加熱装置
【課題】 多様な被加熱体の仕様に応じて、加熱用媒体の温度や流量を簡易な構成により高精度かつ多段に設定する。
【解決手段】 ヒータ本体２の加熱用媒体５を加熱するランプヒータ８をコントローラ３により制御する。コントローラ３は、温度検出センサ３７から出力される加熱用媒体５の検出温度情報に基づいて電圧コントローラ４５及びランプヒータ制御回路部４６からなるランプヒータ駆動制御部による駆動電圧制御動作と電磁弁制御回路部４７及び調整電磁弁４８からなる加熱用媒体供給制御部による加熱用媒体流量制御動作とを行って加熱用媒体５の温度制御を行う。
【解決手段】 ヒータ本体２の加熱用媒体５を加熱するランプヒータ８をコントローラ３により制御する。コントローラ３は、温度検出センサ３７から出力される加熱用媒体５の検出温度情報に基づいて電圧コントローラ４５及びランプヒータ制御回路部４６からなるランプヒータ駆動制御部による駆動電圧制御動作と電磁弁制御回路部４７及び調整電磁弁４８からなる加熱用媒体供給制御部による加熱用媒体流量制御動作とを行って加熱用媒体５の温度制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプヒータを熱源として用いるヒータ本体と、このヒータ本体を制御するコントローラとを備え、気体或いは液体等の加熱用媒体をランプヒータにより所定温度に加熱して被加熱体に噴流させて加熱する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造工程等には、素子を封装した樹脂を乾燥したり純水やエッチング液等を所定温度に加熱保持するために、気体や液体等からなる所定の加熱用媒体を加熱する加熱装置が用いられる。加熱装置は、例えば部品等を接着剤により接合する部品接合工程にも設置され、塗布した接着剤を素早く乾燥、硬化させる。かかる加熱装置としては、熱源として高精度の温度制御が可能であり、構造が簡易でクリーン度も高い電気熱源が用いられる。
【０００３】
また、かかる加熱装置には、電気熱源として、一般的なニクロム線ヒータ等と比較して熱効率が良好であるとともに長寿命かつランニングコストも有意である等の特性を有するハロゲンヒータ、赤外線ランプ放電灯或いは白熱球灯等のランプヒータを用いたものが提供されている（特許文献１乃至特許文献３を参照）。従来のランプヒータ型加熱装置は、一般に長軸の両口ランプが用いられ、この両口ランプを例えば筒状のハウジングにより全長に亘って被覆して構成する。両口ランプ型加熱装置は、ハウジングの両側に、両口ランプの長さとほぼ等しい間隔を以って対向配置された一対のソケットを有し、これらソケットに両端部に設けた口金を嵌合することにより両口ランプを機械的かつ電気的に結合して支持する。
【０００４】
両口ランプ型加熱装置においては、ハウジングの内部空間が加熱用媒体の流路と加熱空間部とを構成して、一端側に設けた供給口から供給した加熱用媒体を両口ランプにより所定温度に加熱して他端側に設けた送出口を介して被加熱体に吹き付けて加熱する。かかる両口ランプ型加熱装置においては、ハウジングの両端部位が、両口ランプの支持部位とともに適宜のシールド構造を有する加熱用媒体の供給口及び送出口を構成することから、構造が複雑になるとともに両口ランプの着脱操作が面倒となるといった問題がある。両口ランプ型加熱装置においては、全体として大型となるとともに、例えば送出口と被加熱体との間に加熱用媒体を被加熱体にスポット吹き付けする適宜のガイド構造も必要となり構造も複雑となる等の問題があった。
【０００５】
出願人は、上述した従来の両口ランプ型加熱装置の問題を解決し、取り扱いが簡便で廉価であり、熱損失を低減して加熱用媒体を被加熱体に対して的確かつ効率的に吹き付けることが可能な片口型ランプヒータを用いた加熱装置を提供した（特許文献４を参照）。この新型加熱装置は、一端部に設けた口金を口金部材に結合することにより片持ち状態に支持される片口型ランプヒータと、このランプヒータを略全長に亘って被覆する筒状を呈し内部に加熱用媒体を加熱する加熱用媒体流路を構成するとともに先端側に吹出し口を設けた熱交換部材と、ランプヒータを結合する口金部材と熱交換部材を同心状態で片持ち保持するとともに加熱用媒体の供給口が設けられたホルダ部材とから構成される。
