JP2007333272A - ラック、ラックシステム、熱処理装置、並びに、熱処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱物を高密度に積載して熱処理することが可能な熱処理装置、並びに、当該熱処理装置を備えた熱処理システムの提供を目的とする。
【解決手段】熱処理システム１は、移載装置２と熱処理装置１０とを有する。熱処理装置１０は、熱処理室１３内にラック３０を有し、これに複数の棚部材４０が上下方向に複数取り付けられた構成とされている。棚部材４０は、平行に配された３本の横梁４１に対して略直行するように縦梁４２を配して接合したものであり、縦梁４２に沿って移載装置２のハンド部３を差し込むことにより基板を出し入れできる構成とされている。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板等の板状体を配置するためのラック、当該ラックを備えたラックシステム、板状体を熱処理するための熱処理装置、並びに、当該熱処理装置と前記ラックとを備えた熱処理システムに関する。

従来より、下記特許文献１，２に開示されているような熱処理装置や当該熱処理装置を備えた熱処理システムが提供されている。熱処理装置は、予めガラス板等の基板（板状体）に対して特定の溶液を塗布して加熱乾燥させたものをロボットハンド等の移載装置を用いて積載段の間隔に出し入れし、熱処理室内に導入される所定の温度の熱風に晒して熱処理（焼成）する装置であり、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。熱処理装置の多くは、熱処理室内に下記特許文献２に開示されているような積載装置が配された構造を有する。積載装置は、上下方向に複数の基板受けによって構成される積載段が上下方向に複数設けられた籠状の形状を有する。

基板の換装を行うために使用されるロボットハンドは、基板の重量によって撓みを生じる。従って、従来技術の熱処理装置の大部分は、ロボットハンドの撓みを見越して基板を配置する積載段同士の間隔を大きくとった構成とされている。
特許第２９７１７７１号 公報 特開２００４−２６４２６号 公報

また、従来技術の熱処理システムでは、熱処理装置の外部において板状体を配置するために、上記した積載装置と同様に上下方向に複数の積載段（棚）を備えたラックが配されている。熱処理装置の外部に配置するラックについても、基板の換装時におけるロボットハンドの撓み等を考慮して、各積載段同士の間隔を大きくとった構成とされている。

近年、フラットパネルディスプレイの大型化に伴い、被加熱物たる基板（板状体）がさらに大型化する傾向にある。そのため、例えば上記特許文献２に開示されているような構成とした場合であっても基板の重量に伴うロボットハンドの撓みが大きくなったり、ロボットハンドの厚みを厚くせざるを得ない傾向にある。従って、従来技術の熱処理装置では、基板や積載段、ロボットハンド等の撓みや厚みを見越して熱処理装置の内部に配された積載装置積載段同士の間隔を大きく取らねばならず、熱処理装置が大型化してしまうという問題がある。

また、熱処理装置の外部に配されたラックについても、基板や積載段、ロボットハンド等の撓みや厚みを見越して積載段同士の間隔を大き目にとらざるを得ず、基板の配置密度を高くすることができない。そのため、従来技術の熱処理システムでは、ラックを大型化したり、熱処理装置の外部に多数のラックを配置する等の方策をとらざるを得ないという問題がある。

通常、フラットパネルディスプレイ等の製造は、クリーンルーム内で行われる。そのため、熱処理装置やラックが大型化すると、クリーンルームの高さも高くする必要が生じたり、既存のクリーンルームに設置できない可能性がある。また、熱処理システムにおいて、熱処理室の外部に配するラックの数を増加させた場合は、広大なクリーンルームが必要となってしまう可能性がある。

一方、既存のクリーンルーム等にも設置可能な程度に熱処理装置を小型化したり、熱処理システムを小規模なものとすべく、熱処理装置の内部に配される積載装置や、熱処理装置の外部に配されるラックの積載段の段数を少なくし、積載段同士の間隔を広くとる構成とすると、熱処理装置や熱処理システムの熱処理効率が低下してしまうという問題がある。また、このようにして熱処理装置を小型化したり、熱処理システムを小規模なものとしつつ、熱処理効率を維持しようとすると、クリーンルーム内に熱処理装置や熱処理システムを多数配する必要があり、熱処理装置や熱処理システムの設置面積が増加してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、基板等の板状体を高密度に配置可能なラック、当該ラックを備えたラックシステム、板状体を高密度に積載して熱処理することが可能な熱処理装置、並びに、当該熱処理装置を備えた熱処理システムの提供を目的とする。

上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、板状体を配置可能な棚部材が上下方向に複数設けられたラックであって、側方から棚部材に沿って前記板状体を出し入れ可能なものであり、前記棚部材が、ラックに対する板状体の出し入れ方向に対して交差する方向に延びる複数の横梁と、前記出し入れ方向に沿って延びる縦梁とを有し、当該縦梁によって２以上の横梁が連結されており、上下方向に隣接する棚部材同士の間であって、縦梁の側方に、縦梁に沿って延び、板状体を出し入れするための移載装置の作動領域として機能する空間が形成されていることを特徴とするラックである。

本発明のラックは、棚部材が横梁と縦梁とを有し、複数の横梁間が縦梁で連結された構成とされているため、棚部材の剛性が高く、棚部材に対して大型化したガラス基板等の板状体を配置しても当該板状体の撓みの発生や、撓みのばらつきを最小限に抑制できる。そのため、本発明のラックによれば、従来技術のように板状体や棚部材の撓みを考慮して棚部材同士の間隔を大きく確保する必要がなく、棚部材同士の間隔を最小限に抑制できる。従って、本発明によれば、板状体を高密度に積載可能なラックを提供することができる。

ここで、上記したように、板状体をラックに対して出し入れする際は、一般的にロボットハンド等の移載装置を用いて行われるため、ラックにおいて上下に並ぶ棚部材同士の間に移載装置が作動可能な空間を確保する必要がある。一方、ラックに板状体を高密度に配置するためには、棚部材同士の間隔をできる限り最小限に抑制する必要がある。

