JP2016040757A - 赤外線処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線ヒーターの監視又は制御の少なくとも一方を、より精度よく行う。
【解決手段】赤外線処理装置１０では、放射強度センサ６０ａが赤外線ヒーター３０からの赤外線の第１放射強度を検出し、放射強度センサ６０ｂが赤外線ヒーター３０からの赤外線の第２放射強度を検出する。そして、検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて、赤外線ヒーター３０の監視及び制御を行う。コントローラー９０は、検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて赤外線ヒーター３０の赤外線強度分布に関する分布関連情報としての温度Ｔを導出し、導出した温度Ｔに基づいて赤外線ヒーター３０の監視及び制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、赤外線処理装置に関する。

従来、塗膜などの処理対象に対して赤外線ヒーターから赤外線を放射して乾燥などの処理を行う赤外線処理装置が知られている。こうした赤外線処理装置に用いられる赤外線ヒーターとして、例えば特許文献１には、加熱すると赤外線を放出するロッド状の発熱体と、この発熱体が気密的に収容された透光性アルミナセラミックス製筒形状の保護管とを備えた赤外線ヒーターが記載されている。

特開２００６−２９４３３７号公報

ところで、赤外線ヒーターの監視や制御を行うにあたり、発熱体の温度を測定して発熱体の状態を検出することが考えられる。しかしながら、特許文献１に記載の赤外線ヒーターでは、発熱体が保護管に気密的に収容されており、発熱体は保護管内に温度センサを取り付けて温度を直接検出することは困難であった。また、例えば保護管の外表面に温度センサを取り付けて発熱体の温度を間接的に検出すると、誤差が生じる場合があった。その結果、赤外線ヒーターの監視や制御の精度が低下する場合があった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、赤外線ヒーターの監視又は制御の少なくとも一方を、より精度よく行うことを主目的とする。

本発明は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の赤外線処理装置は、
処理対象に赤外線を放射して赤外線処理を行う赤外線処理装置であって、
前記赤外線処理を行う処理空間を形成する炉体と、
前記処理空間に配置され発熱体を備えた赤外線ヒーターと、
前記赤外線ヒーターからの赤外線のうち第１波長領域の放射強度である第１放射強度を検出する第１放射強度センサと、
前記赤外線ヒーターからの赤外線のうち前記第１波長領域とは異なる第２波長領域の放射強度である第２放射強度を検出する第２放射強度センサと、
前記検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて、前記赤外線ヒーターの監視及び制御の少なくとも一方を行う監視制御手段と、
を備えたものである。

この本発明の赤外線処理装置では、第１放射強度センサが赤外線ヒーターからの赤外線のうち第１波長領域の放射強度である第１放射強度を検出し、第２放射強度センサが赤外線ヒーターからの赤外線のうち第１波長領域とは異なる第２波長領域の放射強度である第２放射強度を検出する。そして、検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて、赤外線ヒーターの監視及び制御の少なくとも一方を行う。このように、第１，第２放射強度センサは発熱体の温度ではなく赤外線の放射強度を検出する。そのため、例えば温度センサを用いる場合と比較して、第１，第２放射強度センサが赤外線ヒーターの外にあるなど発熱体から離れた位置に設けられていても、精度よく検出を行うことができる。しかも、放射強度を検出する波長領域の異なる２つの放射強度センサが検出した放射強度に基づくため、赤外線ヒーターの状態をより精度よく検出して、監視及び制御の少なくとも一方をより精度よく行うことができる。ここで、「赤外線ヒーターの監視」とは、例えば故障や劣化の有無の確認など、赤外線ヒーターの出力（赤外線の放射強度）の異常の有無を確認することを含む。また、「赤外線ヒーターの制御」とは、発熱体に供給する電力を調整して赤外線ヒーターの出力を制御することや、発熱体を冷却する冷媒の流量を調整することを含む。なお、「監視及び制御の少なくとも一方」を「監視制御」と表記する場合がある。また、「赤外線処理」は、例えば加熱処理，乾燥処理，脱水処理など処理対象の少なくとも一部を物理変化させる処理や，処理対象の少なくとも一部を化学反応させる処理などを含む。また、「第１波長領域とは異なる第２波長領域」とは、第１波長領域と第２波長領域とが全く同じ領域ではないことを意味する。例えば、第１波長領域と第２波長領域とは全く重複しなくてもよいし、一部が重複してもよい。また、前記制御手段は、前記第１放射強度と前記第２放射強度との一方に基づいて前記赤外線ヒーターの監視を行い、他方に基づいて前記赤外線ヒーターの制御を行ってもよい。

本発明の赤外線処理装置において、前記監視制御手段は、前記検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて前記赤外線ヒーターの赤外線強度分布に関する分布関連情報を導出し、該導出した分布関連情報に基づいて前記赤外線ヒーターの監視及び制御の少なくとも一方を行ってもよい。ここで、「分布関連情報」は、赤外線ヒーターの赤外線強度分布に対応して１つに定まる情報である。分布関連情報は、例えば赤外線ヒーターから放射させる赤外線のピーク波長、赤外線ヒーターから放射される赤外線のうち所定の波長の放射強度、発熱体の温度、第１放射強度と第２放射強度との比、赤外線強度分布そのもの（波形）、の少なくとも１つを含んでもよい。この場合において、前記監視制御手段は、前記分布関連情報と閾値とを比較して異常の有無を判定することで前記赤外線ヒーターの監視を行ってもよい。また、前記監視制御手段は、前記分布関連情報が目標値に近づくように赤外線ヒーターを制御してもよい。

分布関連情報を導出する態様の本発明の赤外線処理装置において、前記第１放射強度及び前記第２放射強度と、前記分布関連情報と、の対応関係を記憶する記憶手段、を備え、前記監視制御手段は、前記検出された第１放射強度及び第２放射強度に対応する分布関連情報を前記対応関係に基づいて導出し、該導出した分布関連情報に基づいて前記赤外線ヒーターの監視及び制御の少なくとも一方を行ってもよい。

分布関連情報を導出する態様の本発明の赤外線処理装置において、前記監視制御手段は、前記分布関連情報として前記発熱体の温度と前記赤外線ヒーターから放射される赤外線のピーク波長との少なくとも一方を導出してもよい。

分布関連情報を導出する態様の本発明の赤外線処理装置において、前記監視制御手段は、前記分布関連情報として、前記赤外線ヒーターから放射される赤外線のうち前記第１波長領域及び前記第２波長領域とは異なる第３波長の放射強度である第３放射強度を導出してもよい。

第３放射強度を導出する態様の本発明の赤外線処理装置において、前記監視制御手段は、前記赤外線ヒーターの少なくとも制御を行い、前記導出される第３放射強度が該第３放射強度の目標値に近づくように前記赤外線ヒーターを制御してもよい。この場合において、前記第３波長は、前記処理対象の前記赤外線処理に最も寄与する波長としてもよい。こうすれば、第３放射強度に基づく赤外線ヒーターの制御を行うことで、赤外線処理後の処理対象の品質がよりばらつきにくくなる。また、放射強度センサが放射強度を測定できる第１波長領域及び第２波長領域が赤外線処理に最も寄与する波長を含んでいない場合でも、第３放射強度を導出することで、処理対象に適した制御を行うことができ、処理対象の品質がばらつきにくくなる。なお、「前記処理対象の前記赤外線処理に最も寄与する波長」とは、例えば処理対象のうち赤外線処理で物理変化又は化学反応させる物質における赤外線の吸収率が最大となる波長としてもよい。

本発明の赤外線処理装置において、前記第１放射強度センサは、受光した赤外線の前記第１放射強度を検出する検出部と、該検出部へ到達可能な赤外線の入射方向を制限する絞り部と、を有していてもよい。こうすれば、放射強度の検出対象以外の物体から放射される赤外線の影響をより抑制でき、第１放射強度の検出精度が向上する。前記第１放射強度センサと同様に、前記第２放射強度センサについても、前記第２放射強度を検出する検出部と、該検出部へ到達可能な赤外線の入射方向を制限する絞り部と、を有していてもよい。なお、絞り部を備える場合において、前記第１放射強度センサや第２放射強度センサは、前記絞り部の開口が前記赤外線ヒーターに向くように配置されていてもよいし、前記発熱体に向くように配置されていてもよい。

