(57)【要約】【課題】発熱体の形状による影響をより低減しつつマイクロキャビティからの赤外線を放射する赤外線ヒーターを提供する。【解決手段】赤外線ヒーター１０は、発熱体１２と、少なくとも表面が導電体からなるマイクロキャビティ４０が形成され、発熱体１２からのエネルギーを吸収するとマイクロキャビティ４０により非プランク分布のピーク波長を有する赤外線を放射する特性を有するマイクロキャビティ形成体３０と、を備えている。マイクロキャビティ形成体３０は、発熱体１２からのエネルギーを吸収するとマイクロキャビティ４０によりピーク波長が５〜７μｍの赤外線を放射する特性を有する。赤外線ヒーター１０は、マイクロキャビティ形成体３０の発熱体１２側に設けられ、熱伝導率の高い伝導部材２０を備えている。【選択図】図１
2015198063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と、
少なくとも表面が導電体からなるマイクロキャビティが形成され、前記発熱体からのエネルギーを吸収すると該マイクロキャビティにより非プランク分布のピーク波長を有する赤外線を放射する特性を有するマイクロキャビティ形成体と、
を備えた赤外線ヒーター。
【請求項２】
前記マイクロキャビティ形成体は、前記発熱体からのエネルギーを吸収すると前記マイクロキャビティによりピーク波長が２〜７μｍの赤外線を放射する特性を有する、
請求項１に記載の赤外線ヒーター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の赤外線ヒーターであって、
前記発熱体からみて前記マイクロキャビティ形成体よりも外側に形成された冷媒流路、
を備えた赤外線ヒーター。
【請求項４】
請求項３に記載の赤外線ヒーターであって、
前記発熱体からみて前記マイクロキャビティ形成体よりも外側に形成され、互いに離間して設けられた第１透過層及び第２透過層、
を備え、
前記第１透過層及び前記第２透過層は、両方とも、少なくとも前記ピーク波長の赤外線を透過可能であり、
前記冷媒流路は、前記第１透過層と前記第２透過層との間に形成されている、
赤外線ヒーター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の赤外線ヒーターであって、
前記発熱体からみて前記マイクロキャビティ形成体よりも外側に設けられ、前記ピーク波長以外の波長の赤外線の少なくとも一部を吸収可能である部分吸収層、
を備えた赤外線ヒーター。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の赤外線ヒーターであって、
前記マイクロキャビティ形成体の前記発熱体側に設けられ、熱伝導率の高い伝導部材、
を備えた赤外線ヒーター。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の赤外線ヒーターであって、
前記発熱体と、該発熱体を覆う保護部材と、を有するヒーター本体、
を備え、
前記マイクロキャビティ形成体は、前記発熱体からみて前記ヒーター本体の外側に設けられている、
赤外線ヒーター。
【請求項８】
前記マイクロキャビティは、横幅及び縦幅が３〜４μｍであり、深さが２．５〜４μｍである、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の赤外線ヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線ヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、５〜６μｍの波長の赤外線を放出する赤外線ヒーターが知られている。例えば、特許文献１では、タングステン等の金属板からなり表面にマイクロキャビティを形成した発熱体を備えた赤外線ヒーターが記載されている。この赤外線ヒーターでは、発熱体に電力を供給すると、マイクロキャビティにより波長５〜６μｍの赤外線が増幅されることが記載されている。