(57)【要約】【課題】対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ赤外線ヒータの冷却効率を向上させる。【解決手段】赤外線ヒータ１０は、加熱されると赤外線を放射するフィラメント２１と、波長３μｍの赤外線を透過する内管２２と、波長３μｍの赤外線を透過しフィラメント２１からみて内管２２よりも外側に位置する外管２３と、内管２２と外管２３との間の空間２４を流通し、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱されると赤外線を放射する発熱体と、
波長３μｍの赤外線を透過する第１透過部材と、
波長３μｍの赤外線を透過し前記発熱体からみて前記第１透過部材よりも外側に位置する第２透過部材と、
前記第１透過部材と前記第２透過部材との間の空間を流通し、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒と、
を備えた赤外線ヒータ。
【請求項２】
前記透過冷媒は、融点が１０℃未満且つ沸点が８０℃より大きい、
請求項１に記載の赤外線ヒータ。
【請求項３】
前記透過冷媒は、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料を含む、
請求項１又は２に記載の赤外線ヒータ。
【請求項４】
前記第２透過部材は、外部に赤外線を放射する最外面を構成している、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の赤外線ヒータ。
【請求項５】
前記第１透過部材は、前記発熱体を囲む管状部材であり、
前記第２透過部材は、前記第１透過部材を囲む管状部材である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の赤外線ヒータ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の赤外線ヒータであって、
前記発熱体の外周のうち一部を覆い、前記空間に連通し前記透過冷媒が流通する第１冷媒流路と該第１冷媒流路と連通しない第２冷媒流路とが内部に設けられた流路形成部材、
を備え、
前記第１透過部材及び前記第２透過部材は、前記発熱体の外周のうち前記流路形成部材が覆っていない部分を覆っている、
赤外線ヒータ。
【請求項７】
前記第１透過部材及び前記第２透過部材は、前記発熱体の外周のうち前記流路形成部材が覆っていない部分を塞ぐ板状部材である、
請求項６に記載の赤外線ヒータ。
【請求項８】
加熱されると赤外線を放射する発熱体と、波長３μｍの赤外線を透過する第１透過部材と、波長３μｍの赤外線を透過し前記発熱体からみて前記第１透過部材よりも外側に位置する第２透過部材と、を備えた赤外線ヒータの使用方法であって、
発熱体に通電して発熱させる際に、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒を前記第１透過部材と前記第２透過部材との間の空間に流通させて該第１透過部材及び該第２透過部材を冷却する、
赤外線ヒータの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線ヒータ及び赤外線ヒータの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、赤外線を放出する赤外線ヒータとしては、種々の構造のものが開発されている。例えば、特許文献１には、発熱体と、発熱体を囲む内管及び外管と、を備えた赤外線ヒータが記載されている。この赤外線ヒータでは、内管及び外管が３．５μｍ以下の波長の赤外線を透過し、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している。３．５μｍ以下の波長の赤外線は、水素結合を切断する能力に優れるといわれており、この波長の赤外線を放射することで効率的に対象物の乾燥などを行うことができるとしている。また、特許文献１に記載の赤外線ヒータでは、内管と外管との間に空気などを冷媒として流すことで、内管及び外管を冷却している。
【０００３】
また、特許文献２には、発熱体と、発熱体を覆う管と、管の外周の一部を覆い冷媒液が流通可能な流路形成部材と、管の外周のうち流路形成部材が覆っていない部分を覆う赤外線透過部材と、を備えた赤外線ヒータが記載されている。この赤外線ヒータでは、管と流路形成部材及び赤外線透過部材との間にガスを充填し且つ流路形成部材内に冷媒液としての水を流すことで、特許文献１のように気体のみで冷却を行う場合と比べて冷却効率を高めている。一方で、この赤外線ヒータでは、発熱体からの赤外線は流路形成部材が存在しない赤外線透過部材を通過して対象物に到達するため、対象物に向かう赤外線を冷媒液が吸収してしまうことがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７９００９２号
【特許文献２】特開２０１５−１４９２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように特許文献２の赤外線ヒータでは冷却効率を高めることができるが、赤外線ヒータに用いる部材の冷却効率をさらに高めたいという要望があった。しかし、例えば特許文献２において冷却効率を高めるために冷媒液としての水を用いて赤外線透過部材を直接的に冷却すると、水が赤外線を吸収してしまうことで対象物への赤外線の放射効率が低下する場合があった。
【０００６】
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、対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ赤外線ヒータの冷却効率を向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明の赤外線ヒータは、
加熱されると赤外線を放射する発熱体と、
波長３μｍの赤外線を透過する第１透過部材と、
波長３μｍの赤外線を透過し前記発熱体からみて前記第１透過部材よりも外側に位置する第２透過部材と、
前記第１透過部材と前記第２透過部材との間の空間を流通し、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒と、
を備えたものである。
【０００９】
この赤外線ヒータは、発熱体からの赤外線のうち少なくとも波長３μｍの赤外線が第１，第２透過部材を通過することで、対象物に赤外線を放射する。波長３μｍ付近の赤外線は例えば水素結合を切断する能力に優れており、対象物の赤外線処理（例えば乾燥や脱水など）を効率的に行うことができる。そして、第１，第２透過部材は発熱体からの赤外線などにより加熱されるが、液体である透過冷媒が両者の間の空間を流通することで両者に接触するため、第１，第２透過部材は例えば気体により冷却を行う場合と比較して効率よく冷却される。しかも、透過冷媒は波長３μｍの透過率が８０％以上であるため、対象物への波長３μｍの赤外線の到達を妨げにくい。以上により、この赤外線ヒータでは、対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ、赤外線ヒータの冷却効率を高めることができる。前記透過冷媒は、波長３μｍの透過率が９０％以上であってもよい。