そこで、かかる知見に基づき、本発明のラックは、上下方向に隣接する棚部材同士の間であって、縦梁の側方に、縦梁に沿って延びる空間が形成された構成とされている。かかる構成とすることにより、縦梁の側方に形成される空間をロボットハンド等の移載装置の作動領域として有効利用することができ、上下に並ぶ棚部材同士の間隔を最小限に抑制することができる。従って、本発明によれば、板状体を高密度に配置可能なラックを提供できる。

また、請求項２に記載の発明は、板状体を配置可能な棚部材が上下方向に複数設けられたラックであって、側方から棚部材に沿って前記板状体を出し入れ可能なものであり、前記棚部材が、ラックに対する板状体の出し入れ方向に対して交差する方向に延びる複数の横梁と、前記出し入れ方向に沿って延びる縦梁とを有し、当該縦梁によって２以上の横梁が連結されており、上下方向に隣接する棚部材同士の間であって縦梁の側方に、縦梁に沿って延び、板状体を出し入れするための移載装置の作動領域として機能する空間が形成されており、当該空間の前記出し入れ方向手前側に干渉防止領域が設けられており、当該干渉防止部を外れた位置に横梁が配されていることを特徴とするラックである。

本発明のラックについても、棚部材を構成する複数の横梁間を縦梁で連結した構成としているため、棚部材の剛性が高い。そのため、本発明のラックは、棚部材に板状体を配置しても当該板状体の撓みの発生や、撓みのばらつきを最小限に抑制できる。そのため、本発明によれば、棚部材同士の間隔を最小限に抑制し、板状体を高密度に積載可能なラックを提供することができる。

また、本発明のラックは、上下方向に隣接する棚部材同士の間に、縦梁の側方においてこれに沿って延びる空間を有し、この空間を移載装置の作動領域として有効利用することができる。従って、本発明によれば、上下に並ぶ棚部材同士の間隔を最小限に抑制し、板状体をより一層高密度に配置可能なラックを提供できる。

ここで、上記したように、板状体をロボットハンド等の移載装置に板状体を配した場合、移載装置の先端側に向かうほどその撓みや傾斜が大きくなるものと想定されるが、ラックの側面から侵入する移載装置の侵入方向手前側の部位も若干下方に傾き、場合によっては移載装置の基端側の部位が侵入方向手前側に存在する横梁と干渉する可能性もある。そのため、板状体の出し入れに際して移載装置と棚部材とが干渉するのを防止しつつ、ラックにおける棚部材同士の間隔を最小限に抑制することができれば、ラックをさらにコンパクトな構成とし、ラックに板状体をさらに高密度に配置可能となるものと想定される。

そこで、かかる問題点を解消すべく、本発明のラックでは、縦梁の側方に縦梁に沿って形成された空間であって、当該空間において出し入れ方向手前側に相当する領域を干渉防止領域とし、この干渉防止部を外れた位置に横梁を配した構成としている。すなわち、本発明のラックは、縦梁に沿って形成された空間において前記出し入れ方向手前側に横梁が存在しない構成とされている。そのため、本発明のラックによれば、板状体を移載装置に搭載することにより移載装置が撓むような場合であっても、上下方向に隣接する棚部材同士の間隔を最小限に抑制しつつ、移載装置が横梁と干渉するのを防止することができる。

上記請求項２に記載のラックのように干渉防止部を設ける場合、当該干渉防止部は、板状体の出し入れに伴って移載装置等が干渉するのを防止すべく、板状体の出し入れ方向手前側からある程度の長さに渡って設けられていることが望ましい。さらに具体的には、上記請求項１に記載のラックは、干渉防止部が、板状体の出し入れ方向手前側から縦梁の長手方向１／３〜１／５の長さにわたって形成されたものであることが望ましい（請求項３）。

かかる構成によれば、板状体の出し入れに伴い、移載装置等がラックに干渉する可能性を最小限に抑制できると共に、上下方向に棚部材を高密度に設けることができる。

また、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載のラックは、縦梁に、板状体を下方から支持可能な支持手段が設けられた構成とすることが望ましい（請求項４）。

かかる構成とした場合、板状体全体を下方からしっかりと支持し、板状体の撓みの発生や、撓みのばらつきを最小限に抑制できる。従って、本発明によれば、棚部材同士の間隔を最小限に抑制でき、板状体を高密度に積載可能なラックを提供できる。

ここで、板状体をロボットハンド等の移載装置に載せてラックの側方から出し入れする場合、移載装置に対して板状体を搭載すると、移載装置が撓み、移載装置の先端側が若干下方に傾いた状態になることがある。そのため、上記したラックにおいて、棚部材に対して板状体を出し入れする際に、板状体の出し入れ方向奥側に配された横梁が奥側に離れた位置に存在すると、板状体の出し入れの際に移載装置の先端が奥側の横梁と干渉するおそれがあり、その分だけ上下方向に隣接する棚部材同士の間隔を広く取らねばならない。

そこで、かかる問題点を解消すべく、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載のラックは、板状体の出し入れ方向奥側に配された横梁が、板状体の出し入れ方向奥側の側面より手前側に外れた位置に設けられた構成とすることが望ましい（請求項５）。

かかる構成によれば、板状体を移載装置に搭載することにより移載装置が撓むような場合であっても、上下方向に隣接する棚部材同士の間隔を最小限に抑制しつつ、移載装置が横梁と干渉するのを防止することができる。

ここで、上記したように、例えば大型のフラットパネルディスプレイに使用されるような大判のガラス基板等の板状体を移載装置に搭載すると、移載装置が撓んだり傾斜する可能性がある。また、移載装置の撓みや傾斜は、特に板状体が搭載されている先端側の部位ほど顕著に表れる可能性が高い。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項に記載のラックと、当該ラックに対して板状体を出し入れするための移載装置とを有し、当該移載装置が、ハンド部を有し、当該ハンド部上に板状体を配した状態で上下方向に並んだ棚部材同士の間隙に縦梁に沿う方向に侵入可能なものであり、前記ハンド部は、前記間隙への侵入方向先端側の部位の厚みが、基端部の厚みよりも薄いことを特徴とするラックシステムである。

