JP5775224B2 - 赤外線加熱ユニット，赤外線加熱装置及び乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線加熱ユニット，赤外線加熱装置及び乾燥装置に関する。

従来、赤外線を放射して塗膜などの被加熱対象を加熱する赤外線加熱ユニットが知られている。例えば、特許文献１には、加熱すると赤外線を放出するカーボン又は炭化珪素からな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知られている。この保護管は、０．４〜６μｍの波長の電磁波の全透過率が８０％以上である。

特開２００６−２９４３３７号公報

ところで、このような赤外線加熱ユニットにおいて、被加熱物の種類の違いや、被加熱物の加熱工程中の時間経過などに伴って、被加熱物に放射する電磁波の放射波長と、被加熱物に投入する放射エネルギーと、を別々に調整したいという要望があった。例えば、被加熱物への放射エネルギーを一定にしつつ放射波長を調整したい場合や、被加熱物への放射波長を一定にしつつ放射エネルギーを調整したい場合があった。しかし、例えば発熱体からの電磁波の放射波長を調整するために発熱体の温度を変化させると、発熱体からの放射エネルギーも変化してしまい、両者を別々に調整することは困難であった。

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、被加熱物への放射波長と放射エネルギーとを別々に調整可能にすることを主目的とする。

本発明の赤外線加熱ユニットは、
加熱されると赤外線を含む電磁波を放射し、所定の回転軸を中心に回転可能であり、該回転軸と垂直な所定方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積が該回転により変化する形状の発熱体、
を備えたものである。

この本発明の赤外線加熱ユニットでは、発熱体が回転することで、回転軸と垂直な所定方向から発熱体を見た際の前記電磁波の見かけの放射面積が変化する。すなわち、例えば発熱体の温度変化による発熱体からの放射波長の変化とは独立して、発熱体の見かけの放射面積を変化させることができる。そして、見かけの放射面積が変化すると、発熱体から所定方向に放射される電磁波の放射エネルギーが変化する。そのため、例えば、所定方向に配置された被加熱物への放射エネルギーを一定にしつつ放射波長（例えば電磁波のピーク波長や電磁波の波長領域など）を調整したり、被加熱物への放射波長を一定にしつつ放射エネルギーを調整したりするなど、被加熱物への放射波長と放射エネルギーとを別々に調整することができる。本発明の赤外線加熱ユニットは、赤外線の少なくとも一部を透過し前記発熱体を囲む管状部材、を有していてもよい。ここで、「該回転軸と垂直な所定方向」は、「第１方向」と称してもよい。

本発明の赤外線加熱ユニットにおいて、前記発熱体は、前記回転軸に垂直な断面で見たときに、前記電磁波の放射面が楕円形状又は長手方向と短手方向とを有する多角形状としてもよい。こうすれば、比較的単純な形状で、発熱体を「回転軸と垂直な所定方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積が回転により変化する形状」とすることができる。

本発明の赤外線加熱ユニットは、前記電磁波のうち、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向以外の方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能な赤外線吸収体を備えていてもよい。こうすれば、発熱体から所定方向以外の方向へ向かう赤外線が、例えば他の物体に反射して発熱体から所定方向に配置された被加熱物に到達してしまうなど、被加熱物に間接的に放射エネルギーを与えることを赤外線吸収体により抑制できる。なお、発熱体の見かけの放射面積を減少させて被加熱物への放射エネルギーを減少させたい場合に、被加熱物に間接的に与えられる放射エネルギーが存在すると、放射エネルギーの減少が不十分となる場合がある。赤外線吸収体を備えることで、このようなことを抑制し、発熱体の回転による放射エネルギーの調整をより十分なものとすることができる。ここで、「前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向以外の方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能」とは、発熱体から回転軸と垂直且つ所定方向以外の全方向に放射される赤外線を吸収可能な場合に限らず、発熱体から回転軸と垂直且つ所定方向以外の方向のうち一部の方向に放射される赤外線を吸収可能な場合も含む。また、「前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向以外の方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能」とは、赤外線の全てを吸収可能である場合に限らず、赤外線の波長領域うち一部の領域を吸収可能である場合や、ある波長の赤外線の一部を吸収し一部を透過する場合を含む。

赤外線吸収体を備える態様の本発明の赤外線加熱ユニットにおいて、前記赤外線吸収体は、前記電磁波のうち、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能としてもよい。発熱体の回転により所定方向からの見かけの放射面積を減少させる場合、回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向からの見かけの放射面積は増大しやすい。そのため、赤外線吸収体がこの方向に放射される赤外線を吸収可能にすることで、所定方向に配置された被加熱物に間接的に放射エネルギーを与えることを抑制する効果が高まる。ここで、「前記回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向」は、「第２方向」と称してもよい。

この場合において、前記赤外線吸収体は、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収する赤外線吸収面を有しており、前記所定方向を下方向とし前記所定方向とは反対方向を上方向としたときに、該赤外線吸収面の上下方向の存在範囲は前記発熱体の上下方向の存在範囲を含んでいてもよい。こうすれば、所定方向に配置された被加熱物に間接的に放射エネルギーを与えることを抑制する効果がさらに高まる。ここで、「該赤外線吸収面の上下方向の存在範囲は前記発熱体の上下方向の存在範囲を含んでい」るとは、赤外線吸収面の上下方向の存在範囲と発熱体の上下方向の存在範囲とが等しい場合も含む。なお、ここでいう「上方向」や「下方向」は、方向を区別するための名称である。例えば「上方向」は鉛直上方向に限られず、「下方向」は鉛直下方向に限られない。

赤外線吸収体を備える態様の本発明の赤外線加熱ユニットにおいて、前記赤外線吸収体は、前記電磁波のうち、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な一方の方向に放射される赤外線の少なくとも一部と他方の方向に放射される赤外線の少なくとも一部とを吸収可能としてもよい。こうすれば、所定方向に配置された被加熱物に間接的に放射エネルギーを与えることを抑制する効果がさらに高まる。この場合において、本発明の赤外線加熱ユニットは、発熱体から回転軸と垂直且つ所定方向と垂直な一方の方向に配置された赤外線吸収体と、発熱体から回転軸と垂直且つ所定方向と垂直な他方の方向に配置された赤外線吸収体と、を別々の部材として有していてもよいし、一体の部材として有していてもよい。

赤外線吸収体を備える態様の本発明の赤外線加熱ユニットにおいて、前記赤外線吸収体は、流体が流通可能な流体流路を内部に有していてもよい。こうすれば、流体流路に流体を流通させることによって、赤外線吸収体を冷却することができる。これにより、例えば赤外線吸収体自身が赤外線の輻射源となるのを抑制できる。また、例えば、流体の熱を他の用途（例えば赤外線加熱ユニットを備えた乾燥装置で用いる熱風の予熱など）に利用して、発熱体から被加熱物への加熱に用いられないエネルギーを有効に活用することができる。この場合において、前記赤外線加熱ユニットは、前記赤外線吸収体よりも低温の流体を前記流体流路に供給する流体供給手段を備えていてもよい。

本発明の赤外線加熱ユニットにおいて、前記電磁波のうち、前記発熱体からみて前記所定方向とは反対方向に放射される赤外線の少なくとも一部を反射可能な赤外線反射体、を備え、前記発熱体は、前記発熱体を前記所定方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積と、前記発熱体を該所定方向とは反対方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積との和が、前記回転により変化する形状としてもよい。こうすれば、赤外線反射体が赤外線を反射することで、発熱体からみて所定方向に配置された被加熱物には、発熱体から所定方向に放射される赤外線と所定方向とは反対方向に放射された赤外線とが共に到達可能になる。そのため、発熱体から放射エネルギーを効率よく被加熱物に到達させることができる。なお、発熱体は、所定方向から見た際の見かけの放射面積と、所定方向とは反対方向から見た際の見かけの放射面積との和が、回転により変化するため、発熱体から所定方向の被加熱物に直接到達する放射エネルギーと、赤外線反射体に反射されて到達する放射エネルギーとの和も回転により変化する。そのため、赤外線反射体が存在しても、発熱体の回転による放射エネルギーの調整を行うことができる。なお、前記発熱体は、前記回転軸を中心に回転すると、前記発熱体を前記所定方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積と、前記発熱体を該所定方向とは反対方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積とが、同じ傾向に変化する（回転に伴う放射面積の増減の方向が同じである）形状としてもよい。また、前記発熱体は、前記電磁波の放射面の形状が前記回転軸を中心軸として２回対称な形状としてもよい。あるいは、前記発熱体は、前記電磁波の放射面の形状が前記回転軸を通る平面を対称面として面対称な形状としてもよい。