【００１０】
本発明の赤外線ヒータにおいて、前記透過冷媒は、融点が１０℃未満且つ沸点が８０℃より大きくてもよい。透過冷媒の融点が１０℃未満であれば、例えば常温などの使用条件で透過冷媒の凝固が生じにくい。透過冷媒の沸点が８０℃より大きければ、第１，第２透過部材の冷却に伴い透過冷媒の温度が上昇した場合に透過冷媒の気化による熱伝導率の低下が生じにくい。
【００１１】
本発明の赤外線ヒータにおいて、前記透過冷媒は、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料を含んでいてもよい。Ｃ−Ｆ結合は、波長３μｍ付近に赤外線の吸収ピークがないため、透過冷媒として適している。この場合において、前記透過冷媒は、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料を主成分としてもよい。Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料は、炭素数が５以上１８以下の化合物であってもよい。Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料の具体例としては、フルオロカーボンが挙げられる。フルオロカーボンは、環状構造を有していてもよいし、鎖状構造を有していてもよい。フルオロカーボンは、パーフルオロカーボンであってもよい。フルオロカーボンは、エーテル結合を有する化合物（フルオロポリエーテル）であってもよいし、エーテル結合を有さなくてもよい。フルオロポリエーテルは、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）であってもよい。フルオロカーボンは、Ｃ，Ｆ，Ｈ，及びＯ以外の原子を有さなくてもよいし、Ｃ，Ｆ，及びＨ以外の原子を有さなくてもよいし、Ｃ及びＦ以外の原子を有さなくてもよい。
【００１２】
本発明の赤外線ヒータにおいて、前記第２透過部材は、外部に赤外線を放射する最外面を構成していてもよい。こうすれば、透過冷媒によって赤外線ヒータの最外面の温度を効率よく低下させることができる。これにより、例えば対象物など赤外線ヒータの周囲の物体の過熱を抑制しやすい。
【００１３】
本発明の赤外線ヒータにおいて、前記第１透過部材は、前記発熱体を囲む管状部材であり、前記第２透過部材は、前記第１透過部材を囲む管状部材であってもよい。この場合において、前記第１透過部材と前記第２透過部材との少なくとも一方が円筒状部材であってもよい。
【００１４】
本発明の赤外線ヒータにおいて、前記発熱体の外周のうち一部を覆い、前記空間に連通し前記透過冷媒が流通する第１冷媒流路と該第１冷媒流路と連通しない第２冷媒流路とが内部に設けられた流路形成部材、を備え、前記第１透過部材及び前記第２透過部材は、前記発熱体の外周のうち前記流路形成部材が覆っていない部分を覆っていてもよい。こうすれば、第２冷媒流路に冷媒を流すことで、流路形成部材内の第１冷媒流路を流通する透過冷媒を冷却でき、透過冷媒による第１，第２透過部材の冷却効率がより向上する。また、第１，第２透過部材は発熱体の外周のうち流路形成部材が覆っていない部分を覆っているため、その部分を通過して対象物に向かう赤外線を第２冷媒流路内の冷媒が吸収してしまうことはない。そのため、第２冷媒流路を流れる冷媒は、透過冷媒のように波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上である必要はなく、種々の冷媒を適用できる。
【００１５】
この場合において、前記第１透過部材及び前記第２透過部材は、前記発熱体の外周のうち前記流路形成部材が覆っていない部分を塞ぐ板状部材であってもよい。
【００１６】
本発明の赤外線ヒータの使用方法は、
加熱されると赤外線を放射する発熱体と、波長３μｍの赤外線を透過する第１透過部材と、波長３μｍの赤外線を透過し前記発熱体からみて前記第１透過部材よりも外側に位置する第２透過部材と、を備えた赤外線ヒータの使用方法であって、
発熱体に通電して発熱させる際に、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒を前記第１透過部材と前記第２透過部材との間の空間に流通させて該第１透過部材及び該第２透過部材を冷却する、
ものである。
【００１７】
この赤外線ヒータの使用方法では、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒を用いて第１，第２透過部材を冷却するため、上述した本発明の赤外線ヒータと同様に、対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ、赤外線ヒータの冷却効率を高めることができる。なお、この赤外線ヒータの使用方法において、上述した赤外線ヒータの種々の態様を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の赤外線ヒータ１０の説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】透過冷媒の赤外線透過スペクトルの一例を示すグラフ。
【図４】第２実施形態の赤外線ヒータ１１０の説明図。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。
【図６】図４のＣ−Ｃ断面図。
【図７】図４のＤ−Ｄ断面図。
【図８】比較例１及び実施例１の放射スペクトルのグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１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ヒータ１０の説明図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。本実施形態において、上下方向，左右方向及び前後方向は、図１，２に示した通りとする。
【００２０】
赤外線ヒータ１０は、フィラメント２１とフィラメント２１を囲む内管２２とを備えたヒータ本体２０と、このヒータ本体２０を囲む外管２３と、外管２３の前後の両端に気密に嵌め込まれた有底筒状のキャップ３０，３０と、を備えている。また、赤外線ヒータ１０は、内管２２と外管２３との間に形成された空間２４と、外管２３の上側の表面に配設された反射層２５と、を備えている。赤外線ヒータ１０は、フィラメント２１の長手方向（ここでは前後方向）に垂直且つフィラメント２１からみて反射層２５とは反対側に向かう方向（ここでは下方向）に配置された図示しない対象物に対して、主に波長３μｍ付近の赤外線を放射する。
【００２１】
