JP2002267370A - 加熱炉及び被加熱物の加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加熱物の温度を直接測定して熱処理が行え
る加熱炉を得る。 【解決手段】 炉体２内で被加熱物４の下面を支持体３
で支持した状態で、ヒータ５ａ，５ｂで被加熱物４を加
熱する。支持体３には、被加熱物４を支持体３の上に載
せていない状態ではセンサー上端部８ａが支持体３より
上に突出していて、被加熱物４を支持体３の上に載せた
状態では被加熱物４の荷重を支持体３で支えてセンサー
上端部８ａを被加熱物４に接触させている温度センサー
８を組み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示器
やプラズマディスプレイの如きフラットパネル表示器の
フラットパネル等の被加熱物を加熱するのに好適な加熱
炉及び該加熱炉を用いた被加熱物の加熱方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば液晶表示器やプラズマディ
スプレイの如きフラットパネル表示器のフラットパネル
等の薄い板状の被加熱物を加熱する遠赤外線加熱炉は、
図９（Ａ）（Ｂ）に縦断面図及び横断面図を示すように
前後が開口部１ａ，１ｂとなっている炉体２内に、複数
本の石英管よりなる支持体３がステンレススチール等の
支持具１０により水平に前後方向に沿って同じ高さで個
々に支持されて配置され、これら支持体３に液晶表示器
やプラズマディスプレイの如きフラットパネル表示器の
フラットパネル等の薄い板状の被加熱物４がロボットハ
ンドのフォークで搬入されて配置され、炉体２内の上下
に配置された遠赤外線ヒータ５ａ，５ｂで遠赤外線加熱
されるようになっていると共に、遠赤外線ヒータ５ａ，
５ｂの被加熱物４に対向する面には所定間隔で温度セン
サーとして熱電対６が取り付けられて温度が測定され、
且つ開口部１ａ，１ｂには蝶番１２で開閉可能に蓋７
ａ，７ｂが取付けられた構造になっていた。

【０００３】このような遠赤外線加熱炉で、液晶表示器
やプラズマディスプレイの如きフラットパネル表示器の
フラットパネル等の薄い板状の被加熱物４を加熱する場
合には、所定の温度パターンで被加熱物４を加熱する必
要があり、このため従来は図１０及び図１１に示すよう
に事前に支持体３上に、温度センサーとしての複数の熱
電対８を所定配置で取り付けた被加熱物４´を配置し、
これら熱電対８で直接被加熱物４´の温度が所定の温度
パターンで加熱されるように遠赤外線ヒータ５ａ，５ｂ
へ供給する電力を決定していた。しかる後、熱電対８付
きの被加熱物４´を撤去し、処理すべき被加熱物４を炉
体２内で支持体３上に配置し、遠赤外線ヒータ５ａ，５
ｂへ事前に決めた電力を供給して加熱を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の加熱炉では、処理すべき被加熱物４を炉体２
内で支持体３上に配置しての加熱時には、遠赤外線ヒー
タ５ａ，５ｂの温度は熱電対６で測定しているものの、
処理すべき被加熱物４の温度は測定していないので、実
際にいかなる温度で該被加熱物４が熱処理されたのか分
からず、所望の温度で正確に加熱を行えない問題点があ
った。

【０００５】また、被加熱物４が実際に加熱されている
温度が分からないので、図１２に示すように被加熱物４
を所定の温度まで加熱する昇温時間Ｈａが長くかかる問
題点があった。なお、図１２において、Ｔｈはヒータ５
ａ，５ｂの温度、Ｔｗは被加熱物４の温度である。

【０００６】本発明の目的は、処理すべき被加熱物の温
度を直接測定して熱処理が行える加熱炉及び被加熱物の
加熱方法を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、昇温時間を短縮でき
る加熱炉及び被加熱物の加熱方法を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の他の目的は、処理すべき被加熱物
を所望の温度で加熱できるように該被加熱物の温度を直
接測定して温度制御を行う被加熱物の加熱方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、炉体内で被加
熱物の下面を支持体で支持した状態で、ヒータで該被加
熱物を加熱する加熱炉を改良するものである。

【００１０】本発明に係る加熱炉では、支持体には、被
加熱物を該支持体の上に載せていない状態ではセンサー
上端部が突出していて、被加熱物を該支持体の上に載せ
た状態では該被加熱物の荷重が該支持体で支えられてセ
ンサー上端部が該被加熱物に接触する温度センサーが組
み込まれていることを特徴とする。

