(57)【要約】  熱処理用の供給ガスはワークＷＫ１，ＷＫ１，…が収められた炉室ＲＭ１に供給され、熱処理に用いられた排出ガスは炉室ＲＭ１から排出される。炉室ＲＭ１は、ワークＷＫ１，ＷＫ１，…に脱脂および焼結を施すために、ヒータ２０によって加熱される。給排気工程の一部では、ワークＷＫ，ＷＫ，…の温度を参照することにより、供給ガスに占める酸素の濃度が制御される。加熱工程の一部では、排出ガスに占める炭素の濃度（実際には二酸化炭素濃度）が既定条件（具体的には、二酸化炭素濃度が閾値ＴＨｃ以下になるという条件）を満足した時点で脱脂が終了される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが収められた炉室に熱処理用の供給ガスを供給するとともに、熱処理に用いられた排出ガスを前記炉室から排出する給排気工程、
前記炉室をヒータで加熱して前記ワークに脱脂および焼結を施す加熱工程、
を備える、熱処理方法であって、
前記給排気工程は、前記排出ガスに占める炭素の濃度および／または前記ワークの温度を参照することにより、前記供給ガスに占める酸素の濃度を制御する供給ガス制御工程を含み、
前記加熱工程は、前記排出ガスに占める炭素の濃度および／または前記ワークの温度が既定条件を満足した時点で脱脂を終了する脱脂終了工程を含む、熱処理方法。
【請求項２】
前記供給ガス制御工程は、前記ワークの温度を繰り返し測定するワーク温度測定工程、および前記ワーク温度測定工程によって測定された前記ワークの温度が所定範囲に収まるように前記供給ガスに占める前記酸素の濃度を調整する酸素濃度調整工程を含む、請求項１記載の熱処理方法。
【請求項３】
前記供給ガス制御工程は、前記排出ガスに占める前記炭素の濃度を繰り返し測定する炭素濃度測定工程、および前記炭素濃度測定工程によって測定された前記炭素の濃度が所定範囲に収まるように前記供給ガスに占める前記酸素の濃度を調整する酸素濃度調整工程を含む、請求項１記載の熱処理方法。
【請求項４】
前記炭素濃度測定工程は、前記排出ガスを水と二酸化炭素に分解するガス分解工程、および前記ガス分解工程によって分解された二酸化炭素に注目して前記炭素の濃度を検出する炭素濃度検出工程を含む、請求項３記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記酸素濃度調整工程は、調整された前記酸素の濃度が上限値に達した時点で調整を停止する、請求項２ないし４のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項６】
前記加熱工程における前記既定条件は、前記排出ガスに占める前記炭素の濃度が閾値を下回るという濃度条件を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項７】
前記加熱工程における前記既定条件は、前記ワークの温度が閾値を下回るという温度条件を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱処理方法に関し、特に、ワークが収められた炉に熱処理用のガスを供給するとともに炉を加熱することでワークに脱脂を施す、熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の熱処理方法の例が、特許文献１に開示されている。特許文献１によれば、脱脂工程では、炉内が所定の脱脂温度に保持され、被処理物に含有されている有機物（たとえばバインダ）が蒸発によって除去される。脱脂工程に続く焼結工程では、炉内が所定の焼結温度に昇温され、被処理物が焼結される。【０００３】