本発明のラックシステムでは、移載装置のハンド部が棚部材同士の間隙への侵入方向先端側が基端部よりも薄くなっているため、ハンド部上に板状体を配することによってハンド部が下方に撓んだり傾斜しても、ハンド部の侵入方向奥側に存在する棚部材の横梁とハンド部とが干渉するのを回避できる。従って、本発明のラックシステムによれば、上下に並んだ棚部材同士の間隔を最小限に抑制しつつ、移載装置のハンド部が横梁に干渉するのを防止できる。

また、本発明のラックシステムで採用されている移載装置は、ハンド部の先端部の厚みが薄い反面、基端部が先端部よりも厚くなっており、板状体を搭載してもハンド部が撓んだり傾斜するのを防止することができる。従って、本発明のラックシステムは、板状体を搭載した際のハンド部の撓みや傾斜自体も小さく、板状体を搭載した状態でハンド部を棚部材同士の間に干渉することなく出し入れすることができる。

ここで、上記したように、請求項１〜５に記載のラックは、板状体を多数、高密度に配置することができる。そのため、上記請求項１〜５に記載のラックは、いずれも熱処理装置内において熱処理の対象物たる板状の板状体を配置するものとして好適である。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項７に記載の発明は、板状体を収容して加熱可能な熱処理室を有し、当該熱処理室内に請求項１〜５のいずれかに記載のラックが配されており、当該ラックの側方から前記棚部材に沿って板状体を出し入れ可能であることを特徴とする熱処理装置である。

本発明の熱処理装置は、熱処理室内にラックが配されており、これに板状体を配して熱処理可能な構成とされている。そのため、本発明の熱処理装置は、熱処理室内に多数の板状体を高密度に配置して熱処理できる。

ここで、板状体を移載するために移載装置に搭載すると、板状体の重量により移載装置のハンド部が撓んだり傾斜するため、ハンド部の厚み次第ではラックへの出し入れに支障を来す可能性がある。一方、ハンド部全体の厚みが板状体の重量に対して極端に薄いと、板状体をしっかりと支えることができず、かえって板状体の出し入れに支障を来す可能性がある。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の熱処理装置と、板状体を熱処理室内に配されたラックに対して出し入れするための移載装置とを有し、当該移載装置が、ハンド部を有し、当該ハンド部上に板状体を配した状態で上下方向に並んだ棚部材同士の間隙に縦梁に沿って侵入可能なものであり、前記ハンド部は、前記間隙への侵入方向先端側の部位の厚みが、基端部の厚みよりも薄いことを特徴とする熱処理システムである。

本発明の熱処理システムでは、移載装置のハンド部が棚部材同士の間隙への侵入方向先端側が基端部よりも薄くなっているため、ハンド部上に板状体を配した際にハンド部が下方に撓んだり傾斜しても、ハンド部の侵入方向奥側に存在する棚部材の横梁とハンド部とが干渉するのを回避できる。従って、本発明の熱処理システムは、上下に並んだ棚部材同士の間隔を最小限に抑制しつつ、移載装置のハンド部が横梁に干渉するのを防止できる。

また、本発明の熱処理システムで採用されている移載装置のハンド部は、先端側の厚みに対して基端側の厚みが厚いため、板状体が重量物であってもこれをしっかりと支持することができる。従って、本発明の熱処理システムは、板状体を搭載した際のハンド部の撓みや傾斜自体も小さく、ハンド部がラックに干渉するのを確実に防止できる。

上記したように、請求項１〜５に記載のラックは、板状体を移載装置によって出し入れ可能な状態で高密度に配置することができる。そのため、上記請求項１〜５のいずれかに記載のラックを上記請求項８に記載の熱処理システムで熱処理装置に対して出し入れする板状の板状体を配置するためのものとして採用すれば、熱処理システムによる板状体の処理能力をより一層向上させることができるものと想定される。

かかる知見に基づいて提供される請求項９に記載の熱処理システムは、熱処理装置の外部に請求項１〜５のいずれかに記載のラックが配されており、移載装置により、熱処理室の外部に配されたラックと、熱処理室内に配されたラックとの間で板状体を移載させることが可能であることを特徴とする請求項８に記載の熱処理システムである。

本発明の熱処理システムは、熱処理装置の外部においてもラックに対して板状体を高密度に配置しておき、必要に応じて移載装置を用いて熱処理室の外に配されたラックと熱処理室の内側に配されたラックとの間で板状体を移載することができる。そのため、本発明によれば、熱処理システムによる板状体の熱処理能力をより一層向上させることができる。

また、本発明の熱処理システムは、熱処理装置の外側においても板状体を高密度に配置することができるため、板状体の保管に要する領域が少なくてすむ。そのため、本発明の熱処理システムは、板状体の保管場所も含めて比較的狭小なスペースにも配置することができる。

本発明によれば、基板等の板状体を高密度に配置可能なラックや、当該ラックを備えたラックシステムに加えて、板状体を高密度に積載して熱処理することが可能な熱処理装置や当該熱処理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かかるラック、ラックシステム、熱処理装置、並びに、熱処理システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、上下や前後の位置関係は、特に断りのない限り本実施形態の熱処理装置の通常の使用状態を基準として説明する。すなわち、以下の説明において上下は高さ方向の位置関係を指すものである。また、以下の説明で「手前」および「前」とは、熱処理装置やラックに被加熱物たる基板Ｗ（板状体）を出し入れする際に使用される移載装置側の位置、すなわち熱処理装置やラックの正面側を指す。また、「手前」および「前」の逆側（熱処理装置やラックの背面側）の位置を「奥」や「後」と称す。また、以下の説明において、「左右」の位置関係は、熱処理装置やラックを正面側から観察した姿勢を基準とする。

図１において、１は本実施形態の熱処理システムであり、１０は本実施形態の熱処理装置である。また、図２において、２０は本実施形態のラックシステムである。熱処理システム１は、熱処理装置１０とラックシステム２０を備えた構成とされている。

熱処理装置１０は、断熱性を有する壁面１５によって天面および底面と四方とが取り囲まれており、図４に示すように、内部に温調部１２と熱処理室１３とが設けられた構成とされている。

温調部１２は、内部にヒータ１６と送風機１７とを備えている。温調部１２は、フィルター１４を介して熱処理室１３と隣接しており、熱処理室１３と連通している。温調部１２は、ヒータ１６と送風機１７とを作動させることにより、加熱された空気をフィルター１４を介して熱処理室１３に送り込み、熱処理室１３の室内温度を所定温度まで加熱することができる。