【００１１】また、本発明に係る加熱炉では、支持体と
は別体の複数の温度センサーが被加熱物の下面に接触し
得るように配置されていることを特徴とする。

【００１２】このような加熱炉によれば、被加熱物の荷
重は支持体で支持されるので、温度センサーには被加熱
物の全荷重がかからず、重さが異なる被加熱物でも一定
の荷重がかかった状態で被加熱物の温度を直接測定する
ことができる。熱電対のような温度センサーでは、セン
サー上端部にかかる荷重が変わると測定温度も変化する
が、本発明によれば重さが異なる被加熱物でも一定の荷
重がかかった状態で被加熱物の温度を直接測定すること
ができ、荷重の変化による測定誤差をまねかずに被加熱
物の温度測定を行うことができる。また、被加熱物の温
度を直接測定できると、被加熱物の温度が即時に分かる
ので、ヒータへの通電等を制御して被加熱物の昇温時間
を短縮することができる。また、被加熱物の温度を記録
して、設備の経年変化や製品の品質管理を行うこともで
きる。従来、炉体が多段に構成された遠赤外線多段枚葉
炉で、例えばフラットパネル表示器のフラットパネル等
の薄い板状の被加熱物を加熱する場合、被加熱物の温度
管理やモニタを直接行うことはできなかったが、本発明
によれば容易にこれを行うことができ、加熱温度が管理
された品質の安定した被加熱物を得ることができる。

【００１３】特に、温度センサーが支持体に組み込まれ
ていると、確実に被加熱物の荷重を支持体で負担させた
状態で、該被加熱物の下面に一定荷重で温度センサーを
接触させることができ、安定した状態で被加熱物の温度
の測定を行うことができる。

【００１４】支持体とは別体の温度センサーを被加熱物
の下面に接触させる場合には、温度センサーを後からで
も所望の箇所に配置することができ、被加熱物の所望の
箇所の温度測定を容易に行うことができる。しかし、こ
の場合には、支持体と温度センサーとの熱膨張係数の違
いにより、支持体が被加熱物の荷重を支えた状態で温度
センサーが被加熱物に接触できなかったり、支持体が被
加熱物の荷重を支えずに温度センサーで被加熱物の荷重
を支えることになったりする可能性があるので、これら
がないように配慮する必要がある。

【００１５】上記の支持体は、断面が円形の石英体を複
数本水平に並べて形成されていることが好ましい。支持
体を石英で形成すると、加熱時に支持体から異物が放出
されるのを防止することができる。

【００１６】また、本発明に係る加熱炉では、支持体と
して複数の温度センサーが用いられ、これら温度センサ
ーで被加熱物が支持されるようになっている。

【００１７】このような加熱炉によれば、被加熱物の温
度を直接測定することができる。この構造でも、温度セ
ンサーを後からでも所望の箇所に配置することができ、
被加熱物の所望の箇所の温度測定を容易に行うことがで
きる。

【００１８】次に本発明は、炉体内で被加熱物の下面を
支持体で支持した状態で、ヒータで該被加熱物を加熱す
る被加熱物の加熱方法を改良するものである。

【００１９】本発明に係る被加熱物の加熱方法では、被
加熱物をヒータで加熱している間に該被加熱物の温度を
該被加熱物に接触している温度センサーで測定すること
を特徴とする。

【００２０】このようにすると、処理すべき被加熱物の
温度を直接測定して熱処理を行うことができる。

【００２１】また本発明に係る被加熱物の加熱方法で
は、被加熱物が所定の温度で加熱されるように該被加熱
物に接触している温度センサーによる測定温度に基づい
てヒータの温度を制御することを特徴とする。

【００２２】このようにすると、処理すべき被加熱物を
所望の温度で加熱できるように該被加熱物の温度を直接
測定して温度制御を行うことができる。

【００２３】また本発明に係る被加熱物の加熱方法で
は、被加熱物がフラットパネル表示器のフラットパネル
であることを特徴とする。

【００２４】このようにすると、フラットパネル表示器
のフラットパネルを設計通りの温度で加熱して熱処理す
ることができ、従来より品質のよいフラットパネルを得
ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）（Ｂ）乃至図５は本発
明を遠赤外線加熱炉に適用した加熱炉における実施の形
態の第１例を示したもので、図１（Ａ）（Ｂ）は被加熱
物を支持体に載せる前の状態を示す縦断面図及び横断面
図、図２は被加熱物を支持体に載せた後の状態を示す横
断面図、図３は各支持体に温度センサーを組み込んだ状
態を示す斜視図、図４は１本の支持体に温度センサーを
組み込んだ状態を示す拡大斜視図、図５は本例での被加
熱物の昇温特性図である。なお、前述した図９及び図１
０と対応する部分には、同一符号を付けて示している。