脱脂工程では、炉内が所定の圧力を示すように、不活性ガスなどのキャリアガスの供給量が調節される。また、脱脂工程で蒸発した有機物を含む排出ガスのガス濃度は、排気管の途中に取り付けられたセンサによって測定される。さらに、脱脂工程から焼結工程に移行するタイミングは、センサによって測定されたガス濃度に基づいて決定される。具体的には、排出ガスのガス濃度は脱脂工程の当初は高く、炉内の排気によって次第に低下するところ、ガス濃度が所定の値にまで減少した時点で脱脂工程から焼結工程に移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２５０１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排出ガスのガス濃度の変化は脱脂の進行状況を示すが、特許文献１では、脱脂の進行状況に応じてキャリアガスの供給量が調節されることはない（上述のように、キャリアガスの供給量は、ガス濃度の大小に関係なく、炉内が所定の圧力を示すように調節される）。したがって、特許文献１では、脱脂によって被処理物つまりワークの品質が劣化するおそれがある。【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ワークの品質の劣化を回避することができる、熱処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に従う熱処理方法は、ワーク(WK1)が収められた炉室(RM1)に熱処理用の供給ガスを供給するとともに、熱処理に用いられた排出ガスを炉室から排出する給排気工程、炉室をヒータ(20)で加熱してワークに脱脂および焼結を施す加熱工程、を備える、熱処理方法であって、給排気工程は、排出ガスに占める炭素の濃度および／またはワークの温度を参照することにより、供給ガスに占める酸素の濃度を制御する供給ガス制御工程(S7~S19, S41~S47)を含み、加熱工程は、排出ガスに占める炭素の濃度および／またはワークの温度が既定条件を満足した時点で脱脂を終了する脱脂終了工程(S23~S25, S31~S33)を含む。【０００８】
好ましくは、供給ガス制御工程は、ワークの温度を繰り返し測定するワーク温度測定工程(S7)、およびワーク温度測定工程によって測定されたワークの温度が所定範囲に収まるように供給ガスに占める酸素の濃度を調整する酸素濃度調整工程(S9~S19)を含む。【０００９】
好ましくは、供給ガス制御工程は、排出ガスに占める炭素の濃度を繰り返し測定する炭素濃度測定工程(S41)、および炭素濃度測定工程によって測定された炭素の濃度が所定範囲に収まるように供給ガスに占める酸素の濃度を調整する酸素濃度調整工程(S43~S47, S15~S19)を含む。【００１０】
さらに好ましくは、炭素濃度測定工程は、排出ガスを水と二酸化炭素に分解するガス分解工程、およびガス分解工程によって分解された二酸化炭素に注目して炭素の濃度を検出する炭素濃度検出工程を含む。【００１１】
或る局面では、酸素濃度調整工程は、調整された酸素の濃度が上限値(THo)に達した時点で調整を停止する。【００１２】
好ましくは、加熱工程における既定条件は、排出ガスに占める炭素の濃度が閾値(THc)を下回るという濃度条件を含む。【００１３】
好ましくは、加熱工程における既定条件は、ワークの温度が閾値(THw)を下回るという温度条件を含む。
【発明の効果】
【００１４】
ワークを収めた炉室には熱処理用の供給ガスが供給され、ワークは脱脂および焼結のために加熱されるところ、供給ガスに占める酸素の濃度は、脱脂に伴って炉室から排出された排出ガスに占める炭素の濃度および／またはワークの温度を参照して制御される。これによって、酸素の供給不足または供給過多に起因するワークの品質の劣化が回避される。また、脱脂工程は、炉室から排出された排出ガスに占める炭素の濃度および／またはワークの温度が既定条件を満足した時点で終了される。これによって、脱脂不足または過剰脱脂に起因するワークの品質の劣化が回避される。【００１５】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この実施例のバッチ式熱処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す加熱炉のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図１に示す加熱炉に収められたワーク保持具の一例を示す図解図である。