フィラメント２１は、加熱され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）製とした。なお、フィラメント２１の材料としては、他にＮｉ−Ｃｒ合金，Ｍｏ，Ｔａ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金，及び炭素繊維などを挙げることができる。フィラメント２１の両端には電気配線２６が接続されている。電気配線２６は、キャップ３０に設けられた配線引出部３２を介して気密に外部へ引き出され、図示しない電力供給源に接続される。電力供給源から電力が供給されてフィラメント２１が例えば７００〜１７００℃に通電加熱されると、フィラメント２１は波長が３．５μｍ以下（例えば２〜３μｍ）の赤外線領域にピークを持つ赤外線を放射する。
【００２２】
内管２２及び外管２３は、フィラメント２１を囲む管状部材であり、本実施形態ではいずれも円筒状の部材とした。内管２２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。外管２３は、フィラメント２１からみて内管２２よりも外側に位置し、内管２２を囲んでいる。外管２３は、赤外線ヒータ１０から外部に赤外線を放射する際の最外面を構成している。内管２２及び外管２３は、第１，第２透過部材の一例であり、いずれもフィラメント２１から放射された赤外線のうち波長３μｍの赤外線を透過する赤外線透過材料で形成されている。このような赤外線透過材料としては、例えば、石英ガラスのほか、透光性アルミナセラミックス又はサファイアガラス（単結晶サファイア）などのアルミナを主成分とするものが挙げられる。内管２２及び外管２３の少なくとも一方は、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上であることが好ましい。また、内管２２及び外管２３の少なくとも一方は、波長２．５μｍ〜３．５μｍの赤外線を透過してもよく、例えばこの波長領域の赤外線の透過率が８０％以上であってもよい。内管２２及び外管２３の少なくとも一方は、フィラメント２１から放射された赤外線のうち波長３．５μｍを超える波長の赤外線を吸収することが好ましい。本実施形態では、内管２２及び外管２３の材質は石英ガラスとした。石英ガラスは、波長２．５μｍ〜３．５μｍの赤外線を透過し、且つ波長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。内管２２と外管２３との間の空間２４は、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒が流通可能に構成されている。内管２２及び外管２３は、空間２４を流れる透過冷媒によって、所定の上限値（例えば７０℃）以下に冷却可能になっている。透過冷媒の詳細は後述する。
【００２３】
ヒータ本体２０は、キャップ３０の内部に配置されたホルダ３４に両端が支持されている。各キャップ３０は、冷媒出入口３６を有している。冷媒出入口３６の一方には、図示しない冷媒供給源から透過冷媒が供給される。一方の冷媒出入口３６からキャップ３０内に流入した透過冷媒は、空間２４を流通して他方の冷媒出入口３６から流出するようになっている。空間２４を流れる透過冷媒は、内管２２及び外管２３に接触して熱を奪うことによりこれらを冷却する。また、透過冷媒は、反射層２５の温度を下げる役割も果たす。冷媒供給源は、例えば空間２４内に透過冷媒を循環させる循環ポンプとしてもよい。この場合、冷媒出入口３６から流出した透過冷媒を図示しない熱交換器で冷却すればよい。
【００２４】
反射層２５は、外管２３の外周面のうち、フィラメント２１よりも上側を含む領域に形成され、フィラメント２１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２５は、外管２３の上側半分を全て覆っているものとした。反射層２５は、その断面の円弧を含む円の中心位置にフィラメント２１が位置するように配置されている。この反射層２５は、フィラメント２１から放射される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２５は、特に、フィラメント２１から放射される波長３μｍの赤外線の反射率が高いことが好ましい。反射層２５は、外管２３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。
【００２５】
次に、こうして構成された赤外線ヒータ１０の使用時の動作について説明する。赤外線ヒータ１０の使用時には、電力供給源からフィラメント２１に電力を供給し、フィラメント２１に通電して例えば７００℃〜１７００℃になるように発熱させる。また、冷媒供給源から空間２４に透過冷媒を流通させる。フィラメント２１が発熱して赤外線を放射すると、この赤外線のうち少なくとも波長３μｍの赤外線が内管２２及び外管２３を通過することで、赤外線ヒータ１０の外部の対象物に波長３μｍの赤外線が放射される。波長３μｍ付近の赤外線は水素結合を切断する能力に優れており、対象物の乾燥や脱水などの所定の赤外線処理を効率的に行うことができる。そして、内管２２及び外管２３はフィラメント２１からの赤外線などにより加熱されるが、液体である透過冷媒が両者の間の空間２４を流通することで内管２２及び外管２３に接触するため、内管２２及び外管２３は例えば空間２４に気体を流通させる場合と比較して効率よく冷却される。しかも、透過冷媒は波長３μｍの透過率が８０％以上であるため、例えば空間２４内に冷媒としての水を流通させる場合と比較して、対象物への波長３μｍの赤外線の到達を妨げにくい。以上により、この赤外線ヒータ１０では、対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ、赤外線ヒータ１０の冷却効率を高めることができる。透過冷媒は、波長３μｍの赤外線の透過率が９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。
【００２６】
空間２４内を流通する透過冷媒は、赤外線ヒータ１０の使用時において液体であればよいが、透過冷媒は融点が１０℃未満であることが好ましい。透過冷媒の融点が１０℃未満であれば、例えば常温などの使用条件で透過冷媒の凝固が生じにくい。また、透過冷媒は、沸点が８０℃より大きくてもよい。透過冷媒の沸点が８０℃より大きければ、内管２２及び外管２３の冷却に伴い透過冷媒の温度が上昇した場合に透過冷媒の気化による熱伝導率の低下が生じにくい。透過冷媒は、融点が１０℃未満且つ沸点が８０℃より大きいことが好ましい。すなわち、透過冷媒は、少なくとも１０℃以上８０℃以下の温度範囲において液体として使用できることが好ましい。透過冷媒の沸点は高いほど好ましく、例えば１００℃より大きくてもよい。
【００２７】