本発明の赤外線処理装置において、前記第１放射強度センサは、受光した赤外線のうち前記第１波長領域以外の赤外線を遮蔽するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した後の赤外線の放射強度を検出する検出部と、を有していてもよい。前記第１放射強度センサと同様に、前記第２放射強度センサについても、受光した赤外線のうち前記第２波長領域以外の赤外線を遮蔽するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した後の赤外線の放射強度を検出する検出部と、を有していてもよい。

赤外線処理装置１０の断面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 監視制御ルーチンの一例を示すフローチャート。 対応関係テーブル９３の一例を示す説明図。 対応関係テーブル９３で対応づけられた第１，第２放射強度と発熱体の温度及びピーク波長との関係を示す説明図。

次に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である赤外線処理装置１０の縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。赤外線処理装置１０は、シート８０上に塗布された処理対象としての塗膜８２の赤外線処理（本実施形態では乾燥処理）を赤外線を用いて行うものであり、炉体１２と、赤外線ヒーター３０と、放射強度センサ６０と、コントローラー９０と、操作パネル９８と、を備えている。また、赤外線処理装置１０は、炉体１２の前方（図１の左側）に設けられたロール２１と、炉体１２の後方（図１の右側）に設けられたロール２５と、を備えている。この赤外線処理装置１０は、塗膜８２が上面に形成されたシート８０を、ロール２１，２５により連続的に搬送して乾燥を行う、ロールトゥロール方式の乾燥炉として構成されている。本実施形態において、左右方向、前後方向及び上下方向は、図１，図２に示した通りとする。

炉体１２は、塗膜８２の赤外線処理を行う処理空間１２ａを形成するものである。炉体１２は、略直方体に形成された断熱構造体であり、前端面１３，後端面１４，左端面１５，右端面１６と、内部の空間である処理空間１２ａと、炉体の前端面１３及び後端面１４にそれぞれ形成され外部から処理空間１２ａへの出入口となる開口１７，１８とを有している。この炉体１２は、前端面１３から後端面１４までの長さが例えば２〜１０ｍである。片面に塗膜８２が塗布されたシート８０は、処理空間１２ａを開口１７から開口１８まで略水平に通過していく。処理空間１２ａには、赤外線ヒーター３０，放射強度センサ６０などが配置されている。

赤外線ヒーター３０は、炉体１２内の塗膜８２に赤外線を放射する装置である。赤外線ヒーター３０は、炉体１２の前後方向（図１の左右方向）に複数本（本実施形態では３本）が略等間隔に並べて取り付けられている。３本の赤外線ヒーター３０を前方向から順に赤外線ヒーター３０ａ，３０ｂ，３０ｃと称する。赤外線ヒーター３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、いずれも長手方向が左右方向（図２の左右方向）に沿うように取り付けられている。赤外線ヒーター３０ａ，３０ｂ，３０ｃはいずれも同様の構成をしているため、以下、中央の赤外線ヒーター３０ｂの構成について説明する。

赤外線ヒーター３０ｂは、図１，図２に示すように、発熱体であるフィラメント３２を内管３６が囲むように形成されたヒーター本体３８と、このヒーター本体３８を囲むように形成された外管４０と、外管４０の両端に気密に嵌め込まれた有底筒状のキャップ４２と、ヒーター本体３８と外管４０との間に形成され第１冷媒が流通可能な第１冷媒流路４７と、を備えている。また、外管４０の上側の表面には、反射層４１が形成されている。外管４０の下側の表面には、外管４０の表面温度を検出する温度センサ５６が取り付けられている（図２）。

フィラメント３２は、加熱すると赤外線を放射する発熱体であり、本実施形態ではＷ（タングステン）製の電線を螺旋状に巻いたものとした。なおフィラメント３２の材料としては、他にＮｉ−Ｃｒ合金，Ｍｏ，Ｔａ，及びＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金などを挙げることができる。このフィラメント３２は、電力供給源５０から電力が供給されて、例えば７００〜１７００℃に通電加熱されると、波長が３．５μｍ以下（例えば２〜３μｍ付近）の赤外線領域にピークを持つ赤外線を放射する。フィラメント３２に接続された電気配線３４は、キャップ４２に設けられ炉体１２の上部（天井）を貫通する配線引出部４４を介して気密に外部へ引き出され、電力供給源５０に接続されている。内管３６，外管４０は、フィラメント３２から放射された電磁波のうち３．５μｍ以下の波長の赤外線を通過し３．５μｍを超える波長の赤外線を吸収するフィルタとして機能する赤外線吸収材料で形成されている。内管３６，外管４０に用いるこのような赤外線透過材料としては、例えば、石英ガラスなどが挙げられる。本実施形態では、内管３６，外管４０は、いずれも石英ガラスで形成されているものとした。内管３６の内部は、アルゴンガスにハロゲンガスを添加した雰囲気となっている。

ヒーター本体３８は、両端がキャップ４２の内部に配置されたホルダー４９に支持されている。各キャップ４２は、第１冷媒出入口４８を有している。第１冷媒出入口４８の一方には、第１冷媒供給源５２から第１冷媒が供給される。一方の第１冷媒出入口４８から外管４０内に流入した第１冷媒は、冷媒流路４７を流通して他方の第１冷媒出入口４８から流出するようになっている。第１冷媒流路４７を流れる第１冷媒は、例えば空気や不活性ガスなどの気体であり、内管３６と外管４０とに接触して熱を奪うことによりこれらを冷却する。

反射層４１は、外管４０の外周面のうち、フィラメント３２からみて塗膜８２とは反対側（上側）を含む領域に形成され、フィラメント３２の周囲の一部のみを覆うように設けられている。本実施形態では、反射層４１は、外管４０の上側半分を全て覆っているものとした。反射層４１は、その断面の円弧を含む円の中心位置にフィラメント３２が位置するように配置されている。この反射層４１は、フィラメント３２から放射される電磁波のうち赤外線の少なくとも一部を反射する赤外線反射材料で形成されている。赤外線反射材料としては、例えば金，白金，アルミニウムなどが挙げられる。反射層４１は、特に、フィラメント３２から放射される波長３．５μｍ以下の赤外線の反射率が高いことが好ましい。反射層４１は、外管４０の表面に塗布乾燥、スパッタリングやＣＶＤ、溶射といった成膜方法を用いて赤外線反射材料を成膜することで形成されている。

こうして構成された赤外線ヒーター３０（赤外線ヒーター３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）では、フィラメント３２から波長が３．５μｍ以下にピークを持つ赤外線が放射されると、そのうち主に３．５μｍ以下の波長の赤外線（波長０．７μ〜３．５μｍの近赤外線）が内管３６や外管４０を通過して炉体１２内部の塗膜８２に放射される。なお、内管３６や外管４０は、３．５μｍを超える波長の赤外線を吸収するが、第１冷媒流路４７を流れる第１冷媒によって冷却されることで（例えば２００℃以下）、自身が赤外線の二次放射体となることを抑制可能である。

放射強度センサ６０は、赤外線ヒーター３０から離間して配置され、赤外線ヒーター３０の外側からフィラメント３２が放射する赤外線を受光してその赤外線の放射強度を検出するセンサである。放射強度センサ６０は、赤外線ヒーター３０ａ，３０ｂ，３０ｃの各々に複数個（本実施形態では２個の放射強度センサ６０ａ，６０ｂ）が対応して配置されている。すなわち、本実施形態では放射強度センサ６０が計６個（放射強度センサ６０ａ，６０ｂが各３個）配置されている。放射強度センサ６０ａは、処理空間１２ａ内の左側に配置され、放射強度センサ６０ｂは、処理空間１２ａの右側に配置されている。複数の放射強度センサ６０は、放射強度センサ６０ａと放射強度センサ６０ｂとで放射強度を検出する波長領域が異なる点以外はいずれも同様の構成をしている。そのため、以下、中央の赤外線ヒーター３０ｂに対応する放射強度センサ６０ａの構成について説明する。