本発明の赤外線加熱ユニットは、互いの回転軸が平行となり該回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向に並ぶように配置された複数の前記発熱体を有していてもよい。この態様においても、複数の発熱体を所定方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積の和を発熱体の回転により変化させることで、被加熱物への放射波長と放射エネルギーとを別々に調整することができる。しかも、複数の発熱体が回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向に並べて配置されているため、隣り合う発熱体同士が自身からの赤外線で互いを加熱することができる。これにより、例えば発熱体を１つ備えた赤外線加熱ユニットを別々に２つ配置する場合と比べて、発熱体の加熱に要するエネルギーを少なくすることができる。

本発明の赤外線加熱ユニットは、３．５μｍを超える波長の赤外線を吸収し前記発熱体を覆う管状部材を備えていてもよい。こうすれば、発熱体が放射する電磁波の放射波長を調整しつつ、被加熱物に到達する電磁波のうち波長が３．５μｍ以下の赤外線の割合を増大させることができる。なお、赤外線加熱ユニットが赤外線吸収体と赤外線反射体とを備える場合、管状部材が発熱体だけでなく赤外線吸収体と赤外線反射体との少なくとも一方も覆っていてもよいし、赤外線吸収体と赤外線反射体とが管状部材の外側に配置されていてもよい（管状部材に覆われていなくてもよい）。なお、前記管状部材は、３．５μｍ以下の赤外線を透過するものとしてもよい。また、本発明の赤外線加熱ユニットは、同心円状に配置された複数の管状部材を備えていてもよい。例えば、前記管状部材として、前記発熱体を覆う内側管状部材と、該発熱体及び該内側管状部材を覆う外側管状部材と、を備えていてもよい。

本発明の赤外線加熱装置は、
上述したいずれかの態様の本発明の赤外線加熱ユニットと、
前記発熱体を前記回転軸を中心に回転させる回転手段と、
前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、
前記発熱体の放射波長に関する値と、前記発熱体の回転位置に関する値と、前記発熱体からみて前記所定方向に配置された被加熱物に到達する前記発熱体からの放射エネルギーに関する値と、の対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、
前記放射波長に関する情報及び前記放射エネルギーに関する情報を入力可能な入力手段と、
前記入力された放射波長に関する情報と、前記入力された放射エネルギーに関する情報と、前記対応関係と、に基づいて、該入力された放射波長及び放射エネルギーに対応する前記発熱体の回転位置に関する値を取得する回転位置取得手段と、
前記回転手段及び前記電力供給手段を制御して、前記取得された値で表される回転位置に前記発熱体が位置するよう前記回転手段により前記発熱体を回転させ、前記入力された放射波長の電磁波を前記発熱体が放射するよう前記電力供給手段により前記発熱体に電力を供給させる制御手段と、
を備えたものである。

この本発明の赤外線加熱装置は、上述したいずれかの態様の本発明の赤外線加熱ユニットを備えているため、本発明の赤外線加熱ユニットの効果、例えば、被加熱物への放射波長と放射エネルギーとを別々に調整することができる効果が得られる。また、本発明の赤外線加熱装置は、発熱体の放射波長に関する値と、回転位置に関する値と、発熱体からみて所定方向に配置された被加熱物に到達する発熱体からの放射エネルギーに関する値と、の対応関係を記憶している。そして、まず、この対応関係と、入力された放射波長及び放射エネルギーに関する情報と、に基づいて発熱体の回転位置に関する値を取得する。続いて、取得された値で表される回転位置に発熱体が位置し、入力された放射波長の電磁波を発熱体が放射するように、発熱体に供給する電力や発熱体の回転を制御する。そのため、所望の放射波長及び放射エネルギーに関する情報を入力するだけで、所望の放射波長及び放射エネルギーを得るための供給電力や回転位置を適切に調整することができる。ここで、「放射波長に関する値」とは、放射波長自体の値（例えばピーク波長の値や波長領域の範囲など）としてもよいし、これに限らず発熱体の温度，発熱体への供給電力，発熱体の出力（消費電力）など、放射波長を導出可能な値としてもよい。「放射波長に関する情報」についても同様である。「回転位置に関する値」とは、発熱体の回転位置の値自体（例えば回転角など）に限らず、発熱体を所定方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積など、回転位置を導出可能な値としてもよい。「放射エネルギーに関する値」とは、放射エネルギーの値自体に限らず、放射エネルギーを導出可能な値としてもよい。「放射エネルギーに関する情報」についても同様である。なお、「放射波長に関する値」と「放射波長に関する情報」とは同じものであっても異なるものであってもよい。例えば、「放射波長に関する値」が発熱体の温度であり、「放射波長に関する情報」が発熱体への供給電力であってもよい。「放射エネルギーに関する値」と「放射エネルギーに関する情報」とについても同様である。また、前記入力手段は、前記放射波長に関する情報及び前記放射エネルギーに関する情報をユーザーから入力可能であってもよい。

本発明の乾燥装置は、上述したいずれかの態様の本発明の赤外線加熱ユニットと、上述した赤外線加熱装置と、のいずれかを備え、前記発熱体からみて前記所定方向に位置する被加熱物を乾燥させるものである。

この本発明の乾燥装置は、上述したいずれかの態様の本発明の赤外線加熱ユニット又は本発明の赤外線加熱装置を備えているため、これらの効果、例えば、被加熱物への放射波長と放射エネルギーとを別々に調整することができる効果が得られる。なお、本発明の乾燥装置は、被加熱物を搬送しながら乾燥させるものとしてもよいし、被加熱物を停止した状態で乾燥させるものとしてもよい。

乾燥装置１０の縦断面図である。 図１の赤外線加熱ユニット３０の断面を示すＡ−Ａ断面図である。 発熱体３２の説明図である。 発熱体３２からの電磁波のピーク波長と、発熱体３２の回転角と、塗膜８２への放射エネルギーと、の関係を示す説明図である。 対応関係データ９３の概念図である。 発熱体制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の赤外線加熱ユニット１３０の断面図である。 変形例の発熱体２３２の斜視図である。

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乾燥装置１０の縦断面図である。乾燥装置１０は、シート８０上に塗布された乾燥対象としての塗膜８２の乾燥を赤外線を用いて行うものであり、炉体１２と、給気装置２０と、排気装置２５と、赤外線加熱ユニット３０と、コントローラー９０と、を備えている。また、乾燥装置１０は、炉体１２の前方（図１の左側）に設けられたロール１７と、炉体１２の後方（図１の右側）に設けられたロール１８と、を備えている。この乾燥装置１０は、塗膜８２が上面に形成されたシート８０を、ロール１７，１８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。

炉体１２は、塗膜８２の乾燥を行うためのものである。炉体１２は、略直方体に形成された断熱構造体であり、内部の空間である空間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空間１２ａへの出入口となる開口１５，１６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。炉体１２は、開口１５から開口１６に至る通路である搬送通路１９を備えている。搬送通路１９は、炉体１２を水平方向に貫通している。片面に塗膜８２が塗布されたシート８０は、この搬送通路１９を通過していく。

給気装置２０は、熱風をシート８０の表面側に供給（送風）して炉体１２内を通過する塗膜８２を乾燥させる装置である。給気装置２０は、給気ファン２１と、パイプ構造体２２と、給気口２３と、を備えている。給気ファン２１は、パイプ構造体２２に取り付けられており、例えば空気などの流体を加熱して熱風とし、パイプ構造体２２の内部へ供給するものである。なお、本実施形態では、給気ファン２１は後述する第２流体をパイプ構造体２２の内部へ供給するものとした。給気ファン２１は、熱風の流量や温度の調節が可能となっている。熱風の温度は、例えば４０℃〜２００℃の範囲で調整可能である。パイプ構造体２２は、給気ファン２１からの熱風の通路となるものである。パイプ構造体２２は、給気ファン２１から炉体１２の天井を貫通して炉体１２の内部までの通路を形成している。給気口２３は、給気ファン２１からの熱風の炉体１２への供給口となるものである。この給気口２３は、炉体１２のうちシート８０の搬出側である開口１６側の端部に設けられ、搬入側である開口１５側に向けて水平に開口している。これにより、給気装置２０は、シート８０の搬送方向とは反対方向に（図１の左方向に）熱風を供給する。