これにより、５〜６μｍの波長の赤外線を放出する赤外線ヒーターにおけるエネルギー効率を向上させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０６６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発熱体に電力を供給して赤外線を放射させる場合、発熱体の形状に制約が生じる場合があった。例えば、平面状に形成した発熱体に均一に電流を流すことは困難であった。また、平面状に形成した発熱体では抵抗値が確保できず、小電圧大電流になり、配線や制御装置が不経済になる場合があった。そのため、例えば面状の発熱体から赤外線を放射したい場合でも、線状の発熱体をジグザグに湾曲させた形状とする必要があるなど、発熱体の形状に制約が生じる場合があった。そしてその結果、放射される赤外線の面内分布にムラが生じるなどの影響が出る場合があった。特許文献１に記載の発熱体では、マイクロキャビティを形成した発熱体によりピーク波長が５〜６μｍの赤外線を放射することができるが、上記のような発熱体の形状による赤外線の面内分布への影響については、他の従来の赤外線ヒーターと同様であった。
【０００５】
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、発熱体の形状による影響をより低減しつつマイクロキャビティからの赤外線を放射する赤外線ヒーターを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明の赤外線ヒーターは、
発熱体と、
少なくとも表面が導電体からなるマイクロキャビティが形成され、前記発熱体からのエネルギーを吸収すると該マイクロキャビティにより非プランク分布のピーク波長を有する赤外線を放射する特性を有するマイクロキャビティ形成体と、
を備えたものである。
【０００８】
この本発明の赤外線ヒーターでは、発熱体からのエネルギーを吸収すると、マイクロキャビティ形成体がマイクロキャビティから非プランク分布のピーク波長を有する赤外線を放射する。また、該形成体は二次放射体となって赤外線を放射するため、本赤外線ヒーターから放射される赤外線の面内分布は、マイクロキャビティ形成体の形状によって調整することができる。例えば、面状ヒーターとしたい場合であっても、発熱体自体は必ずしも面状である必要がなく、マイクロキャビティ形成体を面状に形成すればよい。このように、発熱体の形状が、赤外線ヒーターから放射される赤外線の面内分布に影響しにくい。以上により、発熱体の形状による影響をより低減しつつマイクロキャビティからの赤外線を放射することができる。ここで、「少なくとも表面が導電体からなるマイクロキャビティ」とは、少なくとも側面及び底面が導電体からなるマイクロキャビティを意味する。
【０００９】
本発明の赤外線ヒーターにおいて、前記マイクロキャビティ形成体は、前記発熱体からのエネルギーを吸収すると前記マイクロキャビティによりピーク波長が２〜７μｍの赤外線を放射する特性を有していてもよい。
【００１０】
本発明の赤外線ヒーターは、前記発熱体からみて前記マイクロキャビティ形成体よりも外側に形成された冷媒流路を備えていてもよい。こうすれば、冷媒流路を流れる冷媒により赤外線ヒーターの表面の温度を下げることができる。表面温度を下げることで、例えば赤外線ヒーターから赤外線を放射する対象物への悪影響を抑制できる。この場合において、前記発熱体からみて前記マイクロキャビティ形成体よりも外側に形成され、互いに離間して設けられた第１透過層及び第２透過層、を備え、前記第１透過層及び前記第２透過層は、両方とも、少なくとも前記ピーク波長の赤外線を透過可能であり、前記冷媒流路は、前記第１透過層と前記第２透過層との間に形成されていてもよい。
【００１１】
本発明の赤外線ヒーターは、前記発熱体からみて前記マイクロキャビティ形成体よりも外側に設けられ、前記ピーク波長以外の波長の赤外線の少なくとも一部を吸収可能である部分吸収層を備えていてもよい。こうすれば、赤外線ヒーターから外部に放射される赤外線における、マイクロキャビティ形成体から放射されるピーク波長の赤外線の割合をより高めることができる。なお、前記第１透過層と前記第２透過層を備える態様において、前記第１透過層と前記第２透過層との少なくとも一方が前記部分吸収層であってもよい。
【００１２】