放射強度センサ６０ａは、図２の拡大図に示すように、本体部である筒状体６１と、筒状体６１の先端に取り付けられた絞り部（アパーチャ）６２と、筒状体６１の内部に取り付けられたフィルタ部６３及び検出部６４と、筒状体６１の外周を覆うように取り付けられた第２流路形成部材６６と、を備えている。絞り部６２は、略円盤状の部材であり、中央に開口６２ａが形成されている。絞り部６２は、放射強度センサ６０の外部から検出部６４に到達可能な赤外線の入射方向を制限するものであり、主に開口６２ａの延長上の領域から放射される赤外線が検出部６４に到達するようになっている。放射強度センサ６０ａは、水平方向から角度θだけ傾けて処理空間１２ａ内に取り付けられている。そのため、開口６２ａの中心軸の方向、すなわち検出部６４に到達可能な赤外線の主な入射方向は、水平方向から角度θだけ傾いている。特にこれに限定するものではないが、本実施形態では、角度θは４５°とした。開口６２ａの直径は、フィラメント３２の太さやフィラメント３２と放射強度センサ６０ａとの距離に応じて適宜定めることができ、例えば数ｍｍ〜十数ｍｍである。絞り部６２の材質としては、赤外線の透過率及び吸収率が低く、赤外線の反射率が高いものが好ましい。本実施形態では、絞り部６２はアルミニウム製とした。

フィルタ部６３は、略円盤状の部材であり、開口６２ａを通過して検出部６４へ向かう赤外線のうち所定の第１波長領域以外の赤外線を遮蔽するバンドパスフィルタとして機能する部材である。フィルタ部６３は、例えばサファイア，石英，シリコンなどの表面にＧｅ，ＺｎＳなどの薄膜をコーティングした干渉フィルタとして構成されている。本実施形態では、フィルタ部６３はサファイアにＧｅをコーティングしたものとし、第１波長領域は波長３μｍ付近（より具体的には波長３±０．２５μｍ）の領域とした。すなわち、フィルタ部６３は、波長３μｍ付近の領域の赤外線を透過し、それ以外の波長領域の赤外線を遮蔽するものとした。

検出部６４は、開口６２ａ，フィルタ部６３を通過したあとの赤外線を受光し、受光した赤外線の放射強度を検出する装置である。検出部６４は、受光した放射強度に応じた電気信号（例えば電圧や電流）を電気配線６５を介してコントローラー９０に出力する。電気配線６５は、筒状体６１の下端に設けられ炉体１２の底部を貫通する配線引出部６９を介して気密に外部へ引き出され、コントローラー９０に接続されている。検出部６４としては、例えばＩｎＡｓ，ＩｎＡｓＳｂ，ＩｎＳｂ，ＰｂＳｅなどからなるフォトダイオードを用いることができる。本実施形態では、検出部６４は周知のＩｎＡｓフォトダイオードとし、受光した赤外線の放射強度に応じて例えば０ｍＶ〜数百ｍＶの電圧を出力するものとした。なお、検出部６４には上述したようにフィルタ部６３を通過したあとの赤外線が入力される。そのため、本実施形態では、検出部６４は開口６２ａを通過した赤外線のうち第１波長領域（波長３±０．２５μｍの領域）の赤外線の放射強度を検出することになる。検出部６４が検出した第１波長領域の放射強度を、第１放射強度と称する。

第２流路形成部材６６は、放射強度センサ６０ａを冷却して過熱を抑制するための部材である。第２流路形成部材６６は、開口６２ａを覆わないように形成され、本実施形態では筒状体６１の外周面を覆う円筒状の部材とした。第２流路形成部材６６は、内部に円筒状の空間である第２冷媒流路６７が形成されている。また、第２流路形成部材６６は、２箇所に形成された第２冷媒出入口６８を有している。第２冷媒出入口６８の一方には、炉体１２の外部に配置された第２冷媒供給源５４から第２冷媒が供給される。一方の第２冷媒出入口６８から第２流路形成部材６６内に流入した第２冷媒は、第２冷媒流路６７を流通して他方の第２冷媒出入口６８から流出するようになっている。第２冷媒流路６７を流れる第２冷媒は、例えば水などの液体であり、第２流路形成部材６６に接触して熱を奪うことにより、放射強度センサ６０ａを冷却する。

なお、放射強度センサ６０ｂは、放射強度センサ６０ａと左右対称に配置されている。また、放射強度センサ６０ａとは異なり、放射強度センサ６０ｂのフィルタ部６３は第１波長領域とは異なる第２波長領域以外の赤外線を遮蔽する。それ以外は、放射強度センサ６０ｂは放射強度センサ６０ａと同様の構成をしている。そのため、放射強度センサ６０ｂも放射強度センサ６０ａと同様に水平方向から角度θ（＝４５°）だけ傾けて処理空間１２ａ内に取り付けられているものとした。なお、本実施形態では、第２波長領域は２μｍ付近の領域とした。なお、このような波長２μｍ付近の領域以外の赤外線を遮蔽するフィルタ部６３は、上述した干渉フィルタの材質やコーティングの膜厚を適宜変更することで得られる。本実施形態では、放射強度センサ６０ａと放射強度センサ６０ｂとでフィルタ部６３の材質は同じとした。具体的には、放射強度センサ６０ｂのフィルタ部６３は、波長２±０．２５μｍの領域（＝第２波長領域）以外の赤外線を遮蔽するものとした。放射強度センサ６０ｂの検出部６４には上述したようにフィルタ部６３を通過したあとの赤外線が入力されるため、本実施形態では、検出部６４は開口６２ａを通過した赤外線のうち第２波長領域（波長２±０．２５μｍの領域）の赤外線の放射強度を検出することになる。放射強度センサ６０ｂの検出部６４が検出した第２波長領域の放射強度を、第２放射強度と称する。

シート８０は、特に限定するものではないが、例えば、アルミニウムや銅等の金属シートである。シート８０は、特に限定するものではないが、例えば厚さ１０〜１００μｍ，幅２００〜１０００ｍｍである。また、シート８０上の塗膜８２は、例えば乾燥後に電池用の電極として用いられるものであり、特に限定するものではないが、例えばリチウムイオン二次電池用の電極となる塗膜である。塗膜８２としては、例えば、電極材（正極活物質又は負極活物質）とバインダーと導電材と溶剤とを共に混練した電極材ペーストを、シート８０上に塗布したもの等が挙げられる。塗膜８２の厚みは、特に限定するものではないが、例えば２０〜１０００μｍである。

コントローラー９０は、ＣＰＵ９１を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、各種処理プログラムや各種データなどを記憶したフラッシュメモリー９２と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ９４と、操作パネル９８などと通信する図示しない内部通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）と、を備えている。フラッシュメモリー９２は、後述する監視制御ルーチンに用いる各種の設定値や閾値，及び対応関係テーブル９３などを記憶している。