排気装置２５は、炉体１２内の雰囲気ガスを排出する装置である。排気装置２５は、排気ファン２６と、パイプ構造体２７と、排気口２８と、を備えている。排気口２８は、炉体１２のうちシート８０の搬入側である開口１５側の端部に設けられ、搬出側である開口１６側に向けて水平に開口している。排気口２８はパイプ構造体２７に取り付けられており、炉体１２内の雰囲気ガス（主に塗膜８２の表面に沿って流れた後の給気装置２０からの熱風）を吸気してパイプ構造体２７内に導く。パイプ構造体２７は、排気口２８から排気ファン２６への雰囲気ガスの流路となるものである。パイプ構造体２７は、排気口２８から炉体１２の天井を貫通して排気ファン２６までの通路を形成している。排気ファン２６は、パイプ構造体２７に取り付けられており、パイプ構造体２７内部の雰囲気ガスを排気する。

赤外線加熱ユニット３０は、炉体１２内を通過する塗膜８２に赤外線を照射する装置であり、炉体１２内の空間１２ａの天井近くに複数取り付けられている。本実施形態では、赤外線加熱ユニット３０は前端面１３側から後端面１４側にわたって略均等に複数個（本実施形態では６個）配置されている。この複数の赤外線加熱ユニット３０は、いずれも同様の構成をしており、その長手方向と塗膜８２の搬送方向とが直交するように取り付けられている。以下、１つの赤外線加熱ユニット３０の構成について説明する。

図２は図１の赤外線加熱ユニット３０の断面を示すＡ−Ａ断面図である。図１，図２に示すように、赤外線加熱ユニット３０は、赤外線ヒーター３１と、赤外線吸収プレート７０，７５と、反射板６０（図１にのみ図示）と、を備えている。

赤外線ヒーター３１は、Ｎｉ−Ｃｒ合金製の発熱体３２と、発熱体３２の外側に設けられ発熱体３２を囲むように形成された内管３７と、内管３７の外側に設けられ内管３７を囲むように形成された外管３８と、を備えており、これらの両端にはキャップ４０が取り付けられている（図２）。また、赤外線ヒーター３１は、外管３８の表面温度を検出する温度センサ４９を備えている（図２）。なお、内管３７，外管３８は同心円状に配置されており、その円の中心に発熱体３２が位置するようになっている。

図３は、発熱体３２の説明図である。なお、図３（ａ）は、発熱体３２を後方向（図２の下方向）から見た様子を示す説明図であり、図３（ｂ）は、発熱体３２の左端部付近の斜視図である。発熱体３２は、加熱されると赤外線を含む電磁波を放射するものであり、図３に示すように、帯状のＮｉ−Ｃｒ合金板を螺旋状に巻いたものである。発熱体３２は、モーター５６（図２）からの駆動力で回転軸Ｒを中心に回転可能に構成されている。発熱体３２は、回転軸Ｒに垂直な断面で見たときに電磁波の放射面（発熱体３２の表面）が楕円形状になるように形成されている（図１，３）。なお、回転軸Ｒは、左右方向（図２の左右方向）と平行な軸であり、発熱体３２の断面の楕円の中心に位置している。そのため、発熱体３２の電磁波の放射面の形状は、回転軸Ｒを中心軸として２回対称となっている。また、発熱体３２の電磁波の放射面の形状は、回転軸Ｒを通る平面（例えば前後方向の平面や上下方向の平面）を対称面として面対称な形状となっている。このような形状とすることで、発熱体３２は、回転軸Ｒと垂直な所定方向（本実施形態では下方向）から見た際の電磁波の見かけの放射面積が回転により変化する形状となっている。

図２，３に示すように、発熱体３２の回転軸方向の両端には、接続端子３３が挿入されている。また、両端の接続端子３３は、それぞれ円柱状の軸体３４と接続されている。両端の接続端子３３は、例えば金属などの導電性材料からなる。両端の軸体３４は、例えば絶縁材料からなり、それぞれ軸受３５により支持されている。軸受３５は、ボールベアリングとして構成され、キャップ４０の内部に配置されたホルダー４５にそれぞれ支持されており（図２）、軸体３４を回転可能に支持している。なお、軸受３５は、ボールベアリングに限らず、軸体３４を回転可能に支持できるものであればよい。両端の接続端子３３は、それぞれ電気配線３２ａを介して炉体１２の外部に配置された電力供給源５０と接続されており、この電力供給源５０から発熱体３２へ電力が供給されて発熱体３２が加熱されると、発熱体３２は赤外線を含む電磁波を放射する。また、軸体３４は、キャップ４０を回転軸方向に貫通する駆動軸５７を介して、炉体１２の内部に配置されステッピングモーターなどのサーボモーターとして構成されたモーター５６と接続されている。モーター５６と駆動軸５７と間や、駆動軸５７と軸体３４との間は、図示しない円筒状のカップリングにより接続されていてもよい。モーター５６から回転駆動力が出力されると、発熱体３２，接続端子３３，軸体３４は一体となって回転軸Ｒを中心に回転する。なお、電気配線３２ａは湾曲可能であり、キャップ４０内の配線の長さに余裕を持たせてあるため、接続端子３３が回転しても電気配線３２ａと接続端子３３とは電気的な導通を維持可能である。そのため、モーター５６からの駆動力で発熱体３２を回転させつつ電力供給源５０から発熱体３２に電力を供給することができる。なお、接続端子３３に接続された電気配線３２ａは、キャップ４０に設けられた配線引出部４７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。キャップ４０は、図２に示すように、円盤状の蓋４４と、その蓋４４に立設された円筒部４２，４３とを一体成形したものである。内管３７及び外管３８の左右両端は、それぞれ円筒部４２，４３に固定されている。

内管３７及び外管３８は、発熱体３２を囲む断面円形の管であり、発熱体３２から放射された電磁波のうち少なくとも赤外線を透過する赤外線透過材料で形成されている。内管３７，外管３８に用いるこのような赤外線透過材料としては、例えば、ゲルマニウム、シリコン、サファイア、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、カルコゲナイドガラス、透過性アルミナセラミックスなどのほか、赤外線を透過可能な石英ガラスなどが挙げられる。本実施形態では、内管３７，外管３８は、透過性アルミナセラミックスで形成されているものとした。なお、内管３７と外管３８との間の空間は、例えば空気などの流体である第１流体を流通可能な流体流路３９となっている。内管３７，外管３８は、流体流路３９を流れる第１流体によって、所定の上限値（例えば２００℃）以下に冷却可能になっている。

流体流路３９は、内管３７と外管３８との間の空間であり、キャップ４０に設けられた流体出入口４８を通じて第１流体が流通可能となっている。流体出入口４８は、炉体１２の外部に配置された第１流体供給源５２と接続されている。この第１流体供給源５２から供給された第１流体は、一方の流体出入口４８から流体流路３９内に流入し、流体流路３９内を流通して他方の流体出入口４８から流出する。流体流路３９を流通する第１流体は、赤外線ヒーター３１の外面である外管３８の温度や内管３７の温度を下げたり、任意の温度に調整したりする冷媒としての役割を果たす。

反射板６０は、図１に示すように、発熱体３２からみて上側に配置された板状の部材である。反射板６０は、前後方向（図１の左右方向）の長さが外管３８の外径よりも長く、図１に示すように断面視で外管３８の真上の領域を覆うように形成されている。換言すると、反射板６０の前後方向の存在範囲は、発熱体３２や外管３８の前後方向の存在範囲を含んでいる。また、図示は省略するが、反射板６０の左右方向（図１の紙面手前，奥方向の存在範囲は、発熱体３２や外管３８の左右方向の存在範囲を含んでいる。この反射板６０は、発熱体３２から上方向に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可能な材料で形成されている。反射版６０の材料としては、例えばＳＵＳ３０４やアルミニウムなどの金属が挙げられる。