熱処理室１３は、被加熱物たる基板Ｗを配置可能な空間である。熱処理室１３は、正面側（図１において手前側、図４において下側）に基板Ｗを出し入れするための換装口１８を有し、背面側（図４において上側）にメンテナンス等に備えて開閉可能な扉１９を設けた構成とされている。換装口１８は、図１に示すように熱処理室１３に対して上下方向に４つ、等間隔で設けられている。各換装口１８には、シャッター１８ａが設けられており、シャッター１８ａを開閉することにより、従来公知のロボットハンド等によって構成される移載装置２を用いて基板Ｗを熱処理室１３に対して出し入れすることができる。

熱処理室１３の略中央部には、基板Ｗを配置するためのラック３０が設けられている。ラック３０は、図５に示すように、枠部材３１を有し、これに対して棚部材４０を多数、所定の間隔Ｄをあけて上下方向に配置した構成とされている。枠部材３１は、熱処理室１３の底面１３ａ側に略水平に配される底部３２と、これに対して上方に立ち上がるように固定された６本の支柱３３、並びに、支柱３３の上端側において隣接する支柱３３，３３間を横断するように連結梁３５を取り付けて連結した枠状の部材である。

枠部材３１の底部３２には、熱処理室１３の底面１３ａよりも下方に配された昇降装置（図示せず）の昇降軸３６が取り付けられている。枠部材３１は、昇降装置を作動させ、昇降軸３６を上下方向に伸縮させることにより熱処理室１３内で上下動可能な構成とされている。

枠部材３１は、本実施形態の熱処理装置１０において特徴的な構成を有するものであり、図４や図６、図７に示すように３本の横梁４１と５本の縦梁４２とを交差するように配して接合すると共に、縦梁４２に対して複数の支持ピン４３（支持手段）を取り付けたものである。さらに具体的には、棚部材４０は、図６に示すように３本の横梁４１を所定の間隔ｙをあけて略平行に配すると共に、この上方に縦梁４２を各横梁４１に対して略直行するように配し、溶接やろう付け等の手法によって接合した構成とされている。横梁４１に対して固定された５本の縦梁４２は、それぞれ所定の間隔ｘをあけて略平行となるように配されている。

横梁４１は、図６や図７に示すように断面形状が略「コ」字形で高さｈ１が幅ｄ１よりも小さい鋼材によって構成されている。また、縦梁４２は、横梁４１との接合側に設けられた接合面４２ａと、これに対して高さｈ２だけ離れた位置に設けられた上面４２ｂと、接合面４２ａおよび上面４２ｂに対して略垂直な立設面４２ｃとを有し、断面形状が略「コ」字形の鋼材によって構成されている。縦梁４２は、接合面４２ａおよび上面４２ｂの幅ｄ２よりも立設面４２ｃの高さｈ２の方が大きい。縦梁４２は、立設面４２ｃに多数の孔４２ｄを設けることにより軽量化が図られている。

横梁４１に対して縦梁４２を固定した状態において、縦梁４２の側方には図４や図６に示すように縦梁４２の長手方向に沿って延びる空間Ｐが形成されている。空間Ｐは、熱処理装置１の作動時に後述する移載装置２のハンド部３が出入りするための空間として機能する。

支持ピン４３は、図７等に示すように、縦梁４２の上面４２ｂに対して略垂直上方に立ち上がるように固定されており、先端が上面４２ｂから高さｈ３の位置にある。支持ピン４３は、図６に示すように縦梁４２の両端部分に加えて、縦梁４２の長手方向中間部分にも複数（本実施形態では４つ）取り付けられている。縦梁４２の中間部分に設けられた支持ピン４３は、それぞれ横梁４１と縦梁４２との交差部Ｃ同士の間に設けられている。

棚部材４０は、図５や図８に示すように、縦梁４２が上方に向く姿勢とされ、上記した枠部材３１の６本の支柱３３に対して固定具４５を介して各横梁４１の両端部分が固定され、水平となるように取り付けられている。本実施形態では、棚部材４０は、枠部材３１に対して上下方向に間隔Ｄ（Ｄ＞ｈ２＋ｈ３）毎に３０段取り付けられている。

ラック３０は、図４に示すように棚部材４０の横梁４１が熱処理装置１０の換装口１８が拡がる方向（左右方向）に向き、縦梁４２が換装口１８の拡がる方向に対して直行する方向（前後方向）に向く姿勢とされ、熱処理室１３内に配されている。そのため、熱処理装置１０は、昇降軸３６を上下動させ、取り出すべき基板Ｗが配置されている棚部材４０や、基板Ｗを配置すべき棚部材４０（以下、必要に応じて目的棚部材４０ａと称す）と、この上方に配された棚部材４０（以下、必要に応じて上方棚部材４０ｂと称す）との間の隙間の位置と、換装口１８との位置を調整することにより、後述する移載装置２のハンド部３を隙間に出し入れ可能な状態とすることができる。

熱処理システム１は、上記したように熱処理装置１０と、ラックシステム２０とを組み合わせて構成されている。ラックシステム２０は、図２に示すように、ロボットハンド等によって構成される移載装置２と、ラック２５とを備えた構成とされている。ラックシステム２０は、上記したラック２５と熱処理装置１０内に配されたラック３０との間を移載装置２のハンド部３が往来することにより、各ラック２５，３０間で基板Ｗを移載させることができる。

移載装置２は、従来公知のロボットハンドによって構成されており、熱処理装置１０に対して被加熱物たるガラス製の基板Ｗを出し入れするためのものである。移載装置２は、ハンド部３を備えており、ハンド部３上に基板Ｗを配することが可能な構成とされている。移載装置２は、図１や図２に矢印で示すように、ハンド部３を上下方向および熱処理装置１０やラック２５に対して近接離反する方向に自由に移動させることができる。