このコントローラー９０は、熱電対である温度センサ５６が検出した外管４０の温度を入力したり、放射強度センサ６０の検出部６４が検出した赤外線の放射強度を表す電圧を電気配線６５を介して入力したりする。また、コントローラー９０は、第１冷媒供給源５２の図示しない開閉弁や流量調整弁に制御信号を出力して、外管４０の温度が所定の上限値を超えないように赤外線ヒーター３０の第１冷媒流路４７を流れる第１冷媒の流量を制御する。また、コントローラー９０は、第２冷媒供給源５４の図示しない開閉弁や流量調整弁に制御信号を出力して、第２冷媒流路６７を流れる第２冷媒の流量を制御する。更に、コントローラー９０は、電力供給源５０からフィラメント３２へ供給される電力の大きさを調整するための制御信号を電力供給源５０へ出力して、赤外線ヒーター３０の出力（フィラメント３２からの赤外線の放射強度）を個別に制御する。また、コントローラー９０は、図示しないモーターに制御信号を出力してロール２１，ロール２５の回転速度を制御することで、炉体１２内のシート８０及び塗膜８２の通過時間やシート８０及び塗膜８２にかかる張力を調整する。コントローラー９０は、操作パネル９８の操作に応じて発生する操作信号を入力したり、操作パネル９８に表示指令を出力したりする。

操作パネル９８は、表示部と、この表示部を含んで構成された操作部とを備える。表示部は、タッチパネル式の液晶ディスプレイとして構成されており、メニューや項目を選択する選択／設定ボタン、各種数値を入力するための数字ボタン、赤外線処理を開始するスタートボタンなどを表示してタッチ操作を受け付け、タッチ操作に基づく操作信号をコントローラー９０に送信する。また、コントローラー９０からの表示指令を受信すると、表示指令に基づく画像や文字，数値などを表示部に表示する。

ここで、赤外線ヒーター３０ｂ，放射強度センサ６０ａ，６０ｂ及び塗膜８２の位置関係について図２を用いて説明する。本実施形態では、フィラメント３２の真下を塗膜８２が通過するものとした。また、塗膜８２の左右方向の幅は、フィラメント３２からの赤外線の放射強度が均一になるように、フィラメント３２の左右方向の幅よりも小さく、キャップ４２の真下まではみ出す部分がないものとした。シート８０の左右方向の幅についても同様とした。放射強度センサ６０ａ，６０ｂは、いずれもフィラメント３２からみて処理空間１２ａを通過する塗膜８２と同じ方向（すなわち真下）に位置し、且つフィラメント３２から塗膜８２への赤外線の放射を遮らないように塗膜８２から左右にずれて位置しているものとした。そして、放射強度センサ６０ａは、上述した角度θが４５°であることで、開口６２ａの開口の中心軸がフィラメント３２のうち塗膜８２の真上の領域内の検出箇所３２ａと交差するように配置されている。これにより、放射強度センサ６０ａが塗膜８２から左方向にずれて位置していても、検出部６４にはフィラメント３２のうち塗膜８２の真上の領域内にある検出箇所３２ａからの赤外線が主に到達する（図２のフィラメント３２から放射強度センサ６０ａに向かう破線矢印参照）。そのため、放射強度センサ６０ａは、この検出箇所３２ａからの赤外線の第１放射強度を検出する。同様に、放射強度センサ６０ｂも、上述した角度θが４５°であることで、開口６２ａの開口の中心軸がフィラメント３２のうち塗膜８２の真上の領域内の検出箇所３２ｂと交差するように配置されている。これにより、放射強度センサ６０ｂが塗膜８２から右方向にずれて位置していても、検出部６４にはフィラメント３２のうち塗膜８２の真上の領域内にある検出箇所３２ｂからの赤外線が主に到達する（図２のフィラメント３２から放射強度センサ６０ｂに向かう破線矢印参照）。そのため、放射強度センサ６０ｂは、この検出箇所３２ｂからの赤外線の第２放射強度を検出する。

なお、赤外線ヒーター３０ａ，３０ｃと各ヒーターに対応する放射強度センサ６０ａ，６０ｂ及び塗膜８２の位置関係は図２と同様であるため、図示及び説明を省略する。

次に、こうして構成された赤外線処理装置１０を用いて赤外線処理（乾燥処理）を行って塗膜８２を乾燥する様子について説明する。まず、ユーザーが操作パネル９８を操作してスタートボタンを押下すると、操作パネル９８はコントローラー９０に処理開始信号などを送信する。処理開始信号を入力したコントローラー９０は、ロール２１，ロール２５を回転させ、シート８０の搬送を開始する。これにより、赤外線処理装置１０の左端に配置されたロール２１からシート８０が巻き外されていく。また、シート８０は開口１７から炉体１２内に搬入される直前に図示しないコーターによって上面に塗膜８２が塗布される。そして、塗膜８２が塗布されたシート８０は、炉体１２内に搬送される。なお、コントローラー９０は、設定値としてフラッシュメモリー９２に記憶された塗膜８２の処理時間（炉体１２の通過時間）やシート８０の張力などに基づいてローラー２１，２５の回転速度を制御する。また、コントローラー９０は、後述する監視制御ルーチンを実行して電力供給源５０を制御し、赤外線ヒーター３０の監視制御を行う。これにより、赤外線ヒーター３０ａ〜３０ｃのフィラメント３２が通電されて加熱され、フィラメント３２からは赤外線が放射される。そして、シート８０が炉体１２の処理空間１２ａ内を通過する間に、シート８０の上面に形成された塗膜８２は、フィラメント３２からの赤外線が照射されることによって乾燥される。これにより、塗膜８２は上述した電極となり、開口１８から搬出される。そして、この電極（塗膜８２）は、炉体１２の右端に設置されたロール２５にシート８０とともに巻き取られる。

また、これと同時に、コントローラー９０は、第１冷媒供給源５２を制御して第１冷媒流路４７に第１冷媒を流通させる。これにより、内管３６及び外管４０は、冷媒流路４７を流れる第１冷媒によって冷却される。なお、本実施形態では、コントローラー９０は、温度センサ５６から入力した外管４０の温度に基づいて、外管４０の温度が塗膜８２から蒸発する溶剤の着火点未満の温度（例えば２００℃以下など）に維持されるように、第１冷媒供給源５２を制御して第１冷媒の流量を調整するものとした。また、コントローラー９０は、第２冷媒供給源５４を制御して第２冷媒流路６７に第２冷媒を流通させる。これにより、放射強度センサ６０は、第２冷媒流路６７を流れる第２冷媒によって冷却される。なお、本実施形態では、第２冷媒流路６７を流れる第２冷媒の流量は予め固定の設定値として定められており、その設定値に基づく流量の第２冷媒が第２冷媒流路６７を流通するように第２冷媒供給源５４を制御するものとした。

ここで、監視制御ルーチンについて詳細に説明する。図３は、監視制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、フラッシュメモリー９２に記憶されている。このルーチンは、コントローラー９０が、ユーザーから操作パネル９８を介してスタートボタンが押下されたことを表す処理開始信号を入力すると、赤外線処理が終了するまで繰り返し実行される。なお、監視制御ルーチンは、赤外線ヒーター３０ａ〜３０ｃのそれぞれについて実行するが、処理内容はいずれも同様であるため、赤外線ヒーター３０ｂについて監視制御ルーチンを実行する場合を例として説明する。

この監視制御ルーチンが実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、赤外線ヒーター３０ｂに対応する放射強度センサ６０ａ，６０ｂの検出値（電圧）を電気配線６５を介して取得し、取得した値に基づく第１，第２放射強度をＲＡＭ９４に記憶する（ステップＳ１００）。なお、本実施形態では、放射強度センサ６０ａ，６０ｂから取得した検出値で表される第１，第２放射強度に対して、それぞれ所定の形態係数を加味した補正を行い、フィラメント３２から真下の塗膜８２に放射される赤外線の放射強度を表す補正後第１，第２放射強度を導出して、この補正後第１，第２放射強度の値をＲＡＭ９４に記憶するものとした。すなわち、本実施形態では放射強度センサ６０を角度θ＝４５°だけ傾けて配置して検出箇所３２ａ，３２ｂからの赤外線の第１，第２放射強度を検出しているが、塗膜８２の位置において角度θ＝９０°の向き（開口６２ａが真上に開口する向き）で検出箇所３２ａ，３２ｂからの赤外線の第１，第２放射強度を検出した場合の放射強度に換算した値として補正後第１，第２放射強度を導出し、これをＲＡＭ９４に記憶するものとした。なお、形態係数は、フィラメント３２の赤外線の放射面と検出部６４の受光面の形状及び大きさや位置関係などにより定まる値であり、放射強度センサ６０ａ，６０ｂのそれぞれについて予めフラッシュメモリー９２に設定値として記憶されているものとした。また、監視制御ルーチンの以降の処理では、補正後第１放射強度及び補正後第２放射強度を、それぞれ単に第１放射強度及び第２放射強度と称する。