赤外線吸収プレート７０，７５は、赤外線ヒーター３１を前後方向から挟むように赤外線ヒーター３１の前側及び後側にそれぞれ配置された略直方体の部材である。赤外線吸収プレート７０は、後方（図１の右側）の面が赤外線吸収面となり、発熱体３２からの電磁波のうち赤外線の少なくとも一部を吸収する。この赤外線吸収面は、上下方向の長さが外管３８の外径より長く、図１に示すように断面視で外管３８の前方の領域を覆うように形成されている。換言すると、赤外線吸収面の上下方向の存在範囲は、発熱体３２や外管３８の上下方向の存在範囲を含んでいる。また、図２に示すように、赤外線吸収プレート７０の左右方向の存在範囲は、発熱体３２や外管３８の左右方向の存在範囲を含んでいる。この赤外線吸収プレート７０は、発熱体３２からの電磁波のうち赤外線の少なくとも一部を吸収可能な赤外線吸収材料で形成されている。赤外線吸収プレート７０に用いるこのような赤外線吸収材料としては、例えば、ＳｉＣを含む多孔質体に溶融Ｓｉを含浸させてなるＳｉ−ＳｉＣ系複合材料（シリコン含浸ＳｉＣ）などが挙げられる。本実施形態では、赤外線吸収プレート７０は、赤外線領域（波長が０．７μｍ〜８μｍの領域）の電磁波のほとんど（例えば８０％以上）を吸収する材料で形成されているものとした。赤外線吸収プレート７０は、内部が中空になっており、この内部の空間が流体流路７２となっている。この流体流路７２は赤外線吸収プレート７０に設けられた２箇所の流体出入口７１を通じて第２流体が流通可能となっている。第２流体は、例えば空気などの気体としてもよいし、水などの液体としてもよい。本実施形態では、第２流体は空気とした。流体出入口７１は、炉体１２の外部に配置された第２流体供給源５４と接続されている。この第２流体供給源５４から供給された第２流体は、一方の流体出入口７１から流体流路７２内に流入し、流体流路７２内を流通して他方の流体出入口７１から流出する。流体流路７２を流通する第２流体は、赤外線を吸収して加熱される赤外線吸収プレート７０の温度を下げる冷媒としての役割を果たす。なお、赤外線吸収プレート７０は、流体流路７２を流れる第２流体によって、例えば２００℃以下に冷却可能になっている。また、他方の流体出入口７１は、給気ファン２１に接続されている。そのため、給気ファン２１は、流体流路７２を通過して加熱された第２流体をそのまま用いるか又はさらに加熱して、熱風として炉体１２内に供給する。

赤外線吸収プレート７５は、流体出入口７６と、内部に形成された流体流路７７と、を備えている。この赤外線吸収プレート７５は、赤外線ヒーター３１を挟んで赤外線吸収プレート７０とは反対側に配置されており、回転軸Ｒを含む上下方向に平行な仮想平面を対称面として赤外線吸収プレート７０と面対称に構成されている。それ以外の点は、赤外線吸収プレート７０と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。

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、対応関係データ９３を記憶している。詳しくは後述するが、対応関係データ９３は、発熱体３２の放射波長に関する値と、発熱体３２の回転位置に関する値と、発熱体３２からみて下方向に配置された被加熱物である塗膜８２に到達する発熱体３２からの放射エネルギーに関する値と、の対応関係を表すデータである。

このコントローラー９０は、給気ファン２１や排気ファン２６に制御信号を出力して、給気口２３から送風される熱風の温度及び風量を制御したり、空間１２ａの雰囲気の排気口２８からの排気量を制御したりする。また、コントローラー９０は、熱電対である温度センサ４９が検出した外管３８の温度を入力したり、第１流体供給源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たりして、外管３８が所定の上限値を超えないように赤外線加熱ユニット３０の流体流路３９を流れる第１流体の流量を制御する。コントローラー９０は、第２流体供給源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、赤外線吸収プレート７０，７５の流体流路７２，７７を流れる第２流体の流量を個別に制御する。更に、コントローラー９０は、電力供給源５０から発熱体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、赤外線加熱ユニット３０の発熱体温度や出力を個別に制御する。コントローラー９０は、モーター５６に制御信号を出力して、発熱体３２の回転位置を制御する。また、コントローラー９０は、ロール１７，ロール１８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。

また、コントローラー９０は、図１に示すように、機能ブロックとして、回転位置取得部９５、制御部９６などを備えている。回転位置取得部９５は、ユーザーから操作パネル９８を介して入力された発熱体３２の放射波長及び放射エネルギーに関する情報と、対応関係データ９３と、に基づいて、入力された放射波長及び放射エネルギーに対応する発熱体３２の回転位置に関する値を取得する機能を有する。制御部９６は、モーター５６及び電力供給源５０を制御して、回転位置取得部９５により取得された値で表される回転位置に発熱体３２が位置するようモーター５６により発熱体３２を回転させる機能や、操作パネル９８を介して入力された放射波長の電磁波を発熱体３２が放射するよう電力供給源５０により発熱体３２に電力を供給させる機能を有する。なお、回転位置取得部９５、制御部９６は、ハードウエアとして構成してもよいし、ＣＰＵ９１がフラッシュメモリー９２に記憶されたプログラムを実行することにより機能を発現するソフトウエアとして構成してもよい。

操作パネル２８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、発熱体３２の放射波長及び放射エネルギーなどの各種数値を入力するための数字ボタン、乾燥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。

次に、こうして構成された乾燥装置１０の動作について説明する。まず、赤外線加熱ユニット３０の動作について説明する。図４は、発熱体３２からの電磁波の放射波長（ピーク波長）と、発熱体３２の回転位置（回転角）と、塗膜８２への放射エネルギーと、の関係を示す説明図である。図４（ａ）は、発熱体３２の回転角が０°のときの様子を示す説明図であり、図４（ｂ）は、発熱体３２の回転角が９０°のときの様子を示す説明図である。なお、本実施形態では、発熱体３２の断面（回転軸Ｒに垂直な断面）の長手方向が水平（上下方向に垂直）となる位置を回転角の基準（回転角＝０°）とした。

まず、回転角＝０°の場合のピーク波長と放射エネルギーとの関係について説明する。発熱体３２は、電力供給源５０から供給される電力により出力が変化し、発熱体３２自身の温度が変化するため、発熱体３２が放射する電磁波のピーク波長もそれに伴い変化する。具体的には発熱体３２の出力が大きいほど、すなわち発熱体３２の温度が高いほど、放射される電磁波のピーク波長は小さい値になる。また、発熱体３２の出力が大きいほど、発熱体３２から塗膜８２に到達する放射エネルギーが大きくなる。例えば、図４（ａ）に示すように、発熱体３２の出力が最大時の２５％のときには、ピーク波長が約４μｍの電磁波が放射され、発熱体３２の出力が最大時（１００％）のときには、ピーク波長が約３μｍの電磁波が放射される。そして、発熱体３２の出力が１００％のときには、発熱体３２の出力が２５％のときと比べて発熱体３２から塗膜８２への放射エネルギーが大きくなる。このように、発熱体３２の回転角を調整せず出力のみを調整する場合、ピーク波長と放射エネルギーとの一方を変化させると他方も変化することになる。

しかし、本実施形態の赤外線加熱ユニット３０は、発熱体３２が回転することで、下方向から発熱体３２を見た際の電磁波の見かけの放射面積が変化する。これにより、発熱体３２の放射面に対する、発熱体３２の下方向に配置された塗膜８２の表面（特に、炉体１２内の塗膜８２の表面）の形態係数（以下、形態係数Ｆと称する）が変化する。例えば、図４（ｂ）に示すように、発熱体３２の回転角が９０°のときには、回転角が０°のときと比べて下方向から発熱体３２を見た際の見かけの放射面積が小さくなり、形態係数Ｆも小さくなる。そのため、発熱体３２の出力が同じ１００％であっても、発熱体３２から塗膜８２に到達する放射エネルギーは回転角が０°のときと比べて小さくなる（図４（ｂ）下段グラフの実線を参照）。このように、赤外線加熱ユニット３０では、発熱体３２を回転させて見かけの放射面積を変える（形態係数Ｆを変える）ことで、例えば発熱体３２の出力を変えずに（＝発熱体３２の温度，ピーク波長などを変えずに）、塗膜８２に到達する放射エネルギーを変化させることができる。また、発熱体３２の出力を変えたことに伴う放射エネルギーの変化を抑制するように、発熱体３２の見かけの放射面積を変化させることができる。例えば本実施形態では、出力２５％で回転角が０°のときの発熱体３２からの電磁波（図４（ｂ）下段グラフの破線）と、出力１００％で回転角が９０°のときの発熱体３２からの電磁波（図４（ｂ）下段グラフの実線）と、で塗膜８２に到達する放射エネルギーがほぼ同じになっており、両者はピーク波長や電磁波の波長領域を１μｍだけシフトさせた関係となっている。