本発明の赤外線ヒーターは、前記マイクロキャビティ形成体の前記発熱体側に設けられ、熱伝導率の高い伝導部材を備えていてもよい。こうすれば、マイクロキャビティ形成体の均熱性が向上するため、マイクロキャビティから放射される赤外線の面内分布に偏りが生じにくい。なお「前記マイクロキャビティ形成体の前記発熱体側に設けられ」とは、伝導部材がマイクロキャビティ形成体と直接に接触している場合と、接着層など他の部材を介して間接的に接触している場合とを含む。また、前記伝導部材は、前記マイクロキャビティ形成体よりも熱伝導率が高いものとしてもよい。前記伝導部材は、ＳｉＣからなるものとしてもよい。
【００１３】
本発明の赤外線ヒーターにおいて、前記発熱体と、該発熱体を覆う保護部材と、を有するヒーター本体、を備え、前記マイクロキャビティ形成体は、前記発熱体からみて前記ヒーター本体の外側に設けられていてもよい。この場合において、前記保護部材は管状部材としてもよい。前記保護部材は、前記発熱体に接していてもよいし、離れていてもよい。
【００１４】
本発明の赤外線ヒーターにおいて、前記マイクロキャビティは、横幅及び縦幅が３〜４μｍであり、深さが２．５〜４μｍとしてもよい。この範囲であれば、マイクロキャビティによりピーク波長が５〜７μｍの赤外線を確実に放射することができる。なお、この範囲に限らず、横幅及び縦幅や深さを調整することで、マイクロキャビティによりピーク波長が２〜７μｍの赤外線を放射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】赤外線ヒーター１０の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】変形例の赤外線ヒーター１１０の断面図。
【図４】変形例の赤外線ヒーター２１０の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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は赤外線ヒーター１０の断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。なお、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に示した通りとする。赤外線ヒーター１０は、ヒーター本体１１と、伝導部材２０と、マイクロキャビティ形成体３０と、ケーシング７０とを備えている。この赤外線ヒーター１０は、下方に配置された図示しない対象物に向けて所定のピーク波長（本実施形態では、ピーク波長５〜７μｍ）を有する赤外線を放射するものである。
【００１７】
ヒーター本体１１は、いわゆる面状ヒーターとして構成されており、線状の部材をジグザグに湾曲させた発熱体１２と、発熱体１２に接触して発熱体１２の周囲を覆う絶縁体である保護部材１３とを備えている。発熱体１２は、電力を供給されることなどにより加熱されると熱および輻射エネルギーを放出する。発熱体１２の材料としては、例えばＷ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金及びＮｉ−Ｃｒ合金などが挙げられる。保護部材１３の材料としては、例えばポリイミドなどの絶縁性の樹脂やセラミックス等が挙げられる。ヒーター本体１１は、発熱体１２により前後左右方向に沿った平面（上面及び下面）から赤外線等のエネルギーを伝達可能である。ヒーター本体１１は、ケーシング７０の内部に配置されている。図２に示すように、発熱体１２の前後の両端には、ケーシング７０の前後の側部を貫通するホルダー１６が取り付けられている。このホルダー１６を介して、ケーシング７０によりヒーター本体１１が支持されている。また、発熱体１２の前後の両端に接続された電気配線１８は、ホルダー１６内を貫通して気密に外部に引き出されている。
【００１８】