続いて、ＣＰＵ９１は、ステップＳ１００で記憶した第１，第２放射強度に基づいてフィラメント３２の温度Ｔ（分布関連情報）を導出する（ステップＳ１１０）。この処理は、フラッシュメモリー９２に記憶された対応関係テーブル９３を用いて行う。図４は、対応関係テーブル９３の一例を示す説明図である。図４に示すように、対応関係テーブル９３は、第１，第２放射強度と、分布関連情報としてのフィラメント３２の温度Ｔ及びフィラメント３２からの赤外線のピーク波長Ｌと、を対応づけたテーブルである。この対応関係テーブル９３では、ある第１放射強度と第２放射強度との組み合わせに対して、温度Ｔとピーク波長Ｌとがそれぞれ１つ対応している。図５は、対応関係テーブル９３で対応づけられた第１，第２放射強度と、温度Ｔ及びピーク波長Ｌとの関係を示す説明図である。赤外線ヒーター３０ｂは、フィラメント３２に電力が供給されて発熱すると、フィラメント３２の温度に応じて放射する赤外線の強度分布（図５における波長と放射強度との関係を表す波形）が変化する。具体的には、フィラメント３２の温度ＴがＴａ，Ｔｂ，Ｔｃと大きくなるに従って放射強度は全体的に大きくなっていき、ピーク波長ＬはＬａ，Ｌｂ，Ｌｃと小さくなっていく。この温度Ｔ及びピーク波長Ｌと、赤外線ヒーター３０の赤外線強度分布とは１対１に対応する。また、赤外線強度分布が変化すると、そのとき放射強度センサ６０ａ，６０ｂにより検出される第１放射強度及び第２放射強度も変化する。そのため、第１放射強度及び第２放射強度の値から、赤外線強度分布を知ることができる。例えば、図５において第１放射強度がＲａ１且つ第２放射強度がＲａ２であった場合には、赤外線ヒーター３０からの赤外線強度分布は、温度Ｔ＝Ｔａ，ピーク波長Ｌ＝Ｌａのときの波形であることがわかる。同様に、第１放射強度がＲｃ１且つ第２放射強度がＲｃ２であった場合には、赤外線ヒーター３０からの赤外線強度分布は、温度Ｔ＝Ｔｃ，ピーク波長Ｌ＝Ｌｃのときの波形であることがわかる。このように、第１放射強度及び第２放射強度と、赤外線強度分布と、分布関連情報（温度Ｔ，ピーク波長Ｌ）との間には対応関係が存在する。対応関係テーブル９３は、この対応関係に基づいて第１放射強度及び第２放射強度と、分布関連情報（温度Ｔ，ピーク波長Ｌ）と、を対応づけてテーブルにしたものである。このような対応関係テーブル９３は、予め実験により求めておくことができる。なお、図５に示す斜線の領域は、波長３．５μｍを超える赤外線の領域である。この領域の赤外線は、内管３６及び外管４０によってほとんどが吸収されるため、赤外線ヒーター３０ｂからの放射強度は図５に示した波形よりも小さくなる。ただし、本実施形態では、第１放射領域（波長３±０．２５μｍ）及び第２放射領域（波長２±０．２５μｍ）はいずれも波長３．５μｍ以下の領域に存在するため、対応関係テーブル９３の対応関係には影響せず、問題はない。

ステップＳ１１０では、ＣＰＵ９１は、この対応関係テーブル９３を用いて、ステップＳ１００で記憶した第１，第２放射強度に対応するフィラメント３２の温度Ｔを導出する。例えば、第１放射強度がＲａ１且つ第２放射強度がＲａ２であった場合には、温度Ｔとして値Ｔａを導出することになる。続いて、ＣＰＵ９１は、導出した温度Ｔに基づいて赤外線ヒーター３０ｂに異常があるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この判定は、例えば温度Ｔが高すぎる又は低すぎるか否かなど、所定の許容範囲の上下限から外れているか否かを判定することで行う。温度Ｔの許容範囲は、予めフラッシュメモリー９２に記憶されている。なお、温度Ｔの許容範囲は、固定の範囲としてもよいし、前回実行した監視制御ルーチンのステップＳ１４０（後述）で出力した赤外線ヒーター３０ｂへの供給電力値Ｗａの値に応じて可変としてもよい。例えば、供給電力値Ｗａが大きいほど許容範囲の上限及び下限がともに大きくなる傾向にあるものとしてもよい。許容範囲が可変の場合、スターボタンが押下されて最初に実行するステップＳ１２０では、供給電力値Ｗａが所定の初期値（例えば０ｋＷ，０％など）とした場合の許容範囲に基づいて異常の判定を行ってもよい。

ステップＳ１２０で温度Ｔが許容範囲内であり異常がないと判定したきには、ＣＰＵ９１は、ステップＳ１１０で導出した温度Ｔとフィラメント３２の温度の目標値Ｔｔとに基づいて、フィードバック制御により電力供給源５０から赤外線ヒーター３０ｂに供給すべき供給電力値Ｗａを決定する（ステップＳ１３０）。目標値Ｔｔは、塗膜８２の乾燥処理に適した赤外線強度分布に対応する値として予め定められてフラッシュメモリー９２に記憶されている。なお、フィードバック制御に用いるパラメーターも、フラッシュメモリー９２に予め記憶されているものとした。ステップＳ１３０のフィードバック制御は、例えば目標値Ｔｔと温度Ｔとの差分がゼロになるようにＰＩＤ制御により供給電力値Ｗａを決定することで行う。供給電力値Ｗａは、例えば電力供給源５０が供給可能な最大の電力を１００％として０％から１００％の間で定められる値としてもよいし、電力の値そのものとしてもよい。なお、ステップＳ１３０では、ＰＩＤ制御に限らずＰＩ制御など他のフィードバック制御を採用してもよい。

ステップＳ１３０で供給電力値Ｗａを決定すると、ＣＰＵ９１は、決定した供給電力値Ｗａを電力供給源５０に出力して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。これにより、決定した供給電力値Ｗａに基づく電力が赤外線ヒーター３０ｂに供給される。また、ステップＳ１２０で異常があると判定すると、ＣＰＵ９１は、異常がある旨を表示して報知するよう操作パネル９８に制御信号を送信して(ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。なお、操作パネル９８への表示に加えて又は代えて、操作パネル９８に異常を報知する音声を出力させたりしてもよい。また、ステップＳ１５０では、異常の報知に加えて又は代えて、赤外線ヒーター３０への電力の供給の停止やローラー２１，２５の回転の停止など赤外線処理を中止する処理を行ってもよい。

ここで、上述したように、赤外線ヒーター３０ａ〜３０ｃは、３．５μｍを超える波長の赤外線を吸収する内管３６及び外管４０を有しているため、赤外線ヒーター３０ａ〜３０ｃからは波長３．５μｍ以下の赤外線（近赤外線）が主に放射される。波長３．５μｍ以下の赤外線は、水や溶剤などの分子中の水素結合を切断する能力に優れている。そのため、塗膜８２を効率よく乾燥することができる。なお、本実施形態では、塗膜８２のうち赤外線処理で乾燥させる物質である水及び溶剤における赤外線の吸収率が最大となる波長が３μｍ付近であるものとした。すなわち、塗膜８２の乾燥に最も寄与するのは、波長３μｍ付近の赤外線であるものとした。なお、第１波長領域は、上述したように波長３μｍを含んでいる。