【００２６】図１（Ａ）（Ｂ）に示すように本例の加熱
炉でも、前後が開口部１ａ，１ｂとなっている炉体２内
に複数本の石英管よりなる支持体３がステンレススチー
ル等の支持具１０により水平に前後方向に沿って同じ高
さで個々に支持されて配置されている。これら支持体３
のうちの特定の支持体３には、図１（Ａ）（Ｂ）乃至図
４に示すように、その長手方向の複数箇所の上面に孔９
があけられ、これらの孔９を利用して温度センサーとし
ての熱電対８がそれぞれ組み込まれている。これら温度
センサーとしての熱電対８は、被加熱物４を支持体３の
上に載せていない状態では、図１（Ａ）（Ｂ）に示すよ
うにセンサー上端部としての熱電対上端部８ａが該支持
体３の上に若干突出していて、図２に示すように被加熱
物４を該支持体３の上に載せた状態では該被加熱物４の
荷重が該支持体３で支えられてセンサー上端部としての
熱電対上端部８ａが該被加熱物４の下面に接触している
ように支持体３に組み込まれている。被加熱物４として
は、例えば液晶表示器やプラズマディスプレイの如きフ
ラットパネル表示器のフラットパネル等の薄い板状のも
のが用いられている。

【００２７】その他の構成は、図９及び図１０と同様に
なっている。

【００２８】このような加熱炉によれば、図２に示すよ
うに被加熱物４の荷重は支持体３で支持されるので、温
度センサーとしての熱電対８には被加熱物４の全荷重が
かからず、重さが異なる被加熱物４でも一定の荷重がか
かった状態で被加熱物４の温度を直接測定することがで
きる。このため熱電対８のような温度センサーでも、荷
重の変化による測定誤差をまねかずに被加熱物４の温度
測定を行うことができる。また、被加熱物４の温度を直
接測定できると、該被加熱物４の温度が即時に分かるの
で、ヒータ５ａ，５ｂへの通電等を制御することによ
り、図５に示すように被加熱物４の昇温時間Ｈｂを短縮
することができる。即ち、Ｈｂ＜Ｈａとなる。なお、図
５において、Ｔｗは被加熱物４の温度、Ｔｈはヒータ５
ａ，５ｂの温度である。また、被加熱物４の温度を記録
して、設備の経年変化や製品の品質管理を行うこともで
きる。

【００２９】また、図６に示すような炉体２が多段に構
成された遠赤外線多段枚葉炉で、例えばフラットパネル
表示器のフラットパネル等の薄い板状の被加熱物４を加
熱する場合、被加熱物４の温度管理やモニタを直接行う
ことができ、加熱温度が管理された品質の安定した被加
熱物４を得ることができる。

【００３０】特に、温度センサーである熱電対８が支持
体３に組み込まれていると、確実に被加熱物４の荷重を
支持体３で負担させた状態で、該被加熱物４の下面に一
定荷重で熱電対８を接触させることができ、安定した状
態で被加熱物４の温度測定を行うことができる。

【００３１】次に、上記の如き加熱炉を用いた被加熱物
の加熱方法の一例について説明する。

【００３２】本例では、被加熱物４をヒータ５ａ，５ｂ
で上下から加熱している間に該被加熱物４の温度を該被
加熱物４に接触している温度センサーとしての熱電対８
で測定する。この際に、被加熱物４が所定の温度で加熱
されるように該被加熱物４に接触している温度センサー
としての熱電対８による測定温度に基づいてヒータ５
ａ，５ｂの温度を図示しない制御器を介してフィードバ
ック制御する。

【００３３】このようにすると、処理すべき被加熱物４
の温度を直接測定して熱処理を行うことができる。ま
た、処理すべき被加熱物４を所望の温度で加熱できるよ
うに該被加熱物４の温度を直接測定して温度制御を行う
ことができ、加熱温度が管理された品質の安定した被加
熱物４を得ることができる。

【００３４】図７は本発明を遠赤外線加熱炉に適用した
加熱炉における実施の形態の第２例を示した要部斜視図
である。

【００３５】本例の加熱炉では、石英管よりなる支持体
３とは別体の複数の温度センサーとしての熱電対８が被
加熱物４の下面に接触し得るように配置されている。そ
の他の構成は、前述した第１例と同様になっている。