伝導部材２０は、熱伝導率の高い材料で構成された平板状の部材であり、ヒーター本体１１の下面及びマイクロキャビティ形成体３０の上面に接着されている。伝導部材２０とヒーター本体１１やマイクロキャビティ形成体３０との接着方法は、接着剤によるものでもよいし、または外部材による挟み込み等の機械的圧力によるものでもよい。伝導部材２０は、マイクロキャビティ形成体３０（特に、本体層３２と凸部形成層３４との少なくとも一方）よりも熱伝導率の高い材料から形成されていることが好ましい。本実施形態では、伝導部材２０は、ＳｉＣからなるセラミックスで形成されているものとした。伝導部材２０は、本実施形態では、マイクロキャビティ形成体３０の上面全面を覆うように形成されているものとした。
【００１９】
マイクロキャビティ形成体３０は、発熱体１２とは反対側の面である下面に複数のマイクロキャビティ４０が形成された平板状の部材である。マイクロキャビティ形成体３０は、平板状の本体層３２と、本体層３２の下面に形成されて下向きの凸部を形成する凸部形成層３４と、凸部形成層３４の表面及びマイクロキャビティ形成体３０の表面を覆う導電層３６と、を備えている。マイクロキャビティ形成体３０は、ケーシング７０の下方の開口を塞ぐように配置されており、ヒーター本体１１の真下及びその周辺（前後左右方向）の領域を覆うように位置している。本体層３２は、本実施形態では、ガラス基板からなるものとした。凸部形成層３４は、下から見たときに（図１下段の拡大図も参照）、本体層３２の下面の一部を残すように（覆わないように）格子状に形成されている。凸部形成層３４は、例えば樹脂や無機材料などにより形成されている。導電層３６は、マイクロキャビティ形成体３０の下面全体を覆っている。より具体的には、導電層３６は、凸部形成層３４の下面及び側面（前後左右の面）と、本体層３２の下面（凸部形成層３４が形成されていない部分）と、を覆っている。導電層３６は導電体からなるものであり、材料としては、例えば金，ニッケルなどの金属や導電性樹脂などが挙げられる。また、導電層３６は、赤外線域の放射率の低い材料で形成することが好ましい。
【００２０】
マイクロキャビティ４０は、この導電層３６の側面４２（導電層３６のうち凸部形成層３４の側面を覆う部分）と、底面４４（導電層３６のうち本体層３２の下面を覆う部分）とで囲まれた略直方体の空間である。マイクロキャビティ４０は、下方に開口した空間として形成されている。マイクロキャビティ４０は、図１下段の拡大図に示すように、前後左右に並べて配置されている。各マイクロキャビティ４０の側面４２の幅は、狭いほうが、マイクロキャビティ形成体４０からの輻射に非プランク分布性が増す。このマイクロキャビティ４０により、マイクロキャビティ形成体３０は発熱体１２からのエネルギー（例えば赤外線のエネルギー）を吸収すると、特定の波長域の赤外線の放射率を増加して、下方に放射する。この特定の波長域が、上述した所定のピーク波長（本実施形態では５〜７μｍ）及びその周辺を含む波長域となるように、マイクロキャビティ４０の大きさが設計されている。具体的には、マイクロキャビティ４０を下方から平面視したときの形状が正方形の場合、その１辺（横幅及び縦幅）を３〜４μｍ、深さを２．５〜４μｍとしてもよい。例えば、マイクロキャビティ４０の１辺を３μｍ、深さを２．５μｍとすると、マイクロキャビティ４０により波長５．１μｍの放射率が増加される。マイクロキャビティ４０の１辺を３μｍ、深さを４μｍとすると、マイクロキャビティ４０により波長５．６μｍの放射率が増加される。マイクロキャビティ４０の１辺を３．５μｍ、深さを３μｍとすると、マイクロキャビティ４０により波長６．０μｍの放射率が増加される。このように、マイクロキャビティ形成体３０は、マイクロキャビティ４０が形成されていることで、マイクロキャビティ形成体３０の温度に関わらず、所定の波長の放射率を増加してその波長にピークを有する赤外線を放射する特性を有している。すなわち、マイクロキャビティ形成体３０は、マイクロキャビティ４０により非プランク分布のピーク波長を有する赤外線を放射する特性を有している。
【００２１】
なお、このようなマイクロキャビティ形成体３０は、例えば以下のように形成することができる。まず、本体層３２の下面となる部分に周知のナノインプリントにより凸部形成層３４を形成する。形成するための材料は、最終形態としてセラミックス、ガラス、耐熱樹脂などになる材料が使用できる。そして、凸部形成層３４の表面（下面及び側面）及び本体層３２の下面を覆うように、例えば金をスパッタリング、ニッケルをメッキ等の表面処理により必要な面に導電性を付与し導電層３６を形成する。なお、マイクロキャビティ４０を形成するための材料（本体層３２及び凸部形成層３４）自体が導電性を有する場合は、前記表面処理（導電層３６の形成）は省略することができる。導電層３６の形成を省略する場合、本体層３２及び凸部形成層３４は赤外線域の放射率の低い材料で形成することが好ましい。