【図４】図１に示す制御装置の動作の一部を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す制御装置の動作の他の一部を示すフローチャートである。
【図６】（Ａ）は炉内温度の変化の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は排ガス処理装置によって処理された排ガスに占める二酸化炭素の濃度の変化の一例を示すグラフであり、（Ｃ）は炉室に供給される混合ガスに占める酸素の濃度の変化の一例を示すグラフである。
【図７】他の実施例のバッチ式熱処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示す制御装置の動作の一部を示すフローチャートである。
【図９】図７に示す制御装置の動作の他の一部を示すフローチャートである。
【図１０】その他の実施例のバッチ式熱処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す制御装置の動作の一部を示すフローチャートである。
【図１２】図１０に示す制御装置の動作の他の一部を示すフローチャートである。
【図１３】その他の実施例のバッチ式熱処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す制御装置の動作の一部を示すフローチャートである。
【図１５】図１３に示す制御装置の動作の他の一部を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１および図２を参照して、この実施例のバッチ式熱処理装置１０は、鉛直方向に延びる円柱形の加熱炉１６を含む。加熱炉１６の内部には、加熱炉１６の外形をなす円柱よりも小さい円柱形の炉室ＲＭ１が形成される。炉室ＲＭ１の内壁には、各々が鉛直方向に延びる複数の給気管１８，１８，…が設けられ、さらに各々が棒状をなして鉛直方向に延びる複数のヒータ２０，２０，…が設けられる。
【００１８】
給気管１８，１８，…の各々は、空気および窒素を混合した熱処理用の混合ガス（供給ガス）を炉室ＲＭ１に供給するための管である。単位時間当たりの空気の供給量はマスフローコントローラ３４によって一定量に制御され、単位時間当たりの窒素の供給量はマスフローコントローラ３６によって一定量に制御される。給気管１８，１８，…の各々には、その長さ方向に沿って複数の給気孔（図示せず）が形成される。混合ガスは、これらの給気孔を経て炉室ＲＭ１に供給される。
【００１９】
ヒータ２０，２０，…の各々は、炉室ＲＭ１を加熱するために設けられる。加熱温度は脱脂の際と焼結の際とで異なり（詳細は後述）、ヒータ２０，２０，…の温度設定は工程に応じて切り換えられる。
【００２０】
図２から分かるように、給気管１８およびヒータ２０は、加熱炉１６の内壁の周方向に均等な間隔をおいて交互に配置される。したがって、混合ガスの密度は炉室ＲＭ１において均一化され、温度もまた炉室ＲＭ１おいて均一化される。
【００２１】
炉室ＲＭ１の下部には、円形の開口ＯＰ１が形成される。また、加熱炉１６の下方には、回転軸１４を支持する支持装置１２が設けられる。回転軸１４の外径は、開口ＯＰ１の内径を僅かに下回る。回転軸１４と開口ＯＰ１との隙間を埋めるように、開口ＯＰ１にはシール部材（図示せず）が設けられる。回転軸１４は、その軸芯が開口ＯＰ１の中心と重なって鉛直方向に延びるように支持装置１２によって支持される。
【００２２】
支持装置１２は、軸周り方向に回転軸１４を回転させるとともに、鉛直方向に回転軸１４を昇降させる。その際、後述する最上段の匣鉢２４ａは、回転軸１４が最も下降したときに加熱炉１６の外側に現れるように、また、回転軸１４が最も上昇したときに炉室ＲＭ１に収められるように昇降される。
【００２３】
回転軸１４の上端面には、基台２２が設けられる。回転軸１４の上端面は水平であり、基台２２の上面もまた水平である。基台２２の上面には、ワーク保持具２４が載置される。基台２２およびワーク保持具２４は、回転軸１４を下降させた後、回転軸１４の上端面に載置され、その後に回転軸１４を上昇させることで、炉室ＲＭ１に収められる。