なお、赤外線ヒーター３０ａ，３０ｃについても監視制御ルーチンは同様に行うが、ステップＳ１３０におけるフィードバック制御の目標値Ｔｔは、赤外線ヒーター３０毎に異なっていてもよい。例えば、乾燥の初期，中期，後期で適切な赤外線の赤外線強度分布が変わる場合には、赤外線ヒーター３０ａ，３０ｂ，３０ｃ毎に異なる目標値Ｔｔを用いてもよい。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の赤外線処理装置の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の炉体１２が本発明の炉体に相当し、フィラメント３２が発熱体に相当し、赤外線ヒーター３０が赤外線ヒーターに相当し、放射強度センサ６０ａが第１放射強度センサに相当し、放射強度センサ６０ｂが第２放射強度センサに相当し、コントローラー９０が監視制御手段に相当する。また、対応関係テーブル９３が、第１放射強度及び第２放射強度と分布関連情報との対応関係に相当し、フラッシュメモリー９２が記憶手段に相当する。

以上説明した本実施形態の赤外線処理装置１０によれば、放射強度センサ６０ａが赤外線ヒーター３０からの赤外線の第１放射強度を検出し、放射強度センサ６０ｂが赤外線ヒーター３０からの赤外線の第２放射強度を検出する。そして、検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて、赤外線ヒーター３０の監視及び制御を行う。このように、放射強度センサ６０ａ，６０ｂはフィラメント３２の温度ではなく赤外線の放射強度を検出する。そのため、温度センサを用いる場合と比較して、放射強度センサ６０ａ，６０ｂが赤外線ヒーター３０の外にあるなどフィラメント３２から離れた位置に設けられていても、精度よく検出を行うことができる。これに対し、例えば、温度センサを内管３６の内部に配置して直接フィラメント３２の温度を測定することは困難である。また、外管４０の表面に設けられた温度センサ５６は第１冷媒の影響を受けるため、温度センサ５６でフィラメント３２の温度を測定しても誤差が大きい。あるいは、処理空間１２ａ内に温度センサ５６を配置しても、周囲の雰囲気やフィラメント３２以外の物体の影響を受けるため、やはりフィラメント３２の温度を正確に測ることは難しい。なお、予め供給電力値Ｗａと温度Ｔ（分布関連情報）との対応関係を記憶しておき、この対応関係に基づいて目標値Ｔｔに対応する供給電力値Ｗａを電力供給源５０に出力することも考えられる。ただし、赤外線ヒーター３０の経年変化などの影響がある場合、温度Ｔなどの分布関連情報や赤外線強度分布と供給電力値Ｗａとの対応関係が変わってしまう場合がある。このような場合には、予め記憶した対応関係のみに基づいて制御を行うと、目標値Ｔｔに対応する供給電力値Ｗａを電力供給源５０に出力しても、実際にはフィラメント３２の温度Ｔが目標値Ｔにならない。これに対し本実施形態の赤外線処理装置１０では、制御の対象となるフィラメント３２の温度Ｔそのものを第１放射強度及び第２放射強度に基づいて精度よく導出できるため、上記のような経年変化や外乱にも対応して、フィラメント３２の温度Ｔを目標値Ｔｔに精度良く近づけることができる。

また、赤外線処理装置１０では、放射強度を検出する波長領域の異なる２つの放射強度センサ６０ａ，６０ｂが検出した第１，第２放射強度に基づく監視及び制御を行う。そのため、赤外線ヒーター３０の状態をより精度よく検出して、監視及び制御をより精度よく行うことができる。例えば、図５に示すように温度Ｔが値Ｔａから値Ｔｃまで変化したときの第１放射強度の変化量（Ｒｃ１−Ｒａ１）は、第２放射強度の変化量（Ｒｃ２−Ｒａ２）に比べると比較的小さい。そのため、放射強度センサ６０ａが検出した第１放射強度のみに基づいて監視や制御を行おうとすると、制御の精度が十分高くならない場合がある。これに対して、第１放射強度と第２放射強度との両方に基づくことで、赤外線ヒーター３０の赤外線強度分布や分布関連情報をより精度よく導出でき、監視や制御をより精度よく行うことができる。

また、コントローラー９０は、検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて赤外線ヒーター３０の赤外線強度分布に関する分布関連情報としての温度Ｔを導出し、導出した温度Ｔに基づいて赤外線ヒーター３０の監視及び制御を行う。このように第１放射強度及び第２放射強度に基づいて導出された温度Ｔは、例えば赤外線ヒーター３０の外側などフィラメント３２から離れて配置された温度センサを用いて測定した温度と比べて精度の高い値となる。そのため、この温度Ｔに基づくことで、赤外線ヒーター３０の監視及び制御をより精度よく行うことができる。また、コントローラー９０は、温度Ｔと閾値（上限，下限）とを比較して異常の有無を判定することで赤外線ヒーター３０の監視を行っている。コントローラー９０は、温度Ｔが目標値Ｔｔに近づくように赤外線ヒーター３０を制御している。さらに、赤外線処理装置１０は、第１放射強度及び第２放射強度と、分布関連情報と、の対応関係テーブル９３を記憶するフラッシュメモリー９２、を備え、コントローラー９０は、検出された第１放射強度及び第２放射強度に対応する温度Ｔを対応関係テーブル９３に基づいて導出し、導出した温度Ｔに基づいて赤外線ヒーター３０の監視及び制御を行っている。

さらに、放射強度センサ６０ａは、受光した赤外線の第１放射強度を検出する検出部６４と、検出部６４へ到達可能な赤外線の入射方向を制限する絞り部６２と、を有し、絞り部６２の開口６２ａがフィラメント３２に向くように配置されている。そのため、フィラメント３２以外の物体から放射される赤外線の影響をより抑制でき、第１放射強度の検出精度が向上する。放射強度センサ６０ｂについても同様である。

さらにまた、放射強度センサ６０ａは、受光した赤外線のうち第１波長領域以外の赤外線を遮蔽するフィルタ部６３と、フィルタ部６３を通過した後の赤外線の放射強度を検出する検出部６４と、を有している。同様に、放射強度センサ６０ｂは、受光した赤外線のうち第２波長領域以外の赤外線を遮蔽するフィルタ部６３と、フィルタ部６３を通過した後の赤外線の放射強度を検出する検出部６４と、を有している。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、コントローラー９０は、監視制御ルーチンのステップＳ１２０により赤外線ヒーター３０の監視を行い、ステップＳ１３０，１４０により赤外線ヒーター３０の制御を行っているが、これに限られない。例えばステップＳ１２０とステップＳ１３０，１４０との一方を省略するなど、コントローラー９０は第１放射強度及び第２放射強度に基づく監視又は制御の少なくとも一方を行えばよい。

上述した実施形態では、コントローラー９０は監視制御ルーチンのステップＳ１１０で分布関連情報として温度Ｔを導出したが、これに限らず他の分布関連情報を導出してもよい。例えば、分布関連情報として、赤外線ヒーター３０のピーク波長Ｌ、赤外線ヒーターから放射される赤外線のうち所定の波長の放射強度、第１放射強度と第２放射強度との比、赤外線強度分布そのもの（波形）、のいずれかを導出してもよい。これらは、いずれも図５に示した赤外線強度分布に対応して１つに定まる情報である。そのため、上述した実施形態と同様に、第１放射強度及び第２放射強度と、それらに対応する赤外線強度分布と、の関係に基づいて、例えば予め記憶した対応関係テーブルなどを用いて導出することができる。例えばピーク波長Ｌは、上述した実施形態の対応関係テーブル９３でも対応づけられているため、これを用いて導出することができる。なお、温度Ｔとピーク波長Ｌとを導出するなど、２つ以上の情報を含む分布関連情報を導出してもよい。