【００２２】
ケーシング７０は、図１，２に示すように、内部に空間を有し且つ底面が開放された略直方体の形状をしている。このケーシング７０内部の空間に、ヒーター本体１１，伝導部材２０，マイクロキャビティ形成体３０が配置されている。ケーシング７０の下部には支持部材７１が設けられており、この支持部材７１がマイクロキャビティ形成体３０の下面（導電層３６の下面）の前後両端を支持している。ケーシング７０は、発熱体１２から放出される赤外線を反射するように金属（例えばＳＵＳやアルミニウム）で形成されている。
【００２３】
こうした赤外線ヒーター１０の使用例を以下に説明する。まず、図示しない電源を発熱体１２の両端の電気配線１８に接続し、発熱体１２の温度が予め設定された温度（特に限定するものではないが、ここでは７００℃とする）になるように発熱体１２に電力を供給する。この電力については、マイクロキャビティ形成体３０の温度が予め設定された温度になるように供給されてもよい。７００℃に達した発熱体１２からは、伝導・対流・輻射の伝熱３形態によって周囲にエネルギーが伝達される。本実施形態においては、発熱体１２の周囲が保護部材１３でモールドされているため、該輻射は保護部材１３の表面からの放射に変換される（この場合の輻射は概ね灰色体としての特性を持ち、そのピーク波長はプランク分布のそれに一致すると考えられる）。また、保護部材１３とマイクロキャビティ形成体３０とは伝導部材２０を介して密着しているため、発熱体１２からマイクロキャビティ形成体３０へは、エネルギーは主として伝導の形で伝達される。この結果、マイクロキャビティ形成体３０が加熱されることにより、所定温度に上昇し、二次放射体となって、赤外線を放射するようになる。このとき、マイクロキャビティ形成体３０には複数のマイクロキャビティ４０が形成されているため、マイクロキャビティ形成体３０から下方へ放射される赤外線は所定の波長（本実施形態ではピーク波長５〜７μｍ）の放射率が増加されたものとなる。その結果、マイクロキャビティ形成体３０から下方へは、非プランク分布のピーク波長（マイクロキャビティ形成体３０の温度に関わらず定まるピーク波長であり、本実施形態ではピーク波長５〜７μｍ）を有する赤外線が放射される。これにより、赤外線ヒーター１０の下方に配置された対象物に対して、波長が５〜７μｍの赤外線を選択的に放射することができる。例えばポリイミド樹脂はピーク波長が５〜６μｍの赤外線によって良好にアニールされる。そのため、ポリイミド樹脂を対象物として、この対象物に赤外線ヒーター１０から赤外線を放射することで、効率よくアニールを行うことができる。またケトン系の溶剤等はこの波長域に吸収帯を持っているため、こうした溶剤の乾燥にも有効である。なお、本実施形態では、マイクロキャビティ形成体３０は上述したようにケーシング７０の下方の開口を塞ぐように配置されており、ヒーター本体１１の真下の領域を覆っている。そのため、発熱体１２（本実施形態では保護部材１３）から赤外線ヒーター１０の外部に直接には赤外線が放射されにくい。したがって、保護部材１３からのプランク分布のピーク波長を有する赤外線が直接対象物に到達しにくいため、赤外線ヒーター１０から対象物への赤外線のうち波長が５〜７μｍの赤外線の割合が高くなりやすい。また、導電層３６を赤外線の放射率の低い材料で形成することで、導電層３６自身の非キャビティ部分（たとえば図１において側面４２の下方に面した部分、すなわち凸部形成層３４の下面を覆う部分）から放射されるプランク分布のピーク波長を有する赤外線の放射強度が低くなる。そのため、赤外線ヒーター１０から対象物への赤外線のうち、マイクロキャビティ４０で放射率が増幅された波長領域の赤外線の割合がより高くなる。
【００２４】