ハンド部３は、図３に示すように先端側に向かって徐々に肉薄となる先細り状の形状とされている。さらに具体的には、ハンド部３は、表面３ａ側に基板Ｗを搭載して熱処理装置１０に対して出し入れするものであり、裏面３ｂがハンド部３の先端部３ｃ側に向かうに従って徐々に表面３ａ側に近づくように傾斜した形状とされている。さらに詳細には、ハンド部３は、先端部３ｃの厚さｆ１が基端部３ｄの厚さｆ２よりも薄く（ｆ１＜ｆ２）、裏面３ｂが先端部３ｃから基端部３ｄにかけてなだらかに傾斜した形状とされている。すなわち、ハンド部３は、先端部３ｃの厚さｆ１が基端部３ｄの厚さｆ２よりもｆ３（ｆ３＝ｆ２−ｆ１）だけ薄くなっている。

ラック２５は、図２等に示すように、熱処理装置１０の外部に配され、予め特定の溶液をガラス板等に塗布した未焼成の基板Ｗを配置しておいたり、熱処理装置１０において焼成され、熱処理室１３から取り出された基板Ｗを配置して放冷したり保管するために使用されるものである。図２に示す熱処理システム１の例では、図示の簡略化のため、ラック２５を３台並べて配した構成を例示しているが、さらに多数（例えば数百台）のラック２５が配される。ラック２５は、熱処理装置１０の熱処理室１３内に配されたラック３０と同一の構成とされている。すなわち、ラック２５は、枠部材３１の高さ方向に枠部材４０を多数、ほぼ等間隔で水平となるように取り付けた構成とされている。

熱処理システム１は、上記したような構成のラックシステム２０を用い、熱処理装置１０の外部に配されたラック２５と、熱処理装置１０の熱処理室１３内に配されたラック３０との間で順次基板Ｗのやりとり（移載）を行い、熱処理装置１０によりラック３０の棚部材４０に配した基板Ｗを熱処理室１３内に導入された熱風に晒して基板Ｗを焼成することができる構成とされている。熱処理システム１は、いわゆるタクトシステムを採用したものであり、ラックシステム２０を用いてラック３０の各棚部材４０上に配され焼成が終わった基板Ｗと、熱処理装置１０の外部にあるラック２５の棚部材４０に配された未焼成状態の基板Ｗとを移載装置２を用いて入れ替えることにより、基板Ｗの焼成を連続的に実施できる。以下、本実施形態の熱処理システム１および熱処理装置１０の動作について、図面を参照しながら詳細に説明する。

熱処理システム１は、基板Ｗの焼成（熱処理）に先立ち、図示しない制御装置によって熱処理装置１０のヒーター１６や送風機１７を作動させて熱風を熱処理室１３に送り込み、熱処理室１３内の温度を所定の熱処理温度に調整する。熱処理室１３内の雰囲気温度が所定の熱処理温度（本実施形態では２３０℃〜２５０℃）に達すると、熱処理装置１０は、基板Ｗを焼成可能な状態となる。

一方、熱処理装置１０の制御装置は、昇降装置を作動させることにより、ラック３０を上下動させ、目的棚部材４０ａおよびこの上方に位置する上方棚部材４０ｂの間に形成された空間Ｐと、基板Ｗの出し入れを行う換装口１８との上下位置を調整する。また、熱処理装置１０におけるラック３０の位置調整を行っている間、移載装置２のハンド部３は、ラック２５側に移動し、熱処理装置１０内に導入すべき未焼成の基板Ｗが配置されている棚部材４０の縦梁４２，４２間に形成された空間Ｐに、縦梁４２に沿って差し込まれる。そして、ハンド部３がラック２５の奥側まで到達すると、ハンド部３が上方に持ち上げられ、その後水平姿勢を保った状態でラック２５の手前側に引き抜かれる。これにより、移載装置２のハンド部３の表面３ａに未焼成状態の基板Ｗが配置（搭載）され、熱処理装置１０に対して投入するための準備が整った状態になる。

目的棚部材４０ａと換装口１８との上下位置の調整が完了すると、昇降装置が一時的に停止し、シャッター１８ａが開く。また、シャッター１８ａが開くと、基板Ｗを搭載した移載装置２のハンド部３が図４に二点鎖線で示すように目的棚部材４０を構成する縦梁４２，４２間に形成された空間Ｐに、縦梁４２に沿って差し込まれる。その後、図９に示すようにラック３０の奥側（図９において右側）までハンド部３が差し込まれ、基板Ｗが支持ピン４３上に配置されると、ハンド部３が縦梁４２に沿って空間Ｐから抜き出される。その後、換装口１８に取り付けられたシャッター１８ａが閉じ、ラック３０が上下動を再開する。

このようにして、熱処理装置１０の外部に配されたラック２５から熱処理装置１０内に配されたラック３０を構成する各棚部材４０上に順次移載された基板Ｗは、所定時間にわたって熱処理室１３内において高温雰囲気下にさらされ、焼成される。基板Ｗは、熱処理室１０への投入後、所定時間が経過して焼成が完了すると、上記したのと同様にして換装口１８から差し込まれた移載装置２のハンド部３によって取り出され、熱処理装置１０の外にあるラック２５にある未焼成状態の基板Ｗと交換される。

さらに具体的には、焼成が完了した基板Ｗを取り出す際は、昇降軸３６を伸縮させ、基板Ｗが搭載されている棚部材４０（目的棚部材４０ａ）を換装口１８の位置まで移動させる。そして、目的棚部材４０ａと換装口１８との位置合わせが完了すると、シャッター１８ａが開き、移載装置２のハンド部３が目的棚部材４０ａと上方棚部材４０ｂとの間に形成された空間内であって、基板Ｗよりも下方の領域に差し込まれる。そして、ハンド部３が目的棚部材４０ａの奥側まで差し込まれた状態において、ハンド部３が上昇し、焼成済みの基板Ｗがハンド部３によって持ち上げられる。その後、ハンド部３が手前側に移動し、換装口１８から基板Ｗが取り出される。このようにして焼成済みの基板Ｗの取り出しが完了すると、上記したのと同様の手順で未焼成状態の基板Ｗが目的棚部材４０ａ上に差し込まれる。熱処理システム１は、上記したような手順で熱処理装置１０に対する基板Ｗの出し入れを繰り返し、基板Ｗの焼成を行う。