透過冷媒は、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料を含んでいてもよい。Ｃ−Ｆ結合は、８μｍ付近に赤外線の吸収ピークを有しており、波長３μｍ付近には赤外線の吸収ピークがないため、この結合を有する化合物は透過冷媒として適している。透過冷媒は、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料を主成分としてもよい。主成分とは、最も多く含まれる成分のことをいい、例えば質量割合が最も高い成分のことをいう。透過冷媒は、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料を１種類のみ含んでいてもよいし、２種以上含んでいてもよい。Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料は、炭素数が５以上１８以下の化合物であってもよい。Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料の具体例としては、フルオロカーボンが挙げられる。フルオロカーボンは、環状構造を有していてもよいし、鎖状構造を有していてもよい。環状構造を有するフルオロカーボンとしては、例えばフルオロシクロペンタンなどのフルオロシクロアルカンが挙げられる。フルオロカーボンは、環状構造を有し、さらにフルオロ基又はフルオロアルキル基の少なくとも一方の置換基を有していてもよいし、その他の置換基を有していてもよい。フルオロカーボンは、パーフルオロカーボンであってもよい。フルオロカーボンは、エーテル結合を有する化合物（フルオロポリエーテル）であってもよいし、エーテル結合を有さなくてもよい。フルオロポリエーテルは、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）であってもよい。パーフルオロポリエーテルとしては、例えばＣＦ3−（ＯＣ2Ｆ3）nＣＦ3−（ＣＦ2−Ｏ）m−Ｏ−ＣＦ3で表される化合物が挙げられる。フルオロカーボンは、Ｃ，Ｆ，Ｈ，及びＯ以外の原子を有さなくてもよいし、Ｃ，Ｆ，及びＨ以外の原子を有さなくてもよいし、Ｃ及びＦ以外の原子を有さなくてもよい。透過冷媒は、波長３μｍ付近（例えば波長２．８μｍ〜３．２μｍ）に赤外線の吸収ピークを有する結合が少ない材料を用いることが好ましい。例えば、Ｏ−Ｈ結合又はＮ−Ｈ結合の少なくともいずれかの結合が少ない材料が好ましく、これらのいずれの結合も有さない材料がより好ましい。本実施形態では、透過冷媒はフルオロカーボンとし、より具体的にはヘプタフルオロシクロペンタンとし、さらに具体的には１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタン（Ｃ5Ｆ7Ｈ3）とした。
【００２８】
透過冷媒の波長３μｍの透過率は、以下のように測定する。まず、ＫＢｒ（臭化カリウム）の板を２枚用意し、隙間を１ｍｍ空け、その間をｎ−ヘキサンで満たしたものを測定対象とし、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光計）を用いて赤外線透過スペクトル（第１スペクトルと称する）を測定する。次に、２枚のＫＢｒの板の間をｎ−ヘキサンの代わりに透過冷媒で満たしたものを測定対象として同様に赤外線透過スペクトルを測定する（第２スペクトルと称する）。続いて、第１スペクトルからｎ−ヘキサンの厚さ１ｍｍにおける既知の赤外線透過スペクトルを差し引いたスペクトルをバックグラウンドとする。そして、第２スペクトルとバックグラウンドとの差分を、透過冷媒の赤外線透過スペクトルとする。こうして得られた透過冷媒の赤外線透過スペクトルにおける波長３μｍでの透過率を、透過冷媒の波長３μｍの透過率とする。
【００２９】
図３は、本実施形態の透過冷媒である１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタンの赤外線透過スペクトルの一例を示すグラフである。図３に示すように、本実施形態の透過冷媒は、赤外線透過率が最小となる波長（吸収ピーク波長）は８．３μｍであった。これはＣ−Ｆ結合の吸収ピーク波長とほぼ一致する。また、波長３．３μｍにも吸収ピークが見られた。これはＣ−Ｈ結合の吸収ピーク波長とほぼ一致する。そして、図３に示す赤外線透過スペクトルおける波長３μｍの透過率は約９８％であった。
【００３０】
本実施形態では、赤外線ヒータ１０の使用時において、波長が３．５μｍを超える赤外線は内管２２及び外管２３により吸収される。そのため、赤外線ヒータ１０は、対象物に到達する赤外線のうち波長３μｍ付近の赤外線の割合を高めることができる。また、赤外線ヒータ１０は、フィラメント２１からみて対象物とは反対側（ここでは上側）に反射層２５が配設されているため、フィラメント２１から対象物とは反対側（ここでは上側）に放射された赤外線は反射層２５により下方に反射される。この結果、対象物にはフィラメント２１から直接放出される赤外線と反射層２５で反射された赤外線とが放射されることになり、被加熱物を効率よく加熱できる。あるいは、反射層２５で反射された赤外線がフィラメント２１に吸収されることでフィラメント２１を加熱することになり、フィラメント２１の温度を効率よく上昇させることができる。
【００３１】
また、赤外線ヒータ１０において、外管２３の外表面の温度は、例えば空間２４を流れる透過冷媒の流量によって調整することができる。外管２３の外表面の温度が所定温度以下になるように透過冷媒の流量を調整することで、例えば対象物など赤外線ヒータ１０の周囲の物体の過熱を抑制することができる。外管２３の外表面の温度の調整は、例えば予め実験により透過冷媒の流量を定めておくことで行ってもよいし、例えば温度センサが検出した外管２３の外表面の温度に基づいて透過冷媒の流量をフィードバック制御することで行ってもよい。
【００３２】
特に限定するものではないが、赤外線ヒータ１０による赤外線処理は、フレキソ印刷やインクジェット印刷の乾燥に効果を発揮する。両印刷方式ともインクは速乾性（０．５秒以下）を要求されるため、加熱により容易に揮発及び硬化しやすいように調合されている。しかしながら両印刷方式とも印刷部と乾燥部とを構造上離隔することが困難である。そのため、印刷部周囲の雰囲気温度の上昇を抑制できる加熱方式しか採用できなかった。例えば、液体の透過冷媒を用いず赤外線ヒータ１０の空間２４に気体を流通させて冷却を行う場合を比較例の赤外線ヒータとして、この比較例の赤外線ヒータをインクの乾燥に用いる場合を考える。この場合、外管２３の表面温度が１００℃以上になり、この表面温度により周辺の雰囲気温度が上昇し、フレキソ印刷であれば印刷前のインクを揮発させ、あるいはフレキソ版の表面を固化させる障害があった。またインクジェット印刷であれば、雰囲気温度の上昇によりノズルの目詰が発生する場合があった。これに対し本実施形態の赤外線ヒータ１０は、同印刷機への適用が可能となり、短時間乾燥による印刷速度の向上が期待できる。
【００３３】