【００３６】このように支持体３とは別体の温度センサ
ーとしての熱電対８を被加熱物４の下面に接触させる場
合には、温度センサーとしての熱電対８を後からでも所
望の箇所に配置することができ、被加熱物４の所望の箇
所の温度測定を容易に行うことができる。しかし、この
場合には、支持体３と熱電対８との熱膨張係数の違いに
より、支持体３が被加熱物４の荷重を支えた状態で熱電
対８が被加熱物４に接触できなかったり、支持体３が被
加熱物４の荷重を支えずに熱電対８で被加熱物４の荷重
を支えることになったりする可能性があるので、これら
がないように配慮する必要がある。

【００３７】図８は本発明を遠赤外線加熱炉に適用した
加熱炉における実施の形態の第３例を示した要部斜視図
である。

【００３８】本例の加熱炉では、複数の温度センサーと
しての熱電対８が支持体３として用いられ、これら熱電
対８で被加熱物４が支持されるようになっている。その
他の構成は、前述した第１例と同様になっている。

【００３９】このような加熱炉によれば、被加熱物４の
温度を直接測定することができる。

【００４０】この構造でも、温度センサーとしての熱電
対８を後からでも所望の箇所に配置することができ、被
加熱物４の所望の箇所の温度測定を容易に行うことがで
きる。

【００４１】これら第２例及び第３例の加熱炉を用いた
被加熱物の加熱方法も第１例と同様にして行うことがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る加熱炉では、支持体に、被
加熱物を該支持体の上に載せていない状態ではセンサー
上端部が突出していて、被加熱物を該支持体の上に載せ
た状態では該被加熱物の荷重が該支持体で支えられてセ
ンサー上端部が該被加熱物に接触する温度センサーを組
み込むか、あるいは支持体とは別体の複数の温度センサ
ーを被加熱物の下面に接触し得るように配置したので、
被加熱物の荷重は支持体で支持されることになり、温度
センサーには被加熱物の全荷重がかからず、重さが異な
る被加熱物でも一定の荷重がかかった状態で被加熱物の
温度を直接測定することができる。熱電対のような温度
センサーでは、センサー上端部にかかる荷重が変わると
測定温度も変化するが、本発明によれば重さが異なる被
加熱物でも一定の荷重がかかった状態で被加熱物の温度
を直接測定することができ、荷重の変化による測定誤差
をまねかずに被加熱物の温度測定を行うことができる。
また、被加熱物の温度を直接測定できると、被加熱物の
温度が即時に分かるので、ヒータへの通電等を制御して
被加熱物の昇温時間を短縮することができる。また、被
加熱物の温度を記録して、設備の経年変化や製品の品質
管理を行うこともできる。従来、炉体が多段に構成され
た遠赤外線多段枚葉炉で、例えばフラットパネル表示器
のフラットパネル等の薄い板状の被加熱物を加熱する場
合、被加熱物の温度管理やモニタを直接行うことはでき
なかったが、本発明によれば容易にこれを行うことがで
き、加熱温度が管理された品質の安定した被加熱物を得
ることができる。

【００４３】特に、温度センサーが支持体に組み込まれ
ていると、確実に被加熱物の荷重を支持体で負担させた
状態で、該被加熱物の下面に一定荷重で温度センサーを
接触させることができ、安定した状態で被加熱物の温度
の測定を行うことができる。

【００４４】支持体とは別体の温度センサーを被加熱物
の下面に接触させる場合には、温度センサーを後からで
も所望の箇所に配置することができ、被加熱物の所望の
箇所の温度測定を容易に行うことができる。

【００４５】上記の支持体を石英で形成すると、加熱時
に支持体から異物が放出されるのを防止することができ
る。

【００４６】また、支持体として複数の温度センサーを
用い、これら温度センサーで被加熱物を支持させても、
被加熱物の温度を直接測定することができる。この構造
でも、温度センサーを後からでも所望の箇所に配置する
ことができ、被加熱物の所望の箇所の温度測定を容易に
行うことができる。

【００４７】次に、本発明に係る被加熱物の加熱方法で
は、被加熱物をヒータで加熱している間に該被加熱物の
温度を該被加熱物に接触している温度センサーで測定す
るので、処理すべき被加熱物の温度を直接測定して熱処
理を行うことができる。

