狀態之實驗結果的一例。

2．．．搬送滾柱

4．．．振動感測器(振動檢測手段)

5．．．露出部

10．．．熱處理裝置

11~14．．．外壁構件

20．．．被處理物

21、22．．．軸承

23．．．鏈輪

24．．．搬送馬達

25．．．鏈條

31~34．．．耐熱玻璃(內側構件)

Claims (4)

1. 一種熱處理裝置，其特徵在於具備有，外壁構件，其覆蓋在搬送被處理物的搬送路徑之周圍；複數個搬送滾柱，其在沿上述搬送路徑的複數個位置中分別支撐成可自由旋轉的狀態；複數個內側構件，其沿上述搬送路徑配置在上述複數個搬送滾柱之下方；露出部，其從上述複數個內側構件中之至少1個，貫通上述外壁構件而露出外部；振動檢測手段，為配置於上述露出部的振動檢測手段，其檢測在上述搬送路徑搬送之中，被處理物之一部份落下至上述內側構件而產生的振動，並將檢測信號輸出；及，控制手段，其根據上述檢測信號控制上述搬送滾柱之滾動，以防止落下的被處理物之一部分與後續搬送的被處理物互相接觸。
2. 如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中，沿上述搬送路徑至少具備有加熱區域、徐冷區域及冷卻區域；上述露出部在上述複數個內側構件之中，至少具備於上述徐冷區域中所配置的內側構件。
3. 如申請專利範圍第1或2項之熱處理裝置，其中，上述控制手段，具備有進行停止處理之構成，在上述振動檢測手段檢測出振動時，在上述複數個搬送滾柱之中，對配置在上述搬送路徑，位於產生上述振動的上述內側構件更上游側之範圍的搬送滾柱使其停止驅動。
4. 如申請專利範圍第3項之熱處理裝置，其中，上述控制手段具備如下之構成：在上述振動檢測手段檢測出振動時進行判別處理，其根據上述檢測信號判別落下至上述複數個內側構件之任一個的被處理物之一部分的大小，是否足以露出上述複數個搬送滾柱之上面側；僅在上述判斷處理中判斷出落下的被處理物之一部分的大小，足以露出上述複數個搬送滾柱之上面側時，進行上述停止處理。