以上詳述した第１実施形態の赤外線ヒータ１０によれば、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒を内管２２及び外管２３の間の空間２４に流通させて内管２２及び外管２３を冷却するため、対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ、赤外線ヒータ１０の冷却効率を高めることができる。
【００３４】
また、透過冷媒の融点が１０℃未満であることで、例えば常温などの使用条件で透過冷媒の凝固が生じにくい。透過冷媒の沸点が８０℃より大きいことで、内管２２及び外管２３の冷却に伴い透過冷媒の温度が上昇した場合に透過冷媒の気化による熱伝導率の低下が生じにくい。さらに、透過冷媒は、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素系材料を含んでいる。Ｃ−Ｆ結合は、波長３μｍ付近に赤外線の吸収ピークがないため、透過冷媒として適している。そして、外管２３は、外部に赤外線を放射する最外面を構成しているため、透過冷媒によって赤外線ヒータ１０の最外面の温度を効率よく低下させることができる。これにより、例えば対象物など赤外線ヒータ１０の周囲の物体の過熱を抑制しやすい。
【００３５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について、図面を用いて説明する。図４は、本発明の一実施形態である赤外線ヒータ１１０の説明図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。図６は、図４のＣ−Ｃ断面図である。図７は、図４のＤ−Ｄ断面図である。図４は、図７のＥ−Ｅ断面図に相当する。本実施形態において、上下方向，左右方向及び前後方向は、図４〜７に示した通りとする。
【００３６】
赤外線ヒータ１１０は、フィラメント１２１とフィラメント１２１を囲む管１２２とを備えたヒータ本体１２０と、このヒータ本体１２０の全体を覆う略直方体形状のケーシング１３０と、を備えている。赤外線ヒータ１１０は、フィラメント１２１の長手方向（ここでは前後方向）に垂直且つフィラメント１２１からみて第１，第２透過板１７１，１７２に向かう方向（ここでは下方向）に配置された図示しない対象物に対して、主に波長３μｍ付近の赤外線を放射する。
【００３７】
フィラメント１２１は、加熱されると赤外線を放射する発熱体であり、上述したフィラメント２１と同様の材質を用いることができる。本実施形態ではフィラメント１２１の材質は炭素繊維とした。フィラメント１２１は、フィラメント２１とは異なり上面視でＵ字状をしている（図７参照）。フィラメント１２１の両端には電気配線１２６が接続されている。電気配線１２６は、後側カバー１４３ｂを介して気密に外部へ引き出され、図示しない電力供給源に接続される。電力供給源から電力が供給されてフィラメント１２１が例えば７００〜１７００℃に通電加熱されると、フィラメント１２１は波長が３．５μｍ以下（例えば２〜３μｍ）の赤外線領域にピークを持つ赤外線を放射する。
【００３８】
管１２２は、フィラメント１２１を囲む管状部材であり、本実施形態ではフィラメント１２１の形状に合わせてＵ字状に形成された円筒状の部材とした。管１２２は、上述した内管２２と同様にフィラメント１２１から放射された赤外線のうち波長３μｍの赤外線を透過する赤外線透過材料で形成されている。本実施形態では、管１２２の材質は内管２２と同じ石英ガラスとした。管１２２の内部は不活性ガス（例えば窒素）が封入されているものとしたが、真空としてもよい。
【００３９】
ケーシング１３０は、下方に開口してヒータ本体１２０の下方以外（上，前後，及び左右）を覆う流路形成部材１４０と、流路形成部材１４０の開口を塞いでヒータ本体１２０の下方を覆う第１透過板１７１及び第２透過板１７２と、を備えている。ケーシング１３０の内側は封止されており、管１２２と流路形成部材１４０及び第１透過板１７１との間に空間１４７が形成されている。また、第１透過板１７１と第２透過板１７２との間に空間１７３が形成されている（図４，５参照）。
【００４０】
流路形成部材１４０は、ヒータ本体１２０の上，前，及び左右を覆う本体部１４２と、本体部１４２の上，後，及び左右に取り付けられた板状の上側，後側，左側，右側カバー１４３ａ〜１４３ｄと、を備えている。後側カバー１４３ｂは、ヒータ本体１２０の後方を覆っており、本体部１４２の内側に形成された後方の開口を塞いでいる（図７参照）。後側カバー１４３ｂにはヒータ本体１２０の後端が取り付けられており、この後側カバー１４３ｂによりヒータ本体１２０はケーシング１３０内で支持されている。管１２２の後端が後側カバー１４３ｂに取り付けられることで、管１２２の内側の空間が封止されている。後側カバー１４３ｂは本体部１４２から取り外し可能となっており、例えばヒータ本体１２０の交換などのメンテナンス時にヒータ本体１２０をケーシング１３０の後方から引き出せるようになっている。後側カバー１４３ｂと本体部１４２との接触部分は、図示しないＯリングなどの封止材により封止される。
【００４１】
図５に示すように、本体部１４２は、前後方向に垂直な断面で見たときに上下が逆転した略Ｕ字状をしており、上述したように下方に開口している。本体部１４２は空間１４７に面しており、空間１４７に面する内周面には反射層１４５が配設されている。この反射層１４５は、フィラメント１２１よりも上方、すなわちフィラメント１２１からみて赤外線を放射する対象物とは反対側に位置している。本実施形態では、本体部１４２の空間１４７に面する内周面のうち、フィラメント１２１よりも上側に位置する部分全てを反射層１４５が覆っている。反射層１４５は、上述した反射層２５と同様の赤外線反射材料で形成されている。反射層１４５は、上述した反射層２５と同様の成膜方法で形成されていてもよいし、接着剤により本体部１４２に貼り付けられていてもよい。反射層１４５は、フィラメント１２１から対象物とは反対側（ここでは上側）に放射された赤外線を下方に反射することで、上述した反射層２５と同様の役割を果たす。
【００４２】
流路形成部材１４０の内部には、空間１７３と連通し第１冷媒として上述した透過冷媒が流通する第１冷媒流路１５０と、第１冷媒流路１５０と連通せず第２冷媒が流通する第２冷媒流路１６０と、が設けられている。
【００４３】