なお、赤外線加熱ユニット３０は、赤外線吸収プレート７０，７５を備えているため、発熱体３２の回転位置に対応する形態係数Ｆの値には、この赤外線吸収プレート７０，７５の配置や大きさなども影響する。また、赤外線加熱ユニット３０は内管３７，外管３８，反射板６０，赤外線吸収プレート７０，７５を備えているため、発熱体３２から塗膜８２に到達する放射エネルギーはこれらの配置，大きさ，反射する波長領域，吸収する波長領域などの影響も受ける。例えば、発熱体３２からの電磁波のうち内管３７，外管３８，赤外線吸収プレート７０，７５が吸収する成分や反射板６０が反射する成分によって、発熱体３２から塗膜８２に到達する放射エネルギーは変化する。そして、本実施形態では、これらの影響も考慮した上で、発熱体３２の放射波長に関する値と、発熱体３２の回転位置に関する値と、発熱体３２からみて下方向に配置された被加熱物である塗膜８２に到達する発熱体３２からの放射エネルギーに関する値と、の対応関係を表すデータが、対応関係データ９３として予めフラッシュメモリー９２に記憶されている。図５は、対応関係データ９３の概念図である。図示するように、対応関係データ９３では、発熱体３２の放射波長に関する値として発熱体３２の出力を用い、発熱体３２の回転位置に関する値として発熱体３２の回転角を用いており、これらと塗膜８２に到達する放射エネルギーとの対応関係がマップとして記憶されている。図５からもわかるように、発熱体３２の回転角が−９０°〜９０°の間で変化すると、塗膜８２に到達する放射エネルギーは回転角が０°のときに最大となり、回転角が９０°，−９０°のときに最小となる。また、同じ回転角であっても、発熱体３２の出力が大きい（＝発熱体３２の温度が高い、発熱体３２からの電磁波のピーク波長が短い）ほど、塗膜８２に到達する放射エネルギーは大きくなる。なお、図５では発熱体３２の出力が２５％，５０％，７５％，１００％のときの対応関係を示したが、対応関係データ９３には発熱体３２の出力がこれ以外の場合の対応関係も含まれている。本実施形態では、対応関係データ９３には発熱体３２の出力が１０〜１００％の範囲にわたって１％刻みでの対応関係が記憶されているものとした。このような対応関係データ９３は、例えば実験により予め求めてもよいし、シミュレーションなどを用いて計算により予め導出してもよい。なお、本実施形態では、発熱体３２の放射面の断面形状が楕円であり２回対称であるため、回転角は−９０°〜９０°の間で変化させるものとしたが、回転角を−１８０°〜１８０°までの間で変化させてもよい。

なお、塗膜８２に到達する放射エネルギー（図５の縦軸）には、発熱体３２から直接塗膜８２に到達する放射エネルギーと、反射板６０での反射を経由して塗膜８２に到達する放射エネルギーとが含まれる。ここで、本実施形態では、発熱体３２の電磁波の放射面の形状が回転軸Ｒを中心として２回対称であり、発熱体３２を上方向から見た際の見かけの放射面積と、下方向から見た際の見かけの放射面積とが等しく、回転角の値の変化に伴って同じように変化する。そのため、回転角が０°のときに発熱体３２から塗膜８２に直接到達する放射エネルギーが最大になるのと同様、発熱体３２から塗膜８２に直接到達する放射エネルギーと反射板６０に反射されて到達する放射エネルギーとの和も、回転角が０°のときに最大になる。

次に、こうして構成された乾燥装置１０を用いて塗膜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を操作して乾燥条件などの各種設定値の入力を行い、スタートボタンを押下する。なお、操作パネル９８がユーザーから入力する各種設定値には、５個の赤外線加熱ユニット３０の各々についての、発熱体３２からの放射波長及び塗膜８２への放射エネルギーに関する情報が含まれる。また、各種設定値には、給気装置２０からの熱風の温度及び風量、排気装置２５による空間１２ａの雰囲気の排気量、外管３８の表面温度の上限値、流体流路７２，７７を流れる第２流体の流量、塗膜８２の炉体１２内の通過時間などの値が含まれる。すると、コントローラー９０は操作パネル９８からの操作信号によりユーザーからの各種設定値などを入力してＲＡＭ９４に記憶し、記憶した各種設定値に基づく乾燥処理を開始する。具体的には、まず、コントローラー９０が入力された通過時間に基づく速度でロール１７，ロール１８を回転させ、シート８０の搬送を開始する。これにより、乾燥装置１０の左端に配置されたロール１７からシート８０が巻き外されていく。また、シート８０は開口１５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。このとき、コントローラー９０は、入力された設定値に基づいて給気ファン２１，排気ファン２６，第１流体供給源５２，第２流体供給源５４を制御する。また、コントローラー９０は、入力された発熱体３２からの放射波長及び塗膜８２への放射エネルギーに関する情報に基づいて、電力供給源５０，モーター５６を制御して発熱体３２の出力や回転位置を制御する発熱体制御ルーチン（後述）を実行する。これらにより、シート８０が炉体１２の空間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、発熱体３２からの赤外線（反射板６０に反射された赤外線を含む）が照射されることによって乾燥される。また、発熱体３２からの赤外線のうち、一部は赤外線吸収プレート７０，７５によって吸収され、流体流路７２，７７を流れる第２流体を加熱する。また、給気装置２０からの熱風が塗膜８２やシート８０を加熱したり、塗膜８２から蒸発した溶剤を除去したりする。塗膜８２から蒸発した溶剤を含む熱風は、排気装置２５により排出される。塗膜８２は、炉体１２を通過する間に乾燥されて上述した電極となり、開口１６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１８にシート８０とともに巻き取られる。

ここで、発熱体制御ルーチンについて詳細に説明する。図６は、発熱体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、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、発熱体３２からの放射波長及び塗膜８２への放射エネルギーに関する情報と、スタートボタンが押下されたことを表す操作信号と、を入力したときに実行される。また、このルーチンは、ＣＰＵ９１が回転位置取得部９５及び制御部９６の機能を用いて実行する。なお、図６の発熱体制御ルーチンは、図１の５個の赤外線加熱ユニット３０の各々について実行されるが、処理内容はいずれも同様であるため、ここでは１個の赤外線加熱ユニット３０についての処理を説明する。

この発熱体制御ルーチンが実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、入力された発熱体３２からの放射波長及び塗膜８２への放射エネルギーに関する情報をＲＡＭ９４に記憶する（ステップＳ１００）。なお、本実施形態では、放射波長に関する情報として、発熱体３２からの電磁波のピーク波長を表す値を、操作パネル９８を介してユーザーから入力するものとした。また、放射エネルギーに関する情報としては、発熱体３２から塗膜８２に到達する放射エネルギーの値自体を入力するものとした。続いて、ＣＰＵ９１は、ステップＳ１００で記憶したピーク波長の値に基づいて発熱体３２の出力を導出する（ステップＳ１１０）。この処理は、発熱体３２からの電磁波のピーク波長と発熱体３２の出力とを対応づけたテーブルを予めフラッシュメモリー９２が記憶しており、このテーブルに基づいて発熱体３２の出力を導出するものとした。次に、ＣＰＵ９１は、対応関係データ９３に基づいて、ステップＳ１００で記憶した放射エネルギーの値自体と、ステップＳ１１０で導出した発熱体３２の出力とに対応する回転角を取得する（ステップＳ１２０）。図５に示したように、対応関係データ９３は、発熱体３２の出力と、発熱体３２の回転角と、塗膜８２に到達する放射エネルギーとの３つのパラメーターの対応関係を表すデータであるため、このうちの２つのパラメータ（ここでは、発熱体３２の出力と、塗膜８２に到達する放射エネルギー）に基づいて他の１つのパラメータ（ここでは、発熱体３２の回転角）の値を取得することができる。そして、ＣＰＵ９１は、電力供給源５０及びモーター５６に制御信号を出力して発熱体３２の出力及び回転角を調整して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。このステップＳ１３０により、発熱体３２の出力がステップＳ１１０で導出された出力となるよう電力供給源５０から電力が供給される。また、発熱体３２の回転角がステップＳ１２０で導出された回転角となるようモーター５６から駆動力が出力される。そして、この回転角及び出力の状態で発熱体３２が発熱することにより、塗膜８２の乾燥処理における発熱体３２の電磁波のピーク波長や発熱体３２から塗膜８２へ到達する放射エネルギーが、ユーザーが入力した値すなわち所望の値となる。