上記したように、本実施形態の熱処理システム１において採用されている熱処理装置１０では、ラック２５，３０を構成する棚部材４０が３本の横梁４１間を縦梁４２で連結した構成とされているため、棚部材４０の剛性が高く、棚部材４０に対して大判の基板Ｗを配置しても基板Ｗが撓んだり、撓みのばらつきが発生する可能性が低い。また、本実施形態で採用されている棚部材４０は、縦梁４２に多数の支持ピン４３が取り付けられており、縦梁４２と横梁４１との交差部Ｃ，Ｃ間に相当する位置にも支持ピン４３が取り付けられているため、基板Ｗ全体を部位によらず略均一に支持することができ、基板Ｗの撓みの発生や、撓みのばらつきを最小限に抑制できる。そのため、本実施形態の熱処理装置１０では、棚部材４０同士の間隔Ｄが基板Ｗの出し入れに必要な最小限の大きさに抑制されている。

さらに、熱処理装置１０において採用されている棚部材４０は、横梁４１の上方に縦梁４２が交差するように配され接合されており、上下方向に隣接する棚部材４０同士の間であって縦梁４２の側方に、縦梁４２に沿って延びる空間Ｐが形成されている。そして、この空間Ｐが移載装置２のハンド部３の作動領域の一部として利用されており、これによっても上下に並ぶ棚部材４０，４０間の間隔Ｄが最小限に抑制されている。

また、これに加えて、本実施形態の熱処理システム１では、棚部材４０，４０間の間隔Ｄを最小限にすべく、移載装置２のハンド部３を基端部３ｄ側から先端部３ｃ側に向かうにつれて裏面３ｂ側が徐々に肉薄になる形状とされている。さらに具体的には、ハンド部３をラック３０の目的棚部材４０ａと上方棚部材４０ｂとの間に形成された隙間に差し込む場合、ハンド部３は、この隙間の高さ（間隔Ｄ）の略中央位置に差し込まれる。この際、図９のようにハンド部３を先端部３ｃがラック３０の奥側に到達するまで差し込むと、基端部３ｄが棚部材４０の手前側の端部近傍に到達する。この状態において、ハンド部３に搭載された基板Ｗと上方棚部材４０ｂの横梁４１の底面との間隔、並びに、ハンド部３の基端部３ｄと目的棚部材４０ａの横梁４１の表面との間隔は、略同一（Ａ）であるが、先端部３ｃと目的棚部材４０ａの横梁４１の表面との間隔は、基端部３ｄ側よりもｆ３だけ広くなっている。そのため、ハンド部３が多少撓んだり、下方に傾斜しても目的棚部材４０ａと干渉することなく基板Ｗの出し入れを行うことができる。また、上記したように熱処理装置１０の外部に配されたラック２５についても上記したラック３０と同様の構成とされているため、基板Ｗを搭載したハンド部３が撓んだり傾斜したとしてもラック３０を構成する棚部材４０と干渉することなく基板Ｗの出し入れを行うことができる。従って、本実施形態の熱処理装置１０は、仮に基板Ｗをハンド部３に搭載した状態において、ハンド部３がある程度撓んだり下方に傾くような場合であっても、ラック２５やラック３０を構成する棚部材４０，４０間の間隔Ｄを必要以上に大きく取る必要がない。そのため、ラック２５，３０は、棚部材４０，４０の間隔Ｄが最小限に抑制され、基板Ｗを移載装置２により容易に出し入れ可能な状態で高密度に配置することができる。

上記したように、本実施形態の熱処理システム１を構成する熱処理装置１０やラックシステム２０では、ラック２５，３０を構成する棚部材４０の構造や移載装置２のハンド部３の構造により、棚部材４０，４０間の間隔Ｄが必要最小限に抑制されている。そのため、熱処理システム１や熱処理装置１０は、基板Ｗをラック３０に高密度に配置し、一度に大量の基板Ｗを熱処理することができる。

上記実施形態の熱処理システム１や熱処理装置１０、ラックシステム２０、ラック２５，３０は、それぞれ本発明の一実施形態を示したものに過ぎず、適宜異なる構造とすることも可能である。さらに具体的には、例えば、上記実施形態では、移載装置２のハンド部３の形状を先細り形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、基端部３ｄ側から先端部３ｃ側にかけて厚みが略均一の構成であってもよい。また、ハンド部３は、基端部３ｄ側の部分から先端部３ｃ側に向けてなだらかに厚みが薄くなる構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば先端部３ｃ側の部位だけが基端部３ｄ側の部位の厚みよりも薄い形状であってもよい。

また、上記実施形態では、図６等に示すような構造の棚部材４０を採用した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば棚部材４０に代わって、図１０に示す棚部材５０のように、棚部材４０において縦梁４２の長手方向両端側に接合されていた横梁４１，４１（以下、必要に応じて、熱処理装置１０の手前側の横梁４１を横梁４１ａ、奥側の横梁４１を横梁４１ｂと称す）を縦梁４２の長手方向中央側にずれた位置に固定した構成のものを採用してもよい。かかる構成とした場合は、基板Ｗの出し入れをすべく棚部材４０，４０同士の隙間に移載装置２のハンド部３を差し込んだ際に、横梁４１ａ，４１ｂが先端部３ｃおよび基端部３ｄが位置する部分よりも縦梁４２の中央側に偏在した状態となる。

すなわち、このような構成とした場合は、図１０にハッチングで示すように、縦梁４２の側方に形成された空間Ｐのうち、基板Ｗの出し入れ方向手前側および奥側（縦梁４２の長手方向両端側）の領域に干渉防止部５１，５２が形成される。そして、横梁４１ａ，４１ｂが、干渉防止部５１，５２を外れ、それぞれ縦梁４２の両端から長手方向中心側に長さｈ，ｉだけ外れた位置に偏在した状態となる。そのため、仮にこの状態でハンド部３が撓んだり、下方に傾斜するようなことがあってもハンド部３が棚部材４０の横梁４１に干渉することがない。