【００４８】また本発明に係る被加熱物の加熱方法で、
被加熱物が所定の温度で加熱されるように該被加熱物に
接触している温度センサーによる測定温度に基づいてヒ
ータの温度を制御すると、処理すべき被加熱物を所望の
温度で加熱できるように該被加熱物の温度を直接測定し
て温度制御を行うことができる。

【００４９】また本発明に係る被加熱物の加熱方法で、
被加熱物がフラットパネル表示器のフラットパネルであ
ると、フラットパネル表示器のフラットパネルを設計通
りの温度で加熱して熱処理することができ、従来より品
質のよいフラットパネルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）（Ｂ）は本発明を遠赤外線加熱炉に適用
した加熱炉における実施の形態の第１例で被加熱物を支
持体に載せる前の状態を示す縦断面図及び横断面図であ
る。

【図２】本例で被加熱物を支持体に載せた後の状態を示
す縦断面図である。

【図３】本例で各支持体に温度センサーを組み込んだ状
態を示す斜視図である。

【図４】本例で１本の支持体に温度センサーを組み込ん
だ状態を示す拡大斜視図である。

【図５】本例での被加熱物の昇温特性図である。

【図６】本発明を適用した遠赤外線多段枚葉炉の縦断面
図である。

【図７】本発明を遠赤外線加熱炉に適用した加熱炉にお
ける実施の形態の第２例を示した要部斜視図である。

【図８】本発明を遠赤外線加熱炉に適用した加熱炉にお
ける実施の形態の第３例を示した要部斜視図である。

【図９】（Ａ）（Ｂ）は従来の加熱炉の縦断面図及び横
断面図である。

【図１０】従来の加熱炉で被加熱物の温度を測定する例
を示す縦断面図である。

【図１１】従来の加熱炉で被加熱物の温度を測定する例
の要部構成を示す斜視図である。

【図１２】従来の加熱炉での被加熱物の昇温特性図であ
る。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 開口部 ２ 炉体 ３ 支持体 ４，４´ 被加熱物 ５ａ，５ｂ 遠赤外線ヒータ ６ 熱電対 ７ａ，７ｂ 蓋 ８ 熱電対（温度センサー） ８ａ 熱電対上端部（センサー上端部） ９ 孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹井 弘一 東京都青梅市今井３丁目７番地８ 株式会 社デンコー内 Ｆターム(参考） 4K055 HA01 HA12 4K056 AA08 BA02 BB05 CA18 FA04 FA12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体内で被加熱物の下面を支持体で支持
   した状態で、ヒータで該被加熱物を加熱する加熱炉にお
   いて、 前記支持体には、前記被加熱物を該支持体の上に載せて
   いない状態ではセンサー上端部が該支持体より上に突出
   していて、前記被加熱物を該支持体の上に載せた状態で
   は該被加熱物の荷重が該支持体で支えられて前記センサ
   ー上端部が該被加熱物に接触する温度センサーが組み込
   まれていることを特徴とする加熱炉。
2. 【請求項２】 炉体内で被加熱物の下面を支持体で支持
   した状態で、ヒータで該被加熱物を加熱する加熱炉にお
   いて、 前記支持体とは別体の複数の温度センサーが前記被加熱
   物の下面に接触し得るように配置されていることを特徴
   とする加熱炉。
3. 【請求項３】 前記支持体は断面が円形の石英体を複数
   本水平に並べて形成されていることを特徴とする請求項
   １または２に記載の加熱炉。
4. 【請求項４】 炉体内で被加熱物の下面を支持体で支持
   した状態で、ヒータで該被加熱物を加熱する加熱炉にお
   いて、 前記支持体として複数の温度センサーが用いられ、これ
   ら温度センサーで前記被加熱物が支持されるようになっ
   ていることを特徴とする加熱炉。
5. 【請求項５】 炉体内で被加熱物の下面を支持体で支持
   した状態で、ヒータで該被加熱物を加熱する被加熱物の
   加熱方法において、 前記被加熱物を前記ヒータで加熱している間に該被加熱
   物の温度を該被加熱物に接触している前記温度センサー
   で測定することを特徴とする被加熱物の加熱方法。
6. 【請求項６】 前記被加熱物が所定の温度で加熱される
   ように該被加熱物に接触している前記温度センサーによ
   る測定温度に基づいて前記ヒータの温度を制御すること
   を特徴とする請求項５に記載の被加熱物の加熱方法。
7. 【請求項７】 前記被加熱物がフラットパネル表示器の
   フラットパネルであることを特徴とする請求項５または
   ６に記載の被加熱物の加熱方法。