本実施形態では、この発熱体制御ルーチンを５個の赤外線加熱ユニット３０の各々について行うことで、電磁波のピーク波長や発熱体３２から塗膜８２へ到達する放射エネルギーを個別に調整することができる。例えば、５個の赤外線加熱ユニット３０のうち図１の前側の３個については、発熱体３２の出力を１００％（ピーク波長が３μｍ），回転角を９０°とし、後側の２個については、発熱体３２の出力を２５％（ピーク波長が４μｍ），回転角を０°とすることで、炉体１２の前側と後側とで塗膜８２に放射する電磁波のピーク波長を変えつつ、５個の赤外線加熱ユニット３０から塗膜８２への放射エネルギーはほぼ等しくしすることができる。これにより、塗膜８２の乾燥状況に応じて塗膜８２に放射する電磁波のピーク波長を変えつつ、出力の比較的高い前側３個の赤外線加熱ユニット３０からの放射エネルギーが大きくなりすぎることを抑制して、炉体１２内の塗膜８２の温度ムラや過熱などを抑制できる。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の赤外線加熱ユニット３０が本発明の赤外線加熱ユニットに相当し、発熱体３２が発熱体に相当する。また、赤外線吸収プレート７０，７５が赤外線吸収体に相当し、流体流路７２，７７が流体流路に相当し、反射板６０が赤外線反射体に相当する。モーター５６が回転手段に相当し、電力供給源５０が電力供給手段に相当し、対応関係データ９３を記憶するフラッシュメモリー９２が対応関係記憶手段に相当し、操作パネル９８が入力手段に相当し、回転位置取得部９５が回転位置取得手段に相当し、制御部９６が制御手段に相当する。赤外線加熱ユニット３０と、モーター５６と、電力供給源５０と、フラッシュメモリー９２及び回転位置取得部９５，制御部９６を備えたコントローラー９０と、操作パネル９８と、が本発明の赤外線加熱装置に相当する。乾燥装置１０が本発明の乾燥装置に相当する。

以上説明した本実施形態の赤外線加熱ユニット３０は、加熱されると赤外線を含む電磁波を放射し、回転軸Ｒを中心に回転可能であり、回転軸Ｒと垂直な下方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積が回転により変化する形状の発熱体３２を備えている。そのため、例えば発熱体３２の温度変化による発熱体３２からの放射波長の変化とは独立して、発熱体３２の見かけの放射面積を変化させることができる。そして、見かけの放射面積が変化すると、発熱体３２から下方向に放射される電磁波の放射エネルギーが変化する。そのため、例えば、下方向に配置された塗膜８２への放射エネルギーを一定にしつつ放射波長（例えば電磁波のピーク波長や電磁波の波長領域など）を調整したり、塗膜８２への放射波長を一定にしつつ放射エネルギーを調整したりするなど、塗膜８２への放射波長と放射エネルギーとを別々に調整することができる。

また、発熱体３２は、回転軸Ｒに垂直な断面で見たときに、電磁波の放射面が楕円形状である。そのため、比較的単純な形状で、発熱体３２を「下方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積が回転により変化する形状」とすることができる。

さらに、赤外線加熱ユニット３０は、電磁波のうち、発熱体３２から回転軸Ｒと垂直且つ下方向以外の方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能な赤外線吸プレート７０，７５を備えている。そのため、発熱体３２から下方向以外の方向へ向かう赤外線が、例えば炉体１２の壁部などの他の物体に反射して塗膜８２に到達してしまうなど、塗膜８２に間接的に放射エネルギーを与えることを抑制できる。なお、発熱体３２の見かけの放射面積を減少させて塗膜８２への放射エネルギーを減少させたい場合に、塗膜８２に間接的に与えられる放射エネルギーが存在すると、放射エネルギーの減少が不十分となる場合がある。赤外線吸収プレート７０，７５を備えることで、このようなことを抑制し、発熱体３２の回転による放射エネルギーの調整をより十分なものとすることができる。

さらにまた、赤外線吸収プレート７０，７５は、電磁波のうち、発熱体３２から回転軸Ｒと垂直且つ下方向と垂直な方向（＝前後方向）に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能である。発熱体３２の回転により下方向からの見かけの放射面積を減少させる場合、回転軸Ｒと垂直且つ下方向と垂直な前後方向からの見かけの放射面積は増大しやすい。そのため、赤外線吸収プレート７０，７５がこの前後方向に放射される赤外線を吸収可能にすることで、下方向に配置された塗膜８２に間接的に放射エネルギーを与えることを抑制する効果が高まる。しかも、赤外線吸収プレート７０，７５は、発熱体３２から前後方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収する赤外線吸収面を有しており、赤外線吸収面の上下方向の存在範囲が発熱体３２の上下方向の存在範囲を含んでいる。そのため、塗膜８２に間接的に放射エネルギーを与えることを抑制する効果がさらに高まる。

そしてまた、赤外線加熱ユニット３０は、電磁波のうち、発熱体３２から前後方向のうちの前方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能な赤外線吸収プレート７０と、前後方向のうちの後方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能な赤外線吸収プレート７５とを備える。そのため、塗膜８２に間接的に放射エネルギーを与えることを抑制する効果がさらに高まる。

そしてまた、赤外線吸収プレート７０，７５は、第２流体が流通可能な流体流路７２，７７を内部に有している。そのため、流体流路７２，７７に第２流体を流通させることによって、赤外線吸収プレート７０，７５を冷却することができる。これにより、赤外線吸収プレート７０，７５自身が赤外線の輻射源となるのを抑制できる。また、第２流体の熱を給気装置２０が供給する熱風の予熱に利用して、発熱体３２から塗膜８２への加熱に用いられないエネルギーを有効に活用することができる。

そしてまた、赤外線加熱ユニット３０において、電磁波のうち、発熱体３２からみて上方向に放射される赤外線の少なくとも一部を反射可能な反射板６０、を備え、発熱体３２は、発熱体３２を下方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積と、上方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積との和が、回転により変化する形状としている。これにより、反射板６０が赤外線を反射することで、塗膜８２には、発熱体３２から下方向に放射される赤外線と上方向に放射された赤外線とが共に到達可能になる。そのため、発熱体３２から放射エネルギーを効率よく塗膜８２に到達させることができる。なお、発熱体３２は、下方向から見た際の見かけの放射面積と、上方向から見た際の見かけの放射面積との和が、回転により変化するため、発熱体３２から塗膜８２に直接到達する放射エネルギーと、反射板６０に反射されて到達する放射エネルギーとの和も回転により変化する。そのため、反射板６０が存在しても、発熱体３２の回転による放射エネルギーの調整を行うことができる。

そしてまた、乾燥装置１０では、コントローラー９０のフラッシュメモリー９２が、発熱体３２の放射波長に関する値と、回転位置に関する値と、塗膜８２に到達する発熱体３２からの放射エネルギーに関する値と、の対応関係を表す対応関係データ９３を記憶している。そして、まず、この対応関係と、操作パネル９８に入力された放射波長及び放射エネルギーに関する情報と、に基づいて発熱体３２の回転位置に関する値を取得する。続いて、取得された値で表される回転位置に発熱体３２が位置し、入力された放射波長の電磁波を発熱体３２が放射するように、電力供給源５０が発熱体３２に供給する電力やモーター５６による発熱体３２の回転を制御する。そのため、ユーザーが所望の放射波長及び放射エネルギーに関する情報を入力するだけで、所望の放射波長及び放射エネルギーを得るための供給電力や回転位置を適切に調整することができる。