さらに、棚部材５０を用いてラック２５，３０を構成した場合は、ラック２５，３０に対するハンド部３の侵入方向手前側の横梁４１ａが奥側にずれた構成とされている分だけ、肉厚とされている基端部３ｄ側の部分を上記した棚部材４０を用いてラック２５，３０を構成した場合よりもラック２５，３０の奥側に侵入させることができる。また、棚部材５０を用いてラック２５，３０を構成した場合は、基板Ｗの出し入れに際してラック２５，３０に対してハンド部３を差し込んだ状態において、ハンド部３の基端部３ｄよりも肉薄である先端３ｃ側に離れた位置に横梁４１ａが設置された状態となる。そのため、上記した棚部材５０によってラック２５，３０を構成すれば、上下に並ぶ棚部材５０，５０の間隔（ピッチ）を狭くしても、ハンド部３と横梁４１ａとの干渉が起こらない。従って、図１０に示すような棚部材５０を採用すれば、棚部材４０，４０同士の間隔をより一層狭くすることができ、熱処理システム１や熱処理装置１０、ラック２５，３０をコンパクト化することができる。

図１０に示す棚部材５０は、基板Ｗを搭載した際のハンド部３の撓みや傾斜を考慮して横梁４１ａ，４１ｂの双方の位置を調整した構成であったが、基板Ｗをハンド部３に搭載した際に最も大きく傾くのは先端部３ｃ側であり、基端部３ｄ側はさほど大きく傾斜しない可能性が高い。そのため、ラック２５やラック３０は、棚部材５０のように基板Ｗの侵入方向手前側および奥側の横梁４１ａ，４１ｂの双方を縦梁４２の長手方向中央側に偏在させるのではなく、奥側に配される横梁４１ｂだけを縦梁４２の長手方向中央側に偏在させた構成としたり、奥側の横梁４１ｂを手前側の横梁４１ａよりも縦梁４２の中央側に近い位置に配した構成としてもよい。

すなわち、図１０に示す例において、ラック２５やラック３０の手前側に設けられていた干渉防止部５１を省略し、縦梁４２（ラック２５，３０）の手前側の端部近傍に横梁４１ａを配した構成としたり、縦梁４２の奥側の端部から横梁４１ｂの取り付け位置までの長さｉを、縦梁４２の手前側の端部から横梁４１ａの取り付け位置までの長さｈよりも大きくとってもよい。

また逆に、ラック２５やラック３０は、手前側に配される横梁４１ａだけを縦梁４２の長手方向中央側に偏在させた構成としたり、手前側の横梁４１ａを奥側の横梁４１ｂよりも縦梁４２の中央側に近い位置に配した構成としてもよい。すなわち、図１０に示す例において、ラック２５やラック３０の奥側に設けられていた干渉防止部５２を省略し、縦梁４２（ラック２５，３０）の奥側の端部近傍に横梁４１ｂを配した構成としたり、縦梁４２の手前側の端部から横梁４１ａの取り付け位置までの長さｈを、縦梁４２の奥側の端部から横梁４１ｂの取り付け位置までの長さｉよりも大きくとってもよい。かかる構成とすれば、ラック２５，３０の手前側に干渉防止部５１を設けた分だけ上下に並ぶ棚部材５０同士の間隔を抑制しつつ、移載装置２のハンド部３をラック２５，３０の奥側まで差し込むことが可能となる。そのため、ラック２５，３０の手前側にのみ干渉防止部５１を設けることによっても、基板Ｗを上下方向に高密度に配置可能な構成とすることができる。

上記した図１０に示す例では、ラック２５，３０（棚部材５０）の全幅にわたって手前側および奥側の横梁４１ａ，４１ｂが縦梁４２の長手方向中央側に偏った位置に取り付けられた構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、上記実施形態では、各縦梁４２の側方に形成された空間Ｐの全てが移載装置２のハンド部３の作動領域となる構成であったが、ハンド部３が図１１〜図１３に二点鎖線で示すように全ての空間Ｐのうちの一部のみにおいて作動する場合がある。

すなわち、図１１〜図１３に示す例では、棚部材５５の幅方向両端に形成された空間Ｐ（Ｐ１，Ｐ４）についてはハンド部３の作動領域として機能するが、中央部に形成された空間Ｐ（Ｐ２，Ｐ３）についてはハンド部３の作動領域として機能しない。そのため、空間Ｐ２，Ｐ３については、基板Ｗの出し入れの際にハンド部３が撓むなどしても横梁４１ａや横梁４１ｂと干渉しないものと想定される。すなわち、空間Ｐ２，Ｐ３の延長上において、横梁４１ａや横梁４１ｂは縦梁４２の長手方向両端部分に設置されていても基板Ｗの移載時にハンド部３の作動上の支障とならない。

そこで、上記したような場合は、図１１〜１３に示すように、ハンド部３の作動領域として機能する空間Ｐ（Ｐ１，Ｐ４）の延長上に存在する横梁４１ａ，４１ｂのいずれか一方または双方を縦梁４２の長手方向中央側にずらした位置に設けると共に、ハンド部３の作動領域として機能しない空間Ｐ（Ｐ２，Ｐ３）の延長上に存在する横梁４１ａ，４１ｂについて縦梁４２の両端部分に配した構成としてもよい。

なお、図１０〜図１３に示すように、横梁４１ａや横梁４１ｂを縦梁４２の長手方向両端側から中央側に偏った位置に設ける場合、横梁４１ａ，４１ｂは、縦梁４２の全長に対して１／３〜１／５程度の長さだけ縦梁４２の端部から偏った位置に取り付けることが望ましい。かかる構成とすれば、棚部材５０や棚部材５５〜５７の剛性を維持しつつ、ラック２５，３０に棚部材５０を組み付けた際に上下方向に隣接する棚部材５０，５５〜５７同士の間隔を最小限に抑制することができる。

上記した棚部材４０，５０は、いずれも横梁４１と縦梁４２とを上下に積み重ね、交差位置Ｃで接合した構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１４に示す棚部材６０のように、平行に配された隣接する横梁４１，４１間を、この間隔ｇに相当する長さの縦梁６１で連結した構成としてもよい。かかる構成とした場合についても、棚部材６０は剛性が高く、棚部材６０に対して基板Ｗを配置しても撓んだり、撓みのばらつきが発生するのを抑制でき、棚部材６０，６０の間隔を抑制できる。なお、図１４に示す棚部材６０は、横梁４１，４１間を縦梁６１で連結した構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記した縦梁４２を複数平行に配し、縦梁４２，４２間をこの間隔に相当する長さの横梁で連結した構成としてもよい。