【００２４】
図３に示すように、ワーク保持具２４は、交互に積み上げられた複数の匣鉢２４ａ，２４ａ，…と複数のスペーサ２４ｂ，２４ｂ，…とによって形成される。ここで、匣鉢２４ａ，２４ａ，…の間隔（各々のスペーサ２４ｂの高さ）は、好ましくは給気管１８に設けられた給気孔の間隔に合わせられる。
【００２５】
匣鉢２４ａは円盤状に形成され、その上面には複数のワークＷＫ１，ＷＫ１，…が載置される。ただし、最上段の匣鉢２４ａには何も載置されず、最上段の匣鉢２４ａは２段目の匣鉢２４ａを覆う蓋として機能する。回転軸１４が軸周り方向に回転すると、ワーク保持具２４もまた軸周り方向に回転する。これによって、ワークＷＫ１，ＷＫ，…が均等に加熱される。
【００２６】
ワークＷＫ１としては、積層コンデンサ、積層インダクタなどの積層型電子部品が想定される。また、加熱炉１６で加熱される前の段階では、ベンゼンなどのバインダがワークＷＫ１に混入されている。したがって、ワークＷＫ１が脱脂のために加熱されると、炭素を含む排出ガスがワークＷＫ１から発生する。
【００２７】
炉室ＲＭ１の上部には排気管２６が設けられ、加熱炉１６の上方には排ガス処理装置２８が設けられる。炉室ＲＭ１に発生した排出ガスは、排気管２６を経て排ガス処理装置２８に入れられ、排ガス処理装置２８によって水と二酸化炭素に分解される。分解された二酸化炭素の濃度は、ＣＯ２濃度計３０によって測定される。これによって、炉室ＲＭ１から排出された排出ガスに占める炭素の濃度が検出される。
【００２８】
また、ワーク保持具２４上のワークＷＫ１，ＷＫ１，…の山には、熱電対２８が挿入される。熱電対３８には温度計４０が接続され、ワークＷＫ１，ＷＫ１，…の温度は温度計４０によって測定される。
【００２９】
制御装置３２は、ワークＷＫ１，ＷＫ１，…に脱脂を施すべく、ヒータ２０で炉室ＲＭ１を加熱するとともに、温度計４０によって測定されたワークＷＫ１，ＷＫ１，…の温度を参照してマスフローコントローラ３４，３６を制御する。また、脱脂工程から焼結工程に移行するタイミングは、ＣＯ２濃度計３０によって測定された二酸化炭素の濃度を参照して決定する。具体的には、制御装置３２は、図４および図５に示すフローチャートに従って脱脂を実行する。
【００３０】
ステップＳ１では、後述するステップＳ９の演算で参照される各種変数（＝Ｐ，Ｉ，Ｄ，Δｔ，ＳＶ１（ｎ））と、後述するステップＳ１７およびＳ２５でそれぞれ参照される閾値ＴＨｏおよびＴＨｃとを初期的に設定する。
【００３１】
ステップＳ３では、マスフローコントローラ３４および３６を起動して熱処理用の混合ガスを炉室ＲＭ１に供給する。このとき、単位時間当たりの混合ガスの供給量は、一定量を維持する。ステップＳ５では、ヒータ２０を起動して炉室ＲＭ１を加熱する。炉室ＲＭ１の温度は、脱脂に適する温度である２８０°に設定される。
【００３２】
ステップＳ７では、温度計４０によって測定されたワークＷＫ，ＷＫ，…の温度を“ＰＶ１（ｎ）”として取得する。ステップＳ９では、数１および数２に従って差分ΔＭＶ１（ｎ）を算出する。
【数１】
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【数２】
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【００３３】
数１において、変数ＳＶ１（ｎ）は目標温度であり、たとえば“２９７℃”に設定される。数１に従う演算の結果、ステップＳ７で取得された温度ＰＶ１（ｎ）と目標温度ＳＶ１（ｎ）との相違が偏差ｅ（ｎ）として算出される。数２において、変数Ｐ，ＩおよびＤはそれぞれ比例パラメータ，積分パラメータおよび微分パラメータであり、変数Δｔはサンプリング周期（＝温度ＰＶ１（ｎ）の取得周期であり、“ｎ”と“ｎ＋１”および“ｎ−１”の各々との時間差）である。
【００３４】