以上説明した本実施形態の赤外線ヒーター１０によれば、発熱体１２からのエネルギーを吸収すると、マイクロキャビティ形成体３０が二次放射体となって赤外線を放射するため、赤外線ヒーター１０から放射される赤外線の面内分布は、発熱体１２の形状に依存せず、マイクロキャビティ形成体３０の形状によって調整することができる。例えば、赤外線ヒーター１０を面状ヒーターとしたい場合には、発熱体１２は必ずしも面状である必要がなく、マイクロキャビティ形成体３０を本実施形態のように面状（平板状）に形成すればよい。また、発熱体１２は線状の部材をジグザグに湾曲させたものであるが、このような形状では発熱体１２が平板状である場合と比べて照射範囲の赤外線の面内分布にムラが生じるなどの影響が出る場合がある。しかし、本実施形態では、赤外線ヒーター１０の下方の対象物には主にマイクロキャビティ形成体３０からの赤外線が放射されるため、発熱体１２の形状が、赤外線ヒーター１０から放射される赤外線の面内分布に影響しにくい。以上により、発熱体１２の形状による影響をより低減しつつマイクロキャビティ４０からの赤外線を放射することができる。
【００２５】
また、マイクロキャビティ形成体３０は、発熱体１２からのエネルギーを吸収するとマイクロキャビティ４０によりピーク波長が５〜７μｍの赤外線を放射する特性を有している。
【００２６】
さらに、赤外線ヒーター１０は、マイクロキャビティ形成体３０の発熱体１２側に設けられ、熱伝導率の高い伝導部材３０を備えている。そのため、マイクロキャビティ形成体３０の均熱性が向上するため、マイクロキャビティ４０から放射される赤外線の面内分布に偏りが生じにくい。
【００２７】
さらにまた、赤外線ヒーター１０は、発熱体１２と、発熱体１２を覆う保護部材１３と、を有するヒーター本体１１、を備え、マイクロキャビティ形成体３０は、発熱体１２からみてヒーター本体１１の外側に設けられている。また、保護部材１３は、発熱体１２に接している。
【００２８】
そしてまた、マイクロキャビティ４０は、横幅及び縦幅が３〜４μｍであり、深さが２．５〜４μｍである。この範囲であれば、マイクロキャビティによりピーク波長が５〜７μｍの赤外線を確実に放射することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
例えば、上述した実施形態では、マイクロキャビティ形成体３０の下面が赤外線ヒーター１０の外表面を構成しているが、これに限られない。例えば、赤外線ヒーター１０が、発熱体１２からみてマイクロキャビティ形成体３０よりも外側に形成され、互いに離間して設けられた第１透過層及び第２透過層を備えていてもよい。図３は、変形例の赤外線ヒーター１１０の断面図である。なお、図３は、図２と同じ断面を示している。この赤外線ヒーター１１０は、マイクロキャビティ形成体３０の下方にマイクロキャビティ形成体３０から離間して配置された第１透過層５０と、第１透過層５０の下方に離間して配置された第２透過層５２と、を備えている。第１透過層５０及び第２透過層５２は、少なくとも、マイクロキャビティ形成体３０が放射する非プランク分布のピーク波長（赤外線ヒーター１１０ではピーク波長５〜７μｍ）の赤外線を透過可能な材料で形成されている。このような第１透過層５０及び第２透過層５２の材料としては、例えばシリコンやゲルマニウム等が挙げられる。第１透過層５０の前後の両端は、ケーシング７０に設けられた支持部材７２により支持されている。同様に、第２透過層５２の前後の両端は、ケーシング７０に設けられた支持部材７３により支持されている。また、第１透過層５０と、第２透過層５２と、ケーシング７０とで囲まれた空間として冷媒流路７５が形成されている。ケーシング７０の前後には、ケーシング７０を貫通する流体出入口７４が形成されている。この流体出入口７４の一方から冷媒流路７５へ冷媒が流入し、冷媒流路７５から流体出入口７４の他方へ冷媒が流出するようになっている。この赤外線ヒーター１１０では、冷媒流路７５を流れる冷媒により赤外線ヒーターの表面（下表面）である第２透過層５２の温度を下げることができる（例えば３００℃以下、２００℃以下など）。表面温度を下げることで、例えば赤外線ヒーター１１０から赤外線を放射する対象物への悪影響を抑制できる。また、第１透過層５０と第２透過層５２とが冷却されることで、これらが二次放射体となって不要な波長（マイクロキャビティ形成体３０が放射する非プランク分布のピーク波長以外の波長）の赤外線が放射されることをより抑制できる。冷媒としては、例えば空気や不活性ガスなどの気体が挙げられる。