第１冷媒流路１５０は、透過冷媒の上流側から下流側に向かって、流入部１５１ａ，連通路１５１ｂ，左側流路１５１ｃ，連通路１５１ｄ，連通路１５１ｄ，右側流路１５１ｅ，及び流出部１５１ｆを備えている（図５）。流入部１５１ａは、流路形成部材１４０内の右前方に形成された空間であり、上側カバー１４３ａ及び本体部１４２に形成された縦孔と、その縦孔と空間１７３の右前方とを連通する横孔とを有する（図５，６）。流入部１５１ａのうち上側カバー１４３ａの上面の開口が、透過冷媒の外部からの流入口となっている。連通路１５１ｂは、本体部１４２内の左後方に形成された空間であり、空間１７３の左後方と連通する横孔と、その横孔と左側流路１５１ｃとを連通する縦孔と、を有する（図４〜６）。左側流路１５１ｃは、本体部１４２の左側面に開口して形成された凹部内の略直方体の空間であり、下後方が連通路１５１ｂと連通すると共に右上前方が連通路１５１ｄと連通している（図４〜７）。左側カバー１４３ｃはこの左側流路１５１ｃに蓋をするように本体部１４２の左側面に取り付けられており、本体部１４２と左側カバー１４３ｃとで囲まれた空間が左側流路１５１ｃとなっている。連通路１５１ｄは、本体部１４２内の上前方に形成された空間であり、左側流路１５１ｃと右側流路１５１ｅとを連通する横孔である（図４〜６）。右側流路１５１ｅは、本体部１４２の右側面に開口して形成された凹部内の略直方体の空間であり、左上前方が連通路１５１ｄと連通すると共に上後方が流出部１５１ｆと連通している（図５〜７）。右側カバー１４３ｄはこの右側流路１５１ｅに蓋をするように本体部１４２の右側面に取り付けられており、本体部１４２と右側カバー１４３ｄとで囲まれた空間が右側流路１５１ｅとなっている。流出部１５１ｆは、流路形成部材１４０内の右後方に形成された空間であり、上側カバー１４３ａの上面から本体部１４２内の右側流路１５１ｅまで形成された縦孔である（図５〜７）。流出部１５１ｆのうち上側カバー１４３ａの上面の開口が、透過冷媒の外部への出口となっている。
【００４４】
流入部１５１ａには、図示しない第１冷媒供給源から透過冷媒が供給される。流入部１５１ａから第１冷媒流路１５０内に流入した透過冷媒は、空間１７３内を流通した後に流出部１５１ｆから流出する。空間１７３を流れる透過冷媒は、第１，第２透過板１７１，１７２に接触して熱を奪うことによりこれらを冷却する。第１冷媒供給源は、例えば第１冷媒流路１５０及び空間１７３内に透過冷媒を循環させる循環ポンプとしてもよい。
【００４５】
第２冷媒流路１６０は、上側カバー１４３ａを上下に貫通する流入部１６１ａ及び流出部１６１ｃと、本体部１４２の上面に開口して形成された凹部内の空間であり流入部１６１ａ及び流出部１６１ｃと連通する上側流路１６１ｂと、を備えている（図４〜６）。上側流路１６１ｂは、フィラメント１２１の形状に沿うように上面視でＵ字状に形成された空間であり、フィラメント１２１の上方に配置されている。上側カバー１４３ａはこの上側流路１６１ｂに蓋をするように本体部１４２の上面に取り付けられており、本体部１４２と上側カバー１４３ａとで囲まれた空間が上側流路１６１ｂとなっている。流入部１６１ａには、図示しない第２冷媒供給源から第２冷媒が供給される。流入部１６１ａから第２冷媒流路１６０内に流入した第２冷媒は、上側流路１６１ｂ内を流通した後に流出部１６１ｃから流出する。上側流路１６１ｂを流れる第２冷媒は、本体部１４２に接触して熱を奪うことにより、本体部１４２，反射層１４５，及び第１冷媒流路１５０内の透過冷媒などを冷却する。第２冷媒はガスであってもよいが、液体が好ましく、本実施形態では第２冷媒は水とした。
【００４６】
また、流路形成部材１４０の内部には、空間１４７にガスを充填するためのガス流路１４８，１４９が形成されている（図４，６）。ガス流路１４８は、流路形成部材１４０の前方に形成され、上側カバー１４３ａの上面から空間１４７まで到達する縦孔及び横孔である。ガス流路１４９は、流路形成部材１４０の後方に形成され、上側カバー１４３ａの上面から空間１４７まで到達する縦孔である。空間１４７には、例えば赤外線ヒータ１１０の使用前などに、ガス流路１４８を介して外部から供給されたガスが充填される。空間１４７に充填するガスは、熱伝導率の高いガスであることが好ましく、例えば水素とヘリウムとの少なくとも一方とすることが好ましい。本実施形態ではこのガスはヘリウムとした。また、赤外線ヒータ１１０の使用後や後側カバー１４３ｂを取り外す際などのメンテナンス時には、ガス流路１４９を介して空間１４７内のガスを抜くと共にガス流路１４８から例えば空気などを供給して空間１４７内のガスを置換する。
【００４７】
流路形成部材１４０は、熱伝導率が比較的高く、耐熱性や耐食性の比較的高い材料で形成することが好ましい。本実施形態では、流路形成部材１４０は、アルミニウムからなるものとした。なお、流路形成部材１４０は、アルミニウムに限らず、アルミナ又は炭化珪素などのセラミックスとしてもよい。また、流路形成部材１４０はセラミックスに限らず他の材料（例えば金属など）からなるものとしてもよい。本体部１４２は、第１冷媒流路１５０及び第２冷媒流路１６０などの空間を形成しやすく熱伝導率の比較的高い材料で形成すればよい。
【００４８】
第１透過板１７１及び第２透過板１７２は、長手方向が前後方向に沿っている平板状の部材である。第１透過板１７１は、上面が空間１４７に面し、下面が空間１７３に面している。第２透過板１７２は、第１透過板１７１よりも左右の幅が大きく、上面が空間１７３に面し、下面が赤外線ヒータ１１０から外部に赤外線を放射する際の最外面を構成している。第１，第２透過板１７１，１７２は、第１，第２透過部材の一例であり、いずれもフィラメント１２１から放射された赤外線のうち波長３μｍの赤外線を透過する赤外線透過材料で形成されている。第１，第２透過板１７１，１７２としては、上述した内管２２及び外管２３と同様の材質を用いることができる。本実施形態では、第１，第２透過板１７１，１７２の材質はいずれも石英ガラスとした。本体部１４２には、空間１４７及び空間１７３を形成しつつ第１，第２透過板１７１，１７２を固定できるように第１，第２透過板１７１，１７２に対応する段差部が形成されており（図５）、第１，第２透過板１７１，１７２はこの段差部の下面にそれぞれ接着層１７５，１７６を介して取り付けられている。これにより、第１，第２透過板１７１，１７２は本体部１４２に間接的に接触している。接着層１７５は、熱伝導率やシール性の高く、透過冷媒に対する耐食性のあるものが好ましい。接着層１７５としては、例えば銀ナノ粒子を含む銀接着剤や、高熱伝導性のシリコーン樹脂が挙げられる。第１透過板１７１と第２透過板１７２との距離は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることが好ましい。第１透過板１７１は、一枚の板としてもよいし、複数枚の板を前後や左右に並べたものとしてもよい。第１透過板１７１を複数枚の板で構成する場合、例えば接着層１７５と同様の接着剤を塗布したり、板の表面に赤外線を透過可能な封止用のシートを貼り付けたりすることにより、板同士の隙間を封止すればよい。第２透過板１７２についても同様に複数枚の板で構成してもよい。
【００４９】