したがって、数１および数２によって得られる差分ΔＭＶ１（ｎ）には、最新の偏差ｅ（ｎ）に加えて、過去２回に算出された偏差ｅ（ｎ−１）およびｅ（ｎ−２）が反映される。
【００３５】
ステップＳ１１では算出された差分ΔＭＶ１（ｎ）が“０”であるか否かを判別し、ステップＳ１３では算出された差分ΔＭＶ１（ｎ）が“０”を上回るか否かを判別する。ステップＳ１１の判別結果がＹＥＳであればステップＳ７に戻る。ステップＳ１１の判別結果がＮＯでかつステップＳ１３の判別結果がＮＯであれば、取得温度ＰＶ１（ｎ）が高すぎるとみなし、ステップＳ１５に進む。
【００３６】
ステップＳ１５では、炉室ＲＭ１に供給される混合ガスに占める酸素の濃度が低下するようにマスフローコントローラ３４および３６を制御する。ステップＳ１５の処理が完了すると、ステップＳ７に戻る。
【００３７】
ステップＳ１１の判別結果がＮＯでかつステップＳ１３の判別結果がＹＥＳであれば、取得温度ＰＶ１（ｎ）が低すぎるとみなし、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、炉室ＲＭ１に供給される混合ガスに占める酸素の濃度が閾値ＴＨｏを下回るか否かを判別し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ１９に進む一方、判別結果がＮＯであればステップＳ２１に進む。
【００３８】
ステップＳ１９では、炉室ＲＭ１に供給される混合ガスに占める酸素の濃度が上昇するようにマスフローコントローラ３４および３６を制御する。ステップＳ１９の処理が完了すると、ステップＳ７に戻る。
【００３９】
したがって、酸素濃度は、取得温度ＰＶ１（ｎ）が“２９７℃±α”の範囲内に属するように調整される。また、ステップＳ１５またはＳ１９では、単位時間当たりの混合ガスの供給量に変動が生じないように、マスフローコントローラ３４および３６が制御される。
【００４０】
ステップＳ２１では、炉室ＲＭ１に供給される混合ガスに占める酸素の濃度が閾値ＴＨｏを示すようにマスフローコントローラ３４および３６を制御する。ステップＳ２３ではＣＯ２濃度計３０によって測定された二酸化炭素濃度を取得し、ステップＳ２５では取得された二酸化炭素濃度が閾値ＴＨｃを下回るか否かを判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ７に戻り、判別結果がＹＥＳであれば焼結工程に移行する。
【００４１】
なお、閾値ＴＨｏは“９．８％”に設定され、閾値ＴＨｃは“１．０％”に設定される。このため、脱脂は、酸素濃度が９．８％に達し、かつ二酸化炭素濃度が１．０％まで低下した時点で終了される。また、焼結工程に移行すると、炉室ＲＭ１がヒータ２０によってさらに加熱され、炉室ＲＭ１の温度が焼結工程に適した温度にまで上昇される。
【００４２】
制御装置３２が上述のような処理を実行した結果、炉室ＲＭ１の温度は図６（Ａ）に示すように変化し、ＣＯ２濃度計３０によって測定された二酸化炭素濃度は図６（Ｂ）に示すように変化し、そして炉室ＲＭ１に供給される混合ガスに占める酸素の濃度は図６（Ｃ）に示すように変化する。
【００４３】
つまり、脱脂が開始されてから３００分が経過するまでは、ワークＷＫ，ＷＫ，…の温度が２９７℃の近傍の値を示すように、酸素濃度が３．５％〜４．０％の範囲で調整される。３００分が経過すると、脱脂が終了に近づくため、二酸化炭素濃度が低下し始める。酸素濃度は、二酸化炭素濃度の低下を補うべく徐々に上昇し、上限値である９．８％に達する。二酸化炭素濃度は酸素濃度が上限値に達した後に徐々に低下し、約３５５分が経過した時点で１．０％にまで低下する。脱脂はここで終了され、ヒータ２０の温度は焼結処理のために上昇する。
【００４４】
以上の説明から分かるように、熱処理用の供給ガスはワークＷＫ１，ＷＫ１，…が収められた炉室ＲＭ１に供給され、熱処理に用いられた排出ガスは炉室ＲＭ１から排出される（給排気工程）。炉室ＲＭ１は、ワークＷＫ１，ＷＫ１，…に脱脂および焼結を施すために加熱される（加熱工程）。給排気工程の一部では、ワークＷＫ，ＷＫ，…の温度を参照することにより、供給ガスに占める酸素の濃度が制御される（供給ガス制御工程：S7~S19）。加熱工程の一部では、排出ガスに占める炭素の濃度（実際には二酸化炭素濃度）が既定条件（具体的には、二酸化炭素濃度が閾値ＴＨｃ以下になるという条件）を満足した時点で脱脂が終了される（脱脂終了工程：S23~S25）。