【０００６】
【特許文献１】特許第２５８３１５９号公報
【特許文献２】特開平８−３５７２４号公報
【特許文献３】特許第３３４４９０９号公報
【特許文献４】特開平２００１−１５３４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した新型加熱装置においては、ホルダ部材の供給口から熱交換部材の加熱用媒体流路内に供給された加熱用媒体がランプヒータにより加熱されて吹出し口から被加熱体に直接噴流することにより、熱損失が低減されて被加熱体を効率的に加熱することが可能である。新型加熱装置においては、片口型ランプヒータを用いることで交換操作の簡易化が図られ、また吹出し口から漏れる光により被加熱体に対する加熱用媒体の吹付け位置の確認とともに照明も行われてスポット的加熱も正確に行うことが可能である。新型加熱装置においては、小形簡易であるとともに取り扱いや操作も簡易であり、工程変更の対応或いは手持ち使用も可能であり汎用性が大きいといった特徴を有している。
【０００８】
一方、加熱装置においては、被加熱体の仕様に応じて加熱用媒体を所定温度に加熱する必要があり、温度調整手段が必要となる。加熱装置においては、精密な温度制御を行う場合に大型かつ高精度のコントローラが必要となり、全体が高価となるとともに大型化するといった問題があった。また、新型加熱装置においては、被加熱体に対して加熱用媒体を噴流することにより、被加熱体の仕様によっては加熱用媒体の流量を調整する対応も必要となる。
【０００９】
したがって、出願人は、上述した新型加熱装置の特徴を全面的に踏襲し、さらなる性能向上を図るべく鋭意検討を重ねた。出願人は、その結果、被加熱体に対してランプヒータにより加熱した加熱用媒体を噴流して加熱する加熱装置であり、被加熱体の多様な仕様に応じて加熱用媒体の温度や流量を簡易な構成により高精度かつ多段に設定することを可能とするとともに小型化やコスト低減が図られた加熱装置を開発するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる加熱装置は、熱源として片口型ランプヒータを用いるヒータ本体と、このヒータ本体を制御するコントローラとを備える。加熱装置は、ヒータ本体が、一端側に口金体を設けて駆動電圧の制御により発熱量が制御される片口型ランプヒータと、このランプヒータを加熱空間部を構成する内部空間に片持ち状態で収納して一端部側から供給した加熱用媒体を加熱して他端側に設けたノズル部材から被加熱体に対して噴流させる熱交換筒部材を有する。加熱装置は、コントローラが、ヒータ本体に対して、電圧値を調整して駆動電圧を供給するランプヒータ駆動制御部と、流量を調整して加熱用媒体を供給する加熱用媒体供給制御部と、ヒータ本体のノズル部材から噴流される加熱用媒体の温度を検出する温度検出センサを有する。
【００１１】
加熱装置においては、温度検出センサが、熱交換筒部材から被加熱体に噴流する加熱用媒体の温度を検出し、検出温度情報をコントローラに出力する。加熱装置においては、コントローラがヒータ本体に対して、検出温度情報に基づいてランプヒータ駆動制御部と加熱用媒体供給制御部に制御信号を出力する。加熱装置においては、ランプヒータ駆動制御部がランプヒータに所定電圧値の駆動電圧を供給する駆動電圧制御動作と、加熱用媒体供給制御部が加熱用媒体の流量を制御する加熱用媒体流量制御動作とを行うことにより、加熱用媒体の温度制御を行う。
【００１２】
加熱装置においては、ヒータ本体に対して一定量の加熱用媒体を供給した状態で、ランプヒータ駆動制御部からランプヒータに供給する駆動電圧を高電圧化するに従ってランプヒータの発熱量が大きくなる。加熱装置においては、ランプヒータに一定電圧を供給した状態で、ヒータ本体に対する加熱用媒体の流量を多くするに従って加熱用媒体の温度が低下する。したがって、加熱装置においては、コントローラによりヒータ本体への加熱用媒体の供給制御と電圧調整によるランプヒータの発熱制御を行うことにより、被加熱体における加熱温度や加熱時間或いは加熱用媒体の流量等の加熱仕様に適合した条件による加熱動作を精密に制