【００３１】
なお、冷媒流路は、図３に示したように第１透過層５０及び第２透過層５２との間に形成されるものに限らず、発熱体１２からみてマイクロキャビティ形成体３０よりも外側に形成されていればよい。例えば、第２透過層５２を備えないものとし、第１透過層５０とマイクロキャビティ形成体３０との間の空間を冷媒流路としてもよい。
【００３２】
また、図３に示した赤外線ヒーター１１０の第１透過層５０及び第２透過層５２の少なくとも一方が、マイクロキャビティ形成体３０が放射する非プランク分布のピーク波長以外の波長の赤外線の少なくとも一部を吸収可能な部分吸収層であってもよい。こうすれば、赤外線ヒーター１１０から外部に放射される赤外線における、マイクロキャビティ形成体３０から放射される非プランク分布のピーク波長の赤外線の割合をより高めることができる。なお、第１透過層５０及び第２透過層５２の一方が、マイクロキャビティ形成体３０から放射される非プランク分布のピーク波長未満の赤外線を吸収可能であり、他方が、マイクロキャビティ形成体３０から放射される非プランク分布のピーク波長超過の赤外線を吸収可能であってもよい。例えば、第１透過層５０及び第２透過層５２の一方が、波長５μｍ未満の赤外線を吸収する材料で形成され、他方が波長７μｍ超過の赤外線を吸収する材料で形成されていてもよい。また、赤外線ヒーター１０が部分吸収層を備えていてもよいし、赤外線ヒーター１１０において第１透過層５０及び第２透過層５２とは別に部分吸収層を備えていてもよい。
【００３３】
上述した実施形態では、伝導部材２０が接着層を介してヒーター本体１１の下面及びマイクロキャビティ形成体３０の上面に接着されているものとしたが、これに限られない。伝導部材２０は、マイクロキャビティ形成体３０の発熱体１２側に設けられていればよい。例えば、伝導部材２０とマイクロキャビティ形成体３０とが接着層などの他の部材を介さずに直接に接触していてもよい。また、発熱体１２と伝導部材２０とが離間していてもよい。また、赤外線ヒーター１０において、伝導部材２０を備えないものとしてもよい。
【００３４】
上述した実施形態では、保護部材１３は発熱体１２に接触して発熱体１２の周囲を覆っているものとしたが、これに限られない。例えば、ヒーター本体１１が、発熱体１２と、発熱体１２から離間して発熱体１２の周囲を囲む管状（例えば円筒状）の保護部材とを備えていてもよい。また、ヒーター本体１１が保護部材を備えないものとしてもよい。
【００３５】
上述した実施形態では、ヒーター本体１１はいわゆる面状ヒーターとし、発熱体１２は線状の部材をジグザグに湾曲させたものとしたが、これに限られない。例えば、発熱体１２は湾曲しない直線状（例えば、棒状）の部材であってもよい。また、赤外線ヒーター１０が、複数のヒーター本体１１を備えていてもよい。この場合、複数のヒーター本体１１の下方に、複数のヒーター本体１１の少なくとも真下を覆うようにマイクロキャビティ形成体３０を１つ配置してもよい。すなわち、複数のヒーター本体１１に対して、マイクロキャビティ形成体３０を共通化してもよい。
【００３６】
上述した実施形態では、マイクロキャビティ形成体３０が本体層３２と凸部形成層３４とを備えるものとしたが、これに限られない。例えば、マイクロキャビティ形成体３０が凸部形成層３４を備えないものとし、本体層３２にエッチングなどにより有底の穴や溝を形成してもよい。この場合、本体層３２に形成した穴や溝の側面や底面を導電層３６で覆うことで、マイクロキャビティ４０を形成すればよい。
【００３７】