【００４５】
ワークＷＫ，ＷＫ，…を収めた炉室ＲＭ１には熱処理用の供給ガスが供給され、ワークＷＫ，ＷＫ，…は脱脂および焼結のために加熱されるところ、供給ガスに占める酸素の濃度は、ワークＷＫ，ＷＫ，…の温度を参照して制御される。これによって、酸素の供給不足または供給過多に起因するワークＷＫ，ＷＫ，…の品質の劣化が回避される。また、脱脂工程は、炉室ＲＭ１から排出された排出ガスに占める炭素の濃度が既定条件を満足した時点で終了される。これによって、脱脂不足または過剰脱脂に起因するワークＷＫ，ＷＫ，…の品質の劣化が回避される。
【００４６】
この実施例はまた、以下のような意義も有する。つまり、構成が簡易でかつ外付けが可能であるため、小型実験炉のみならず大型実験炉でも使用でき、さらに実験炉だけでなく量産炉でも使用できる。また、脱脂終了するまでのプロファイルを自働で作成するようにすれば、どのようなチャージでも設定を変えることなく自動で運転することができる。また、チャージ毎に条件を取得する必要がなく、脱脂時間が不明な部品でも脱脂を行うことができる。
【００４７】
さらに、バッチ間でワークの品質に差があったり、加熱炉の品質に個体差があったりしても、脱脂不足が起きることはない。また、残留する炭素が十分に排出されるまで次工程（焼結工程）に移らないため、残留炭素に起因する品質の低下を抑制できる。さらに、酸素濃度および二酸化炭素濃度の論理積条件を判断条件にする(S17, S25)ことで、脱脂工程を終了する時期の誤判断を回避することができる。
【００４８】
図７を参照して、他の実施例のバッチ式熱処理装置１０は、ＣＯ２濃度計３０が省略される点を除き、図１に示すバッチ式熱処理装置１０と同様である。また、制御装置３２の処理を表す図８〜図９のフローチャートは、ステップＳ２３〜Ｓ２５に代えてステップＳ３１〜Ｓ３３が設けられる点を除き、図４〜図５のフローチャートと同様である。したがって、同様の構成ないし処理に関する重複した説明は省略する。
【００４９】
制御装置３２は、図９に示すステップＳ３１で、ワークＷＫ１，ＷＫ１，…の温度を温度計４０から取得する。ステップＳ３３では、取得した温度が閾値ＴＨｗｋ以下であるか否かを判別する。なお、閾値ＴＨｗｋは“２９２°に設定される。判別結果がＮＯであればステップＳ７に戻り、判別結果がＹＥＳであれば脱脂を終了して焼結工程に進む。閾値ＴＨｏは“９．８％”に設定されるため、脱脂工程は、酸素濃度が９．８％に達し、かつワークＷＫ１，ＷＫ１，の温度が２９２°まで低下した時点で終了される。
【００５０】
この実施例によれば、脱脂工程は、ワークＷＫ１，ＷＫ１，の温度が既定条件（具体的には、ワーク温度が閾値ＴＨｗ以下になるという条件）を満足した時点で終了される（終了工程：S31~S33）。これによって、脱脂不足または過剰脱脂に起因するワークＷＫ１，ＷＫ１，…の品質の劣化が回避される。
【００５１】
図１０を参照して、その他の実施例のバッチ式熱処理装置１０は、熱電対３８および温度計４０が省略される点を除き、図１に示すバッチ式熱処理装置１０と同様である。また、制御装置３２の処理を表す図１１〜図１２のフローチャートは、ステップＳ７〜Ｓ１３に代えてステップＳ４１〜Ｓ４７が設けられる点を除き、図４〜図５のフローチャートと同様である。したがって、同様の構成ないし処理に関する重複した説明は省略する。
【００５２】
ステップＳ４１では、ＣＯ２濃度計３０によって測定された二酸化炭素濃度を“ＰＶ２（ｎ）”として取得する。ステップＳ４３では、数３および数４に従って差分ΔＭＶ２（ｎ）を算出する。
【数３】
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【数４】