上述した実施形態では、第１放射強度及び第２放射強度と対応関係テーブル９３とに基づいて分布関連情報としての温度Ｔを導出したが、これに限られない。例えば、分布関連情報として、赤外線ヒーター３０から放射される赤外線のうち第１波長領域及び第２波長領域とは異なる所定の波長（第３波長と称する）の放射強度である第３放射強度を導出してもよい。例えば、第３波長を波長２．５μｍとして、この第３波長の放射強度である第３放射強度を導出してもよい。上述した図５の対応関係から明らかなように、第１放射強度及び第２放射強度とそれに対応する赤外線強度分布との関係に基づいて、対応する赤外線強度分布の波形から第３波長（例えば波長２．５μｍ）の放射強度である第３放射強度は容易に導出することができる。そのため、例えば第１放射強度及び第２放射強度と第３放射強度との対応関係を予め調べてフラッシュメモリー９２に記憶しておき、この対応関係を用いることで、第１放射強度及び第２放射強度から第３放射強度を導出することができる。この場合、ステップＳ１２０において、導出した第３放射強度と予めフラッシュメモリー９２に記憶された許容範囲とに基づいて赤外線ヒーター３０の異常を判定してもよい。また、ステップＳ１３０において、導出した第３放射強度とその目標値とに基づいてフィードバック制御により供給電力値Ｗａを決定してもよい。なお、このような制御を行う場合には、処理対象の赤外線処理に最も寄与する波長を第３波長として定めることが好ましい。例えば、処理対象の赤外線処理に最も寄与する波長が２．５μｍのときに、第３波長を２．５μｍとすれば、第１波長領域及び第２波長領域が波長２．５μｍを含まない場合でも、赤外線処理に最も寄与する波長の放射強度を目標値に近づけるように赤外線ヒーター３０を制御することができる。そのため、処理対象に適した制御を行うことができ、処理対象の品質がばらつきにくくなる。また、こうすれば、処理対象が変わる毎に第１，第２波長領域の異なる放射強度センサ６０ａ，６０ｂを用意する必要がない。処理対象に適した第３波長を設定して第３放射強度を導出できるように、第１放射強度及び第２放射強度と複数種類の波長（第３波長の候補）との対応関係をそれぞれ求めてフラッシュメモリー９２に記憶しておけばよい。

上述した実施形態では、第１放射強度及び第２放射強度と対応関係テーブル９３とに基づいて分布関連情報としての温度Ｔを導出したが、これに限られない。例えば、対応関係テーブル９３の代わりに、第１放射強度及び第２放射強度と分布関連情報との対応関係を表すマップや計算式などを用いてもよい。

上述した実施形態では、第１放射強度及び第２放射強度に基づいてまず温度Ｔを導出し、温度Ｔに基づく監視及び制御を行ったが、これに限らず分布関連情報の導出を省略してもよい。例えば、予め第１放射強度及び第２放射強度と異常の有無との対応関係をフラッシュメモリー９２に記憶しておき、検出した第１放射強度及び第２放射強度から直接異常の有無を判定してもよい。このような対応関係は、例えば上述した実施形態における対応関係テーブル９３と、ステップＳ１２０で用いた温度Ｔの許容範囲（固定の範囲）と、に基づいて予め定めておくことができる。なお、第１放射強度及び第２放射強度と、前回実行した監視制御ルーチンのステップＳ１４０で出力した赤外線ヒーター３０への供給電力値Ｗａの値と、ステップＳ１２０で用いた温度Ｔの許容範囲（供給電力値Ｗａによって可変）と、に基づいて、第１放射強度及び第２放射強度と異常の有無との対応関係を予め定めておいてもよい。同様に、ステップＳ１３０のフィードバック制御においても、第１放射強度及び第２放射強度と目標値Ｔｔと供給電力値Ｗａとの対応関係を予め定めてフラッシュメモリー９２に記憶しておき、温度Ｔの導出を省略してもよい。

上述した実施形態では、第１放射強度及び第２放射強度に基づいて導出した温度Ｔを用いて、赤外線ヒーター３０の監視と制御との両方を行ったが、これに限られない。例えば、温度Ｔを用いて赤外線ヒーター３０の監視を行い、第１放射強度と第２放射強度との比を用いて赤外線ヒーター３０の制御を行うなど、監視と制御とで異なる分布関連情報を用いてもよい。また、例えば温度Ｔを用いて赤外線ヒーター３０の監視を行い、第１放射強度が目標値になるようにフィードバック制御により赤外線ヒーター３０の制御を行ってもよい。こうすれば、第１波長領域は塗膜８２の赤外線処理に最も寄与する波長（３μｍ付近）を含んでいるため、第１波長強度に基づく制御を行うことで、処理対象に適した制御を行うことができ、処理対象の品質がばらつきにくくなる。しかも、異常の判定については、温度変化に対する変化の少ない第１波長強度ではなく、温度Ｔそのものを用いて判定を行うため、異常の判定もより精度よく行うことができる。

上述した実施形態では、ステップＳ１２０で異常がある（温度Ｔが高すぎる又は低すぎる）と判定すると、異常がある旨を操作パネル９８に表示させるものとしたが、これに限られない。例えば、ステップＳ１２０で異常があるときには、高すぎる（又は低すぎる）温度Ｔが適切になるように、赤外線ヒーター３０に供給する供給電力値Ｗａが低め（又は高め）になるように補正してもよい。例えば、異常がある間は、ステップＳ１３０で決定した供給電力値Ｗａから値を減算（又は加算）してからステップＳ１４０の処理を行うようにしたり、ステップＳ１３０で用いる目標値Ｔｔを低め（又は高め）に変更したりしてもよい。

上述した実施形態では、ステップＳ１２０において、導出した温度Ｔに基づいて赤外線ヒーター３０の異常の有無を判定したが、これに限られない。例えば、ステップＳ１００で記憶した第１放射強度及び第２放射強度の少なくとも一方に基づいて、赤外線ヒーター３０の異常の有無を判定してもよい。例えば、汚れなどにより赤外線ヒーター３０の外管４０に曇りが生じたりすると、フィラメント３２の温度やピーク波長が同じでも第１放射強度や第２放射強度が小さくなる場合がある。そこで、例えば赤外線ヒーター３０への供給電力値Ｗａと第１放射強度（又は第２放射強度）との関係を予め調べて、供給電力値Ｗａに応じた第１放射強度の許容範囲をフラッシュメモリー９２に記憶しておく。そして、ステップＳ１００で記憶した第１放射強度（又は第２放射強度）の値が、前回実行したステップＳ１４０で出力した赤外線ヒーター３０への供給電力値Ｗａの値に応じた許容範囲の下限を下回るときには、異常があるとＣＰＵ９１が判定してもよい。この場合、ＣＰＵ９１は、外管４０に曇りが生じており清掃が必要である旨を表示して報知するよう操作パネル９８を制御してもよいし、赤外線処理を中止してもよい。あるいは、赤外線ヒーター３０に供給する供給電力値Ｗａが高めになるように補正して、不足する放射強度を補うようにしてもよい。例えば、ステップＳ１３０で決定した供給電力値Ｗａに値を加算してからステップＳ１４０の処理を行うようにしたり、ステップＳ１３０で用いる目標値Ｔｔを高めに変更したりして、不足する放射強度を補ってもよい。また、第１放射強度と第２放射強度との比（＝フィラメント３２の温度やピーク波長に関連する値）に基づいてフィラメント３２の異常の有無を判定し、異常がない場合には上記のように第１放射強度の値に基づいて外管４０の異常の有無を判定してもよい。こうすれば、フィラメント３２の異常と外管４０の異常とを共に判定することができる。これに限らず、複数種類の異常の判定を適宜組み合わせてもよい。

上述した実施形態では、放射強度センサ６０は絞り部６２の開口６２ａがフィラメント３２に向くように配置されているものとしたが、放射強度センサ６０が赤外線ヒーター３０からの赤外線の放射強度を検出できればよい。例えば、開口６２ａが赤外線ヒーター３０のうちフィラメント３２以外の部分を向くように配置されていてもよい。ただし、開口６２ａがフィラメント３２を向くように放射強度センサ６０が配置されていることが好ましい。