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、赤外線加熱ユニット３０は発熱体３２を１つ備えるものとしたが、これに限らず複数の発熱体３２を備えるものとしてもよい。例えば、互いの回転軸が平行となりその回転軸と垂直且つ所定方向と垂直な方向に並べて配置された複数の発熱体３２を有していてもよい。図７は、この場合の変形例の赤外線加熱ユニット１３０の断面図である。なお、赤外線加熱ユニット１３０のうち赤外線加熱ユニット３０と同様の構成要素については同じ符号を付してその説明を省略し、赤外線加熱ユニット３０との相違点について主に説明する。図７に示すように、赤外線加熱ユニット１３０は、赤外線加熱ユニット３０の構成要素に加えて、さらに赤外線ヒーター１３１を備えている。この赤外線ヒーター１３１は、発熱体１３２と、内管１３７と、外管１３８などを備えている。赤外線ヒーター１３１の構成は、赤外線ヒーター３１と同様である。赤外線ヒーター１３１は、赤外線加熱ユニット３０の回転軸Ｒと平行な回転軸Ｒ２を有し、この回転軸Ｒ２を中心に発熱体１３２が回転可能である。また、発熱体３２と発熱体１３２とは、回転軸Ｒ，Ｒ２と垂直且つ所定方向（下方向）と垂直な前後方向に並ぶように配置されている。なお、赤外線吸収プレート７５は、赤外線ヒーター１３１の後方に配置されており、赤外線吸収プレート７０，７５が赤外線ヒーター３１，１３１を前後から挟むように位置している。また、反射板１６０が、赤外線ヒーター３１及び赤外線ヒーター１３１の共通の反射板として１つ設けられている。反射板１６０の前後方向の存在範囲は、発熱体３２，１３２や外管３８，１３８の前後方向の存在範囲を含んでいる。なお、赤外線ヒーター３１と赤外線ヒーター１３１とのそれぞれに反射板を設けてもよい。この赤外線加熱ユニット１３０においても、例えば発熱体３２と発熱体１３２とが回転後に同じ回転角になるようにすることで、発熱体３２，１３２を下方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積の和を、発熱体３２，１３２の回転により変化させることができる。これにより、発熱体３２，１３２の放射面に対する塗膜８２の表面の形態係数を変化させることができ、赤外線加熱ユニット３０と同様に塗膜８２への放射波長と放射エネルギーとを別々に調整することができる。しかも、複数の発熱体３２，１３２が前後方向に並べて配置されているため、隣り合う発熱体３２，１３２同士が自身からの赤外線で互いを加熱することができる。これにより、例えば発熱体３２を１つ備えた赤外線加熱ユニット３０を別々に２つ配置する場合と比べて、発熱体３２，１３２の加熱に要するエネルギーを少なくすることができる。なお、赤外線加熱ユニットは、発熱体を３つ以上有するものとしてもよい。また、赤外線加熱ユニット１３０において内管１３７，外管１３８を備えないものとし、発熱体３２と発熱体１３２とが同じ内管３７，外管３８の中に配置されるように構成してもよい。

上述した実施形態では、発熱体３２は回転軸Ｒに垂直な形状が楕円形状であるものとしたが、発熱体が回転することで回転軸と垂直な所定方向から発熱体３２を見た際の電磁波の見かけの放射面積が変化する形状であれば、これに限られない。例えば、発熱体３２を、回転軸Ｒに垂直な断面で見たときに、電磁波の放射面が長手方向と短手方向とを有する多角形状としてもよい。例えば、発熱体３２の形状を平板状として、回転軸Ｒに垂直な断面が長方形となるようにしてもよい。また、発熱体３２は、電磁波の放射面の形状が回転軸Ｒを中心軸として２回対称な形状としたが、これに限られない。発熱体３２は、電磁波の放射面の形状が回転軸Ｒを通る平面を対称面として面対称な形状としたが、これに限られない。なお、図７に示した赤外線加熱ユニット１３０のように複数の発熱体を備えた構成においては、複数の発熱体の形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。図８は、変形例の発熱体２３２の斜視図である。発熱体２３２は、例えば炭素製の発熱体（カーボンフィラメント）であり、長手方向が回転軸Ｒに沿った平板状に形成されている。また、発熱体２３２には、平板（直方体）の最長辺と最短辺とで囲まれる面の一方の面（図８の上側の面）から他方の面（図８の下側の面）に向かって形成された第１溝２３６ａと、他方の面から一方の面に向かって形成された第２溝２３６ｂとが、発熱体２３２の長手方向に沿って交互に複数形成されている。この第１溝２３６ａ，第２溝２３６ｂが形成されていることで、発熱体２３２はジグザグの形状に構成されている。なお、このような形状にする理由は、発熱体２３２の抵抗値を適切な値まで高めるためである。発熱体２３２のジグザグの経路の両端（図８における発熱体２３２の右下端と左下端）には、電気配線３２ａがそれぞれ接続されている。また、発熱体２３２の長手方向の両端には、軸体３４がそれぞれ接続されている。この発熱体２３２は、回転軸Ｒに垂直な断面でみたときの電磁波の放射面（発熱体２３２の表面）が長方形であり、この長方形の中心に回転軸Ｒが位置している。また、発熱体２３２の電磁波の放射面の形状は、回転軸Ｒを中心軸として２回対称となっている。本実施形態の発熱体３２と同様に、この発熱体２３２も、回転軸Ｒを中心に回転することで回転軸Ｒと垂直な方向から発熱体２３２を見た際の電磁波の見かけの放射面積が変化する。

上述した実施形態では、回転軸Ｒは発熱体３２の断面の楕円の中心に位置しているものとしたが、これに限られない。回転軸Ｒが発熱体３２の断面の楕円の中心以外に位置していてもよい。すなわち、回転軸Ｒが偏心していてもよい。

上述した実施形態では、赤外線加熱ユニット３０は赤外線吸収プレート７０，７５を備えるものとしたが、これに限られない。例えば、赤外線吸収プレート７０，７５のうちいずれか一方を備えるものとしてもよいし、いずれも備えないものとしてもよい。また、赤外線吸収プレート７０，７５の他にも、発熱体３２からみて下方向以外の位置に赤外線吸収プレートを配置してもよい。例えば反射板６０を備えない代わりに発熱体３２の上方向に赤外線吸収プレートを配置してもよい。あるいは、赤外線吸収プレート７０，赤外線吸収プレート７５，反射板６０を備えない代わりに発熱体３２の上方向に赤外線吸収プレートを配置してもよい。また、赤外線吸収プレート７０，７５は、赤外線吸収面の上下方向の存在範囲が発熱体３２の上下方向の存在範囲を含んでいるものとしたが、これに限られない。例えば、赤外線吸収プレート７０，７５のいずれか１以上が、上下方向の長さが発熱体３２の上下方向の長さ未満であるものとしてもよい。

上述した実施形態では、赤外線吸収プレート７０，７５は流体流路７２，７７を備えるものとしたが、これに限られない。例えば、赤外線吸収プレート７０，７５のいずれか１以上が、流体流路を備えないものとしてもよい。また、流体流路７２，７７を流れる第２流体は空気としたが、他の気体としてもよいし、例えば水などの液体としてもよい。

上述した実施形態では、給気ファン２１は流体流路７２，７７を流れて予熱された第２流体を、熱風として炉体１２内に供給するものとしたが、これに限られない。例えば、流体流路７２，７７を流れて予熱された第２流体と他の流体との間で熱交換を行い、これにより予熱された他の流体を給気ファン２１が熱風として炉体１２内に供給するものとしてもよい。あるいは、流体流路７２，７７を流れた第２流体の熱を他の用途に利用しないものとしてもよい。

上述した実施形態では、対応関係データ９３は、発熱体３２の出力と、発熱体３２の回転角と、塗膜８２に到達する放射エネルギーとの対応関係を表すデータとしたが、発熱体３２の放射波長に関する値と、発熱体３２の回転位置に関する値と、発熱体３２からみて下方向に配置された被加熱物である塗膜８２に到達する発熱体３２からの放射エネルギーに関する値と、の対応関係を表すものであればよい。例えば、「放射波長に関する値」は、発熱体３２の出力に限らずピーク波長や波長領域の範囲としてもよい。波長領域の範囲の具体例としては、例えば、発熱体３２からの電磁波の全放射エネルギーのうち波長３μｍ〜５μｍの範囲の放射エネルギーが９０％以上、などとしてもよい。あるいは、発熱体３２の温度，発熱体３２への供給電力など、放射波長を導出可能な値としてもよい。なお、操作パネル９８を介して入力する「放射波長に関する情報」についても同様に、ピーク波長に限らず波長領域の範囲としたり、その他放射波長を導出可能な値としてもよい。「回転位置に関する値」は、発熱体３２の回転角に限らず、発熱体３２を下方向から見た際の電磁波の見かけの放射面積など、回転位置を導出可能な値としてもよい。「放射エネルギーに関する値」は、放射エネルギーの値自体に限らず、放射エネルギーを導出可能な値であればよい。操作パネル９８を介して入力する「放射エネルギーに関する情報」についても同様である。なお、対応関係データ９３で用いる「放射波長に関する値」と操作パネル９８を介して入力する「放射波長に関する情報」とは同じものであっても異なるものであってもよい。「放射エネルギーに関する値」と「放射エネルギーに関する情報」とについても同様である。

上述した実施形態では、モーター５６が発熱体３２の回転角を調整するものとしたが、これに限られない。発熱体３２を回転軸Ｒを中心に回転させるものであれば、モーター以外の装置や機構を用いてもよい。あるいは、本実施形態のコントローラー９０とモーター５６のように自動で発熱体３２を回転させる場合に限らず、モーター５６を備えないものとして、ユーザーが手動で発熱体３２の回転角を調整するものとしてもよい。