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【００５３】
数３において、変数ＳＶ２（ｎ）は目標濃度であり、たとえば“１．３％”に設定される。数３に従う演算の結果、ステップＳ４１で取得された二酸化炭素濃度ＰＶ２（ｎ）と目標濃度ＳＶ２（ｎ）との相違が偏差ｅ（ｎ）として算出される。数４において、変数Ｐ，ＩおよびＤはそれぞれ比例パラメータ，積分パラメータおよび微分パラメータであり、変数Δｔはサンプリング周期（＝二酸化炭素濃度ＰＶ２（ｎ）の取得周期であり、“ｎ”と“ｎ＋１”および“ｎ−１”の各々との時間差）である。
【００５４】
したがって、数３および数４によって得られる差分ΔＭＶ２（ｎ）には、最新の偏差ｅ（ｎ）に加えて、過去２回に算出された偏差ｅ（ｎ−１）およびｅ（ｎ−２）が反映される。
【００５５】
ステップＳ４５では算出された差分ΔＭＶ２（ｎ）が“０”であるか否かを判別し、ステップＳ４７では算出された差分ΔＭＶ２（ｎ）が“０”を上回るか否かを判別する。ステップＳ４５の判別結果がＹＥＳであればステップＳ４１に戻る。ステップＳ４５の判別結果がＮＯでかつステップＳ４７の判別結果がＮＯであれば、二酸化炭素濃度ＰＶ２（ｎ）が高すぎるとみなし、ステップＳ１５に進む。ステップＳ４５の判別結果がＮＯでかつステップＳ４７の判別結果がＹＥＳであれば、二酸化炭素濃度ＰＶ２（ｎ）が低すぎるとみなし、ステップＳ１７に進む。
【００５６】
この実施例によれば、供給ガスに占める酸素の濃度は、二酸化炭素濃度を参照して制御される(S41~S47)。これによって、酸素の供給不足または供給過多に起因するワークＷＫ，ＷＫ，…の品質の劣化が回避される。
【００５７】
図１３を参照して、さらにその他の実施例のバッチ式熱処理装置１０は、図１に示すバッチ式熱処理装置１０と同様である。また、制御装置３２の処理を表す図１４〜図１５のフローチャートは、ステップＳ２３〜Ｓ２５に代えてステップＳ３１〜Ｓ３７が設けられる点を除き、図１１〜図１２のフローチャートと同様である。したがって、同様の構成ないし処理に関する重複した説明は省略する。
【００５８】
制御装置３２は、図１５に示すステップＳ３１で、ワークＷＫ１，ＷＫ１，…の温度を温度計４０から取得する。ステップＳ３３では、取得した温度が閾値ＴＨｗｋ以下であるか否かを判別する。なお、閾値ＴＨｗｋは“２９２°に設定される。判別結果がＮＯであればステップＳ７に戻り、判別結果がＹＥＳであれば脱脂を終了して焼結工程に進む。閾値ＴＨｏは“９．８％”に設定されるため、脱脂工程は、酸素濃度が９．８％に達し、かつワークＷＫ１，ＷＫ１，の温度が２９２°まで低下した時点で終了される。
【００５９】
この実施例によれば、供給ガス制御工程では、二酸化炭素濃度を参照することにより、供給ガスに占める酸素の濃度が制御される（S41~S47, S15~S19）。また、脱脂終了工程では、ワークＷＫ，ＷＫ，…の温度が既定条件（具体的には、温度が閾値ＴＨｗ以下になるという条件）を満足した時点で脱脂が終了される（S31~S33）。
【００６０】
供給ガスに占める酸素の濃度を二酸化炭素濃度を参照して制御することによって、酸素の供給不足または供給過多に起因するワークＷＫ，ＷＫ，…の品質の劣化が回避される。また、ワークＷＫ，ＷＫ，…の温度が既定条件を満足した時点で脱脂を終了することによって、脱脂不足または過剰脱脂に起因するワークＷＫ，ＷＫ，…の品質の劣化が回避される。
【符号の説明】
【００６１】
１０  …バッチ式熱処理装置
１６  …加熱炉
１８  …給気管
２０  …ヒータ
２４  …ワーク保持具
２６  …排気管
２８  …排ガス処理装置
３０  …ＣＯ２濃度計
３２  …制御装置
３４，３６  …マスフローコントローラ
３８  …熱電対
４０  …温度計
ＷＫ１  …ワーク
ＲＭ１  …炉室
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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