次に、こうして構成された赤外線ヒータ１１０の使用時の動作について説明する。赤外線ヒータ１１０の使用時には、まず、空間１４７にガスを充填しておく。次に、電力供給源からフィラメント１２１に電力を供給し、フィラメント１２１に通電して例えば７００℃〜１７００℃になるように発熱させる。また、第１冷媒供給源から第１冷媒流路１５０に透過冷媒を流通させると共に、第２冷媒供給源から第２冷媒流路１６０に第２冷媒を流通させる。フィラメント１２１は、上述したフィラメント２１と同様に発熱して赤外線を放射する。この赤外線のうち少なくとも波長３μｍの赤外線が管１２２，第１透過板１７１及び第２透過板１７２を通過することで、赤外線ヒータ１１０の外部の対象物に波長３μｍの赤外線が放射される。そして、第１，第２透過板１７１，１７２はフィラメント１２１からの赤外線などにより加熱されるが、液体である透過冷媒が両者の間の空間１７３を流通することで第１，第２透過板１７１，１７２に接触するため、第１，第２透過板１７１，１７２は例えば空間１７３に気体を流通させる場合と比較して効率よく冷却される。しかも、透過冷媒は波長３μｍの透過率が８０％以上であるため、例えば空間１７３内に冷媒としての水を流通させる場合と比較して、対象物への波長３μｍの赤外線の到達を妨げにくい。以上により、この赤外線ヒータ１１０では、対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ、赤外線ヒータ１１０の冷却効率を高めることができる。
【００５０】
また、第２冷媒流路１６０に第２冷媒を流通させることによって、この第２冷媒により流路形成部材１４０が冷却され、ひいては第１冷媒流路１５０内の透過冷媒及び反射層１４５が冷却される。第１，第２透過板１７１，１７２も接着層１７５，１７６を介して間接的に流路形成部材１４０に接触しているため、第１，第２透過板１７１，１７２は流路形成部材１４０を介して第２冷媒によっても冷却される。空間１４７にガスを充填しているため、管１２２及び第１透過板１７１は、このガスを介して第２冷媒によっても冷却される。また、管１２２は、空間１４７内のガス及び第１透過板１７１を介して透過冷媒によっても冷却される。
【００５１】
赤外線ヒータ１１０において、第２透過板１７２の下面の温度は、例えば空間１７３を流れる透過冷媒の流量及び第２冷媒流路１６０を流れる第２冷媒の流量によって調整することができる。赤外線ヒータ１０と同様に、透過冷媒及び第２冷媒の流量を予め定めておくことや、温度センサが検出した第２透過板１７２の下面の温度に基づいてこれらの流量をフィードバック制御したりしてもよい。
【００５２】
以上詳述した第２実施形態の赤外線ヒータ１１０によれば、第１実施形態と同様の構成により、同様の効果が得られる。例えば、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体である透過冷媒を第１透過板１７１及び第２透過板１７２の間の空間１７３に流通させて第１，第２透過板１７１，１７２を冷却するため、対象物への赤外線の放射効率の低下を抑制しつつ、赤外線ヒータ１１０の冷却効率を高めることができる。また、第２透過板１７２は、外部に赤外線を放射する最外面を構成しているため、透過冷媒によって赤外線ヒータ１１０の最外面の温度を効率よく低下させることができる。これにより、例えば対象物など赤外線ヒータ１１０の周囲の物体の過熱を抑制しやすい。
【００５３】
さらに、赤外線ヒータ１１０は、流路形成部材１４０と、第１，第２透過板１７１，１７２とを備えている。流路形成部材１４０は、フィラメント２１の外周のうち一部（ここでは上側，前側，後側，左側及び右側、すなわち下側以外）を覆っている。また、流路形成部材１４０は、空間１７３に連通し透過冷媒が流通する第１冷媒流路１５０と、第１冷媒流路１５０と連通しない第２冷媒流路１６０とが内部に設けられている。第１，第２透過板１７１，１７２は、フィラメント２１の外周のうち流路形成部材１４０が覆っていない部分（ここでは下側）を覆っている。そのため、第２冷媒流路１６０に第２冷媒を流すことで、流路形成部材１４０内の第１冷媒流路１５０を流通する透過冷媒を冷却でき、透過冷媒による第１，第２透過板１７１，１７２の冷却効率がより向上する。また、第１，第２透過板１７１，１７２はフィラメント２１の外周のうち流路形成部材１４０が覆っていない部分を覆っているため、その部分を通過して対象物に向かう赤外線を第２冷媒流路１６０内の第２冷媒が吸収してしまうことはない。そのため、第２冷媒流路１６０を流れる第２冷媒は、透過冷媒のように波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上である必要はなく、種々の冷媒を適用できる。
【００５４】
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。
【００５５】
例えば、上述した第１，第２実施形態において、反射層２５及び反射層１４５をそれぞれ省略してもよい。
【００５６】
第１実施形態では、フィラメント２１は内管２２及び外管２３の２重管に囲まれていたが、これに限らずフィラメント２１を囲む管は３以上であってもよい。この場合、３以上の管のうち少なくとも２つの管の間の空間に透過冷媒を流通させればよい。
【００５７】
第２実施形態では、フィラメント１２１の外周のうち流路形成部材１４０が覆っていない部分を塞ぐ板状部材が第１，第２透過板１７１，１７２の２枚であったが、これに限られない。例えば、３枚以上の透過板があってもよい。この場合、３以上の透過板のうち少なくとも２枚の透過板の間に透過冷媒を流通させればよい。３以上の透過板のうち少なくとも対象物に面した透過板（最外面を構成する透過板）とその隣の透過板との間に透過冷媒を流通させることが好ましい。また、管１２２と第１透過板１７１との間の空間（第２実施形態では空間１４７）に透過冷媒を流通させてもよい。この場合、管１２２が第１透過部材に相当し、第１透過板１７１が第２透過部材に相当する。この場合、第２透過板１７２を省略してもよい。あるいは、第１透過板１７１を省略して管１２２と第２透過板１７２との間の空間に透過冷媒を流通させてもよい。また、空間１４７内に赤外線ヒータ１０と同様のフィラメント２１，内管２２及び外管２３を有する２重管のヒータが配置されていてもよい。この場合、内管２２と外管２３との間の空間２４に透過冷媒を流通させてもよい。この場合、内管２２が第１透過部材に相当し、外管２３が第２透過部材に相当する。この場合、第１，第２透過板１７１，１７２の一方を省略してもよい。
【００５８】
第２実施形態では、ヒータ本体１２０はＵ字状の形状としたが、これに限られない。例えばヒータ本体２０と同様の直線状の形状としてもよい。また、第２実施形態では、フィラメント１２１を管１２２が囲んでいたが、管１２２を省略したり管１２２を含む２以上の管がフィラメント１２１を囲んでもよい。
【００５９】
第２実施形態では、第１透過板１７１及び第２透過板１７２は互いに独立した部材としたが、例えば第１透過板１７１と第２透過板１７２とが端部で接続されているなど、両者は一体化した部材であってもよい。
【００６０】
第２実施形態における第１冷媒流路１５０及び第２冷媒流路１６０の形状は、図４〜７に示した態様に限らずどのような形状であってもよい。例えば第２冷媒による流路形成部材１４０を介した透過冷媒の冷却が十分行えるような形状として、第１冷媒流路１５０及び第２冷媒流路１６０の形状を定めればよい。
【００６１】
第２実施形態では、赤外線ヒーター１１０の使用前に空間１４７にガスを充填しておくものとしたが、充填するだけでなく使用中に空間１４７内のガスを流通させてもよい。また、流路形成部材１４０がガス流路１４８，１４９を備えず、空間１４７内のガスを赤外線ヒータ１１０の製造時やヒータ本体１２０の本体部１４２内への挿入時に充填してもよい。あるいは、空間１４７は真空としてもよい。