上述した実施形態では、マイクロキャビティ４０は、底面４４と側面４２とで囲まれた略直方体の空間であり、このマイクロキャビティ４０が前後左右に複数並べて形成されているものとしたが、これに限られない。発熱体１２からのエネルギーを吸収すると非プランク輻射のピーク波長を有する赤外線を放射できるようなマイクロキャビティが形成されていればよい。例えば、図４に示すようにマイクロキャビティを形成してもよい。図４に示す変形例の赤外線ヒーター２１０は、マイクロキャビティ形成体３０の代わりにマイクロキャビティ形成体２３０を備えている点以外は、赤外線ヒーター１０と同様の構成をしている。マイクロキャビティ形成体２３０は、本体層３２の下面に凸部形成層２３４と導電層２３６とを備えている。マイクロキャビティ形成体２３０の下面は、赤外線ヒーター１０のマイクロキャビティ形成体３０の下面とは凹凸が逆転した状態になっている。すなわち、凸部形成層２３４は、本体層３２の下面から下方に突出する複数の直方体を前後左右に並べた形状をしており、本体層３２の下面のうち格子状の領域を残すように（覆わないように）形成されている。そして、導電層２３６は、凸部形成層２３４の下面及び側面（前後左右の面）と、本体層３２の下面（凸部形成層２３４が形成されていない格子状の領域）と、を覆っている。これにより、マイクロキャビティ形成体３０の下面には、前後左右に交差する複数の溝が格子状に形成されている。そして、導電層２３６の側面２４２（導電層２３６のうち凸部形成層２３４の側面を覆う部分）と、底面２４４（導電層２３６のうち本体層３２の下面を覆う部分）とで囲まれた空間として、マイクロキャビティ２４０が形成されている。このような形状のマイクロキャビティ２４０が形成されたマイクロキャビティ形成体２３０も、上述した実施形態と同様に、発熱体１２からのエネルギーを吸収すると非プランク輻射のピーク波長を有する赤外線を放射する特性を有する。なお、マイクロキャビティ２４０では、前後又は左右に向かい合う側面２４２間の距離と、マイクロキャビティ２４０の深さと、を調整することで、非プランク輻射のピーク波長を調整することができる。
【００３８】
上述した実施形態では、導電層３６は、凸部形成層３４の下面及び側面と、本体層３２の下面と、を覆っているものとしたが、少なくともマイクロキャビティ４０の表面を覆っていればよい。すなわち、導電層３６は、少なくとも凸部形成層３４の側面と本体層３２の下面とを覆っていればよく、凸部形成層３４の下面は覆っていなくてもよい。図４のマイクロキャビティ２４０においても、導電層２３６は凸部形成層２３４の下面を覆っていなくてもよい。
【００３９】
上述した実施形態では、ケーシング７０の形状を略直方体の形状としたが、特にこれに限定されるものではなく、どのような形状でもよい。例えば、断面半円の筒状、断面が半楕円の筒状、断面ｎ角形の筒状（ｎは３以上の整数）などでもよい。
【００４０】
上述した実施形態では、発熱体１２の設定温度を７００℃としたが、発熱体１２から赤外線が放出されるのであれば何℃でもよい。例えば、設定温度を３００℃としてもよいし、５００℃としてもよい。
【００４１】
上述した実施形態では、マイクロキャビティ形成体３０は、発熱体１２からのエネルギーを吸収するとマイクロキャビティ４０によりピーク波長が５〜７μｍの赤外線を放射する特性を有するものとしたが、これに限られない。発熱体１２からのエネルギーを吸収すると非プランク輻射のピーク波長を有する赤外線を放射できるようなマイクロキャビティが形成されていればよい。例えば、上述した実施形態で示した範囲に限らず、マイクロキャビティ４０の横幅及び縦幅や深さを調整することで、マイクロキャビティ形成体がマイクロキャビティによりピーク波長２〜７μｍの赤外線を放射する特性を有するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１１０，２１０  赤外線ヒーター、１１  ヒーター本体、１２  発熱体、１３  保護部材、１６  ホルダー、１８  電気配線、２０  伝導部材、３０，２３０  マイクロキャビティ形成体、３２  本体層、３４，２３４  凸部形成層、３６，２３６  導電層、４０，２４０  マイクロキャビティ、４２，２４２  側面、４４，２４４  底面、５０  第１透過層、５２  第２透過層、７０  ケーシング、７１〜７３  支持部材、７４  流体出入口、７５  冷媒流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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