上述した実施形態では、発熱体３２の出力が２５％〜１００％の間で変化すると、ピーク波長が４μｍ〜３μｍの間で変化するものとしたが、発熱体３２の出力（温度）変化に伴ってピーク波長が変化するものであれば、これに限られない。例えば、発熱体３２の出力変化に伴って、発熱体３２からの電磁波のピーク波長が赤外線領域（波長が０．７μｍ〜８μｍの領域）の間で変化するものとしてもよい。

上述した実施形態では、発熱体３２の材料としてＮｉ−Ｃｒ合金を例示したが、加熱すると赤外線を放出するものであれば特に限定されない。例えば、Ｗ(タングステン），Ｍｏ，Ｔａ，及びＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金のいずれかでもよい。また、発熱体３２を炭素繊維などの炭素からなる発熱体としてもよい。なお、発熱体３２を回転可能に構成するため、発熱体の周囲を窒素雰囲気に保つ必要がないなど、気密を要しない材料が好ましい。

上述した実施形態では、内管３７，外管３８は、発熱体３２から放射された電磁波のうち少なくとも赤外線を透過するものとしたが、少なくとも赤外線の一部を透過するものであればよい。例えば、内管３７，外管３８が、波長４μｍを超える赤外線を吸収し且つ４μｍ以下の赤外線を透過する材料（例えば、石英ガラス）で形成されているものとしてもよい。こうすることで、発熱体３２の出力を調整して発熱体３２からの電磁波の放射波長を変化させつつ、塗膜８２に到達する電磁波のうち波長が４μｍ以下の赤外線の割合を増大させることができる。内管３７，外管３８が、波長３．５μｍを超える赤外線を吸収し且つ３．５μｍ以下の赤外線を透過する材料（例えば、石英ガラス）で形成されているものとしてもよい。

上述した実施形態では、赤外線ヒーター３１のうち、内管３７，外管３８は回転させずに発熱体３２を回転させるものとしたが、これに限らず、少なくとも発熱体３２が回転可能であればよい。例えば、内管３７，外管３８を含めて赤外線ヒーター３１全体を回転可能に構成してもよい。

上述した実施形態では、被加熱物である塗膜８２として、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、加熱対象はこれに限られない。例えば、シート８０がＰＥＴフィルムからなるものとし、塗膜８２は、乾燥後に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ものとしてもよい。この場合の塗膜８２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である。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。

上述した実施形態では、乾燥装置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、乾燥装置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、発熱体３２からの放射波長及び塗膜８２への放射エネルギーに関する情報を、操作パネル９８がユーザーから入力するものとしたが、これに限られない。例えば、発熱体３２からの放射波長及び塗膜８２への放射エネルギーに関する情報が予めフラッシュメモリー９２に記憶されており、ＣＰＵ９１がフラッシュメモリー９２からこの情報を入力し（読み出し）てもよい。この場合、ＣＰＵ９１が本発明の赤外線加熱ユニットにおける入力手段に相当する。

本出願は、２０１３年５月３０日に出願された日本国特許出願第２０１３−１１４１７７号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。

本発明は、赤外線を用いた加熱や乾燥が必要な産業、例えばリチウムイオン二次電池の電極塗膜を製造する電池産業や、ＭＬＣＣ又はＬＴＣＣ等を製造するセラミックス産業などに利用可能である。

１０ 乾燥装置、１２ 炉体、１２ａ 空間、１３ 前端面、１４ 後端面、１５，１６ 開口、１７，１８ ロール、１９ 搬送通路、２０ 給気装置、２１ 給気ファン、２２ パイプ構造体、２３ 給気口、２５ 排気装置、２６ 排気ファン、２７ パイプ構造体、２８ 排気口、３０，１３０ 赤外線加熱ユニット、３１，１３１ 赤外線ヒーター、３２，１３２，２３２ 発熱体、３２ａ 電気配線、３３ 接続端子、３４ 軸体、３５ 軸受、３７，１３７ 内管、３８，１３８ 外管、３９ 流体流路、４０ キャップ、４２〜４３ 円筒部、４４ 蓋、４５ ホルダー、４７ 配線引出部、４８ 流体出入口、４９ 温度センサ、５０ 電力供給源、５２ 第１流体供給源、５４ 第２流体供給源、５６ モーター、５７ 駆動軸、６０，１６０ 反射板、７０，７５ 赤外線吸収プレート、７１，７６ 流体出入口、７２，７７ 流体流路、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 対応関係データ、９４ ＲＡＭ、９５ 回転位置取得部、９６ 制御部、９８ 操作パネル、２３６ａ 第１溝、２３６ｂ 第２溝、Ｒ，Ｒ２ 回転軸。

Claims (11)

1. 加熱されると赤外線を含む電磁波を放射し、所定の回転軸を中心に回転可能であり、該回転軸と垂直な所定方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積が該回転により変化する形状の発熱体、
   を備え、
   前記発熱体は、前記回転軸に垂直な断面で見たときに、前記電磁波の放射面が楕円形状又は長手方向と短手方向とを有する多角形状である、
   赤外線加熱ユニット。
2. 請求項１に記載の赤外線加熱ユニットであって、
   前記電磁波のうち、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向以外の方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能な赤外線吸収体、
   を備えた赤外線加熱ユニット。
3. 前記赤外線吸収体は、前記電磁波のうち、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収可能である、
   請求項２に記載の赤外線加熱ユニット。
4. 前記赤外線吸収体は、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向に放射される赤外線の少なくとも一部を吸収する赤外線吸収面を有しており、前記所定方向を下方向とし前記所定方向とは反対方向を上方向としたときに、該赤外線吸収面の上下方向の存在範囲は前記発熱体の上下方向の存在範囲を含んでいる、
   請求項３に記載の赤外線加熱ユニット。
5. 前記赤外線吸収体は、前記電磁波のうち、前記発熱体から前記回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な一方の方向に放射される赤外線の少なくとも一部と他方の方向に放射される赤外線の少なくとも一部とを吸収可能である、
   請求項３又は４に記載の赤外線加熱ユニット。
6. 前記赤外線吸収体は、流体が流通可能な流体流路を内部に有している、
   請求項２〜５のいずれか１項に記載の赤外線加熱ユニット。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の赤外線加熱ユニットであって、
   前記電磁波のうち、前記発熱体からみて前記所定方向とは反対方向に放射される赤外線の少なくとも一部を反射可能な赤外線反射体、
   を備え、
   前記発熱体は、前記発熱体を前記所定方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積と、前記発熱体を該所定方向とは反対方向から見た際の前記電磁波の見かけの放射面積との和が、前記回転により変化する形状である、
   赤外線加熱ユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の赤外線加熱ユニットであって、
   互いの回転軸が平行となり該回転軸と垂直且つ前記所定方向と垂直な方向に並ぶように配置された複数の前記発熱体を有している、
   赤外線加熱ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の赤外線加熱ユニットであって、
   ３．５μｍを超える波長の赤外線を吸収し前記発熱体を覆う管状部材、
   を備えた赤外線加熱ユニット。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の赤外線加熱ユニットと、
    前記発熱体を前記回転軸を中心に回転させる回転手段と、
    前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、
    前記発熱体の放射波長に関する値と、前記発熱体の回転位置に関する値と、前記発熱体からみて前記所定方向に配置された被加熱物に到達する前記発熱体からの放射エネルギーに関する値と、の対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、
    前記放射波長に関する情報及び前記放射エネルギーに関する情報を入力可能な入力手段と、
    前記入力された放射波長に関する情報と、前記入力された放射エネルギーに関する情報と、前記対応関係と、に基づいて、該入力された放射波長及び放射エネルギーに対応する前記発熱体の回転位置に関する値を取得する回転位置取得手段と、
    前記回転手段及び前記電力供給手段を制御して、前記取得された値で表される回転位置に前記発熱体が位置するよう前記回転手段により前記発熱体を回転させ、前記入力された放射波長の電磁波を前記発熱体が放射するよう前記電力供給手段により前記発熱体に電力を供給させる制御手段と、
    を備えた赤外線加熱装置。
11. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の赤外線加熱ユニットと、請求項１０に記載の赤外線加熱装置と、のいずれかを備え、前記発熱体からみて前記所定方向に位置する被加熱物を乾燥させる乾燥装置。

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