また、図１４に示すように、棚部材６０を構成する横梁４１と縦梁６１とを略同一の厚みとする場合は、移載装置２のハンド部３が侵入可能な空間を確保すべく、支持ピン４３の高さを図６に示す棚部材４０や図１０に示す棚部材５０で採用されていたものよりも高くする等の方策をとることが望ましい。

上記した熱処理システム１は、熱処理装置１０に加えてラックシステム２０を備えた構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラックシステム２０を備えていない構成であってもよい。また、上記実施形態の熱処理システム１は、ラックシステム２０において、熱処理装置１０内に配されたラック３０と略同一の構成のラック２５を熱処理装置２５の外部に配した構成であったが、例えばラック２５に代わって従来公知のラックを配した構成としてもよい。

上記実施形態においてラック２５は、熱処理装置１０の外部に静止した状態で配され、使用されるものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、ラック２５は、例えば熱処理装置１０内に配されたラック３０と同様に必要に応じて上下動したり、車輪（キャスター）を取り付けるなどして前後左右に移動可能な構成としてもよい。また、上記実施形態では、説明の簡略化のため３個のラック２５が熱処理装置１０の外部に配された構成を例示したが、さらに多数のラック２５を配した構成としてもよい。

本発明の一実施形態にかかる熱処理システムを構成する熱処理装置と移載装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる熱処理システムおよびラックシステムの全体構成を模式的に示した概念図である。 図１に示す熱処理システムを構成する移載装置のハンド部を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すハンド部の側面図である。 図１に示す熱処理装置の内部構造を示す断面図である。 図１に示す熱処理装置を構成するラック、並びに、当該ラックの配置状態を示す断面図である。 図５に示すラックを構成する棚部材を示す斜視図である。 （ａ）は図６に示すラックの側面図であり、（ｂ）は図６に示すラックの要部を拡大した斜視図である。 図５のＡ部拡大図である。 ラックに対して基板を出し入れする際の棚部材と移載装置のハンド部との位置関係を示す側面図である。 棚部材の変形例を示す斜視図である。 棚部材の別の変形例を示す斜視図である。 棚部材のさらに別の変形例を示す斜視図である。 棚部材のさらに別の変形例を示す斜視図である。 棚部材のさらに別の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 熱処理システム
２ 移載装置
３ ハンド部
３ｂ 裏面
３ｃ 先端部
３ｄ 基端部
１０ 熱処理装置
１３ 熱処理室
３０ ラック
３１ 枠部材
４０，５０，５５，５６，５７，６０ 棚部材
４１ 横梁
４２，６１ 縦梁
４３ 支持ピン（支持手段）
Ｗ 基板（被加熱物）
Ｃ 交差部
Ｐ 空間

Claims (9)

1. 板状体を配置可能な棚部材が上下方向に複数設けられたラックであって、
   側方から棚部材に沿って前記板状体を出し入れ可能なものであり、
   前記棚部材が、ラックに対する板状体の出し入れ方向に対して交差する方向に延びる複数の横梁と、前記出し入れ方向に沿って延びる縦梁とを有し、当該縦梁によって２以上の横梁が連結されており、
   上下方向に隣接する棚部材同士の間であって、縦梁の側方に、縦梁に沿って延び、板状体を出し入れするための移載装置の作動領域として機能する空間が形成されていることを特徴とするラック。
2. 板状体を配置可能な棚部材が上下方向に複数設けられたラックであって、
   側方から棚部材に沿って前記板状体を出し入れ可能なものであり、
   前記棚部材が、ラックに対する板状体の出し入れ方向に対して交差する方向に延びる複数の横梁と、前記出し入れ方向に沿って延びる縦梁とを有し、当該縦梁によって２以上の横梁が連結されており、
   上下方向に隣接する棚部材同士の間であって縦梁の側方に、縦梁に沿って延び、板状体を出し入れするための移載装置の作動領域として機能する空間が形成されており、
   当該空間の前記出し入れ方向手前側に干渉防止領域が設けられており、
   当該干渉防止部を外れた位置に横梁が配されていることを特徴とするラック。
3. 干渉防止部が、板状体の出し入れ方向手前側から縦梁の長手方向１／３〜１／５の長さにわたって形成されていることを特徴とする請求項２に記載のラック。
4. 縦梁に、板状体を下方から支持可能な支持手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のラック。
5. 板状体の出し入れ方向奥側に配された横梁が、板状体の出し入れ方向奥側の側面より手前側に外れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のラック。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のラックと、
   当該ラックに対して板状体を出し入れするための移載装置とを有し、
   当該移載装置が、ハンド部を有し、当該ハンド部上に板状体を配した状態で上下方向に並んだ棚部材同士の間隙に縦梁に沿う方向に侵入可能なものであり、
   前記ハンド部は、前記間隙への侵入方向先端側の部位の厚みが、基端部の厚みよりも薄いことを特徴とするラックシステム。
7. 板状体を収容して加熱可能な熱処理室を有し、
   当該熱処理室内に請求項１〜５のいずれか１項に記載のラックが配されており、
   当該ラックの側方から前記棚部材に沿って板状体を出し入れ可能であることを特徴とする熱処理装置。
8. 請求項７に記載の熱処理装置と、
   板状体を熱処理室内に配されたラックに対して出し入れするための移載装置とを有し、
   当該移載装置が、ハンド部を有し、当該ハンド部上に板状体を配した状態で上下方向に並んだ棚部材同士の間隙に縦梁に沿って侵入可能なものであり、
   前記ハンド部は、前記間隙への侵入方向先端側の部位の厚みが、基端部の厚みよりも薄いことを特徴とする熱処理システム。
9. 熱処理装置の外部に請求項１〜５のいずれか１項に記載のラックが配されており、
   移載装置により、熱処理室の外部に配されたラックと、熱処理室内に配されたラックとの間で板状体を移載させることが可能であることを特徴とする請求項８に記載の熱処理システム。

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