【００６２】
第２実施形態では、第１，第２透過板１７１，１７２は平板状の部材としたが、これに限らず湾曲した部材など他の形状であってもよい。
【実施例】
【００６３】
以下には、赤外線ヒータを具体的に作製した例を実施例として説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６４】
［赤外線ヒータの作製］
図４〜７に示した赤外線ヒータ１１０を作製した。赤外線ヒータ１１０のうち、ヒータ本体１２０のフィラメント１２１の材質はタングステンとし、管１２２の材質はモメンティブ社製のＧＥ２１４の石英ガラスとした。フィラメント１２１の発熱長はＵ字状の直線部が１４０ｍｍ、全長が２９０ｍｍとした。ヒータ本体１２０の最高出力は２９７Ｗ（１９８Ｖ，１．５Ａ）である。管１２２の内部にはアルゴンガスとハロゲンガスを封入した。ケーシング１３０の流路形成部材１４０の材質はアルミニウムとした。反射層１４５の材質は金とした。第１透過板１７１及び第２透過板１７２は、いずれも厚さ１ｍｍのハイセラム（日本碍子株式会社の登録商標，透光性アルミナセラミックス）を用いた。第１透過板１７１の大きさは縦１５５ｍｍ，横２１．５ｍｍ、第２透過板１７２の大きさは縦１６０ｍｍ，横２８．５ｍｍとした。第１透過板１７１と第２透過板１７２との距離は１ｍｍとした。
【００６５】
［比較例１］
作製した赤外線ヒータ１１０の第１冷媒流路１５０に、液体の透過冷媒（第１冷媒）ではなく空気を流通させた場合を比較例１とした。この比較例１の放射スペクトル測定を以下のように行った。まず、測定機として、日本分光株式会社製のＦＴ／ＩＲ−６１００型フーリエ変換赤外分光光度計（以下、分光計）を用意し、この分光計に外部光取り込み部をオプションとして付属させた。日本分光株式会社製の黒体炉ＭＯＤＥＬ  ＬＳ１２１５−１００を１０００℃で均熱させた状態で、黒体炉の内部放射を分光計に取り込み、分光計を校正した。次に、赤外線ヒータ１１０のフィラメント１２１を上述した最高出力にて発熱させた。このときのフィラメント１２１の温度は約１７００℃である。空間１４７には、ガス流路１４８を介してアルゴンベースにハロゲンガスを微量添加したガスを充填した。第１冷媒流路１５０に常温及び大気圧の空気を供給して、第１，第２透過板１７１，１７２間の空間１７３に５Ｌ／分の流量の空気を流通させた。第２冷媒流路には、２５℃の水を０．５Ｌ／分の流量で流通させた。この状態の赤外線ヒータ１１０を、第２透過板１７２の下面が外部光取り込み部の入光窓の３００ｍｍ上方に位置するように設置した。そして、フィラメント１２１から放射され第１，第２透過板１７１，１７２を通過したあとの赤外線の放射スペクトルを分光計で測定した。また、このときの第２透過板１７２の温度を熱電対を用いて測定したところ、１１０℃であった。
【００６６】
［実施例１］
第１冷媒流路１５０に、液体の透過冷媒（第１冷媒）を流通させた場合を実施例１とした。液体の透過冷媒（第１冷媒）は、日本ゼオン株式会社製のフッ素系洗浄剤ゼオローラＨＴＡ（主成分は１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタン，融点１０℃未満，沸点８２℃，分子量１９６，添加剤は５ｗｔ％以下，ゼオローラは登録商標）とした。この透過冷媒の赤外線透過スペクトルの測定結果が、上述した図３のグラフである。第１，第２透過板１７１，１７２間の空間１７３に流通させる透過冷媒の流量を３５０ｇ／分とし、それ以外の条件は比較例１と同じとして、比較例１と同じ方法で実施例１の赤外線ヒータ１１０の放射スペクトル及び第２透過板１７２の温度を測定した。第２透過板１７２の温度は８６℃であった。
【００６７】
［実施例１と比較例１との比較］
比較例１及び実施例１の放射スペクトルを図８に示す。図８に示すように、実施例１における波長３μｍ付近の放射強度は、比較例１と比べてそれほど低下していなかった（比較例１の放射強度の約８３％）。そのため、波長３μｍの赤外線の透過率が８０％以上の液体を透過冷媒として用いることで、透過冷媒が対象物への波長３μｍの赤外線の到達を妨げにくくなっていることが確認された。第２透過板１７２の温度については、上述したように比較例１では１１０℃であったのに対し実施例１では８６℃であり、実施例１の方が温度が低かった。そのため、気体（ここでは空気）により冷却を行う比較例１と比べて、実施例１の方が効率よく第２透過板１７２を冷却できることが確認された。
【００６８】
図８から分かるように、波長３μｍ付近だけでなく波長２μｍ付近においても、実施例１の放射強度は比較例１と比べてそれほど低下していなかった。そのため、実施例１の赤外線ヒータ１１０は、波長３μｍ付近や波長２μｍ付近の赤外線を、放射強度をあまり減ずることなく対象物に照射できる。波長１．７μｍ付近及び波長２．２〜２．７μｍの波長領域においては、波長２μｍ付近や波長３μｍ付近の波長領域と比較すると、実施例１の放射強度が比較例１より大きく低下する傾向が見られた。ただし、波長１．７μｍ付近及び波長２．２〜２．７μｍの波長領域においても、放射強度の減少を考慮した上で実施例１の赤外線ヒータ１１０を対象物への赤外線の照射に使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、対象物の乾燥や脱水などの赤外線処理を行う必要のある産業、例えば半導体の製造産業、電池産業、セラミック産業、フィルム産業、産業用の印字物を製造する印刷産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  赤外線ヒータ、２０  ヒータ本体、２１  フィラメント、２２  内管、２３  外管、２４  空間、２５  反射層、２６  電気配線、３０  キャップ、３２  配線引出部、３４  ホルダ、３６  冷媒出入口、１１０  赤外線ヒータ、１２０  ヒータ本体、１２１  フィラメント、１２２  管、１２６  電気配線、１３０  ケーシング、１４０  流路形成部材、１４２  本体部、１４３ａ  上側カバー、１４３ｂ  後側カバー、１４３ｃ  左側カバー、１４３ｄ  右側カバー、１４５  反射層、１４７  空間、１４８，１４９  ガス流路、１５０  第１冷媒流路、１５１ａ  流入部、１５１ｂ  連通路、１５１ｃ  左側流路、１５１ｄ  連通路、１５１ｅ  右側流路、１５１ｆ  流出部、１６０  第２冷媒流路、１６１ａ  流入部、１６１ｂ  上側流路、１６１ｃ  流出部、１７１，１７２  第１，第２透過板、１７３  空間、１７５，１７６  接着層。
【図１】
2018206767.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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