上述した実施形態では、導出した温度Ｔとフィラメント３２の温度の目標値Ｔｔとに基づいて、フィードバック制御により電力供給源５０から赤外線ヒーター３０ｂに供給すべき供給電力値Ｗａを決定するものとしたが、これに限られない。コントローラー９０は、温度Ｔが目標値Ｔｔに近づくように制御すればよく、フィードバック制御以外の制御を行ってもよい。あるいは、コントローラー９０は供給電力値Ｗａの制御に代えて又は加えて、第１冷媒流路４７を流れる第１冷媒の流量を制御することでフィラメント３２の温度を変化させてもよい。例えば、コントローラー９０は、温度Ｔが目標値Ｔｔよりも高いときには、供給電力値Ｗａの値を小さくするように電力供給源５０を制御し、温度Ｔが目標値Ｔｔよりも低いときには、第１冷媒流路４７を流れる第１冷媒の流量を小さくするように第１冷媒供給源５２を制御してもよい。また、コントローラー９０は、温度Ｔが目標値Ｔｔよりも低く且つ外管４０の温度が目標値（例えば溶剤の着火点未満の所定温度）よりも十分小さいとき（例えば目標値と温度センサ５６が検出した温度との差が所定の閾値以上のとき）には第１冷媒流路４７を流れる第１冷媒の流量を小さくするように電力供給源５０を制御し、温度Ｔが目標値Ｔｔよりも低く且つ外管４０の温度が目標値に近いときには供給電力値Ｗａの値を大きくするように第１冷媒供給源５２を制御してもよい。

上述した実施形態では、第２冷媒流路６７を流れる第２冷媒の流量は予め固定の設定値として定められているものとしたが、これに限られない。例えば、コントローラー９０が、放射強度センサ６０が検出した放射強度が大きいほど第２冷媒の流量が大きくなるように第２冷媒の流量を制御しても良い。

上述した実施形態では、放射強度センサ６０は第２流路形成部材６６を備えており第２冷媒供給源５４からの第２冷媒によって冷却されるものとしたが、これに限られない。例えば、第２冷媒で冷却する代わりにペルチェ素子を用いて放射強度センサ６０を冷却してもよい。また、放射強度センサ６０を冷却する機構を備えないものとしてもよい。

放射強度センサ６０の構成は、上述した実施形態に限られない。例えば、フィルタ部６３は、所定の波長領域の上限を超える赤外線を遮蔽するフィルタと、所定の波長領域の下限を下回る赤外線を遮蔽するフィルタとを組み合わせて構成してもよい。また、放射強度センサ６０ａと放射強度センサ６０ｂとが、フィルタ部６３が異なるだけでなく検出部６４も異なっていてもよい。例えば、放射強度センサ６０ａの検出部６４には第１波長領域の検出感度が高いものを用い、放射強度センサ６０ｂの検出部６４には第２波長領域の検出感度が高いものを用いてもよい。

上述した実施形態では、赤外線ヒーター３０からの赤外線のみにより塗膜８２を乾燥させるものとしたが、例えば空気などの熱風を炉体１２内に送風する給気装置を備えるものとし、熱風と赤外線とにより塗膜８２を乾燥させてもよい。熱風に限らず、炉体１２内に送風する給気装置を備えていてもよい。

上述した実施形態では、赤外線処理装置１０は、塗膜８２を連続的に搬送して乾燥を行うロールトゥロール方式の乾燥炉としたが、これに限られない。例えば、赤外線処理装置１０を、ロールトゥロール方式以外の連続炉として構成してもよいし、塗膜８２が炉体１２内で停止した状態で乾燥を行うバッチ炉として構成してもよい。

上述した実施形態では、赤外線処理装置１０は赤外線処理として塗膜８２の乾燥処理を行うものとしたが、これに限られない。赤外線処理装置１０は処理対象に赤外線を放射して処理を行うものであればよい。赤外線処理として、例えば加熱処理，乾燥処理，脱水処理などを行うものとしてもよい。また、赤外線処理として、処理対象を脱水環化反応させるなど、化学反応させる処理を行うものとしてもよい。

上述した実施形態では、処理対象である塗膜８２として、乾燥後にリチウムイオン二次電池用の電極となる塗膜を例示したが、乾燥対称はこれに限られない。例えば、ＭＬＣＣ（積層セラミックコンデンサ）用の薄膜として用いられる塗膜を処理対象としてもよい。この場合、塗膜は例えばセラミック粉末又は金属粉末と、有機バインダーと、有機溶剤とを含むものとしてもよい。また、シートはＰＥＴなどの樹脂としてもよい。あるいは、塗膜８２は、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）やその他のグリーンシート用の薄膜として用いられるものとしてもよい。また、処理対象は膜状のものに限らず、例えばチップ状のものとしてもよい。

１０ 赤外線処理装置、１２ 炉体、１２ａ 処理空間、１３ 前端面、１４ 後端面、１５ 左端面、１６ 右端面、１７，１８ 開口、２１，２５ ローラー、３０，３０ａ〜３０ｃ 赤外線ヒーター、３２ フィラメント、３２ａ，３２ｂ 検出箇所、３４ 電気配線、３６ 内管、３８ ヒーター本体、４０ 外管、４１ 反射層、４２ キャップ、４４ 配線引出部、４８ 第１冷媒出入口、４７ 第１冷媒流路、４９ ホルダー、５０ 電力供給源、５２ 第１冷媒供給源、５４ 第２冷媒供給源、５６ 温度センサ、６０，６０ａ，６０ｂ 放射強度センサ、６１ 筒状体、６２ 絞り部、６２ａ 開口、６３ フィルタ部、６４ 検出部、６５ 電気配線、６６ 第２流路形成部材、６７ 第２冷媒流路、６８ 第２冷媒出入口、６９ 配線引出部、８０ シート、８２ 塗膜、９０ コントローラー、９１ ＣＰＵ、９２ フラッシュメモリー、９３ 対応関係テーブル、９４ ＲＡＭ、９８ 操作パネル。

Claims (5)

1. 処理対象に赤外線を放射して赤外線処理を行う赤外線処理装置であって、
   前記赤外線処理を行う処理空間を形成する炉体と、
   前記処理空間に配置され発熱体を備えた赤外線ヒーターと、
   前記赤外線ヒーターからの赤外線のうち第１波長領域の放射強度である第１放射強度を検出する第１放射強度センサと、
   前記赤外線ヒーターからの赤外線のうち前記第１波長領域とは異なる第２波長領域の放射強度である第２放射強度を検出する第２放射強度センサと、
   前記検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて、前記赤外線ヒーターの監視及び制御の少なくとも一方を行う監視制御手段と、
   を備えた赤外線処理装置。
2. 前記監視制御手段は、前記検出された第１放射強度及び第２放射強度に基づいて前記赤外線ヒーターの赤外線強度分布に関する分布関連情報を導出し、該導出した分布関連情報に基づいて前記赤外線ヒーターの監視及び制御の少なくとも一方を行う、
   請求項１に記載の赤外線処理装置。
3. 前記監視制御手段は、前記分布関連情報として前記発熱体の温度と前記赤外線ヒーターから放射される赤外線のピーク波長との少なくとも一方を導出する、
   請求項２に記載の赤外線処理装置。
4. 前記監視制御手段は、前記分布関連情報として、前記赤外線ヒーターから放射される赤外線のうち前記第１波長領域及び前記第２波長領域とは異なる第３波長の放射強度である第３放射強度を導出する、
   請求項２に記載の赤外線処理装置。
5. 前記監視制御手段は、前記赤外線ヒーターの少なくとも制御を行い、前記導出される第３放射強度が該第３放射強度の目標値に近づくように前記赤外線ヒーターを制御する、
   請求項４に記載の赤外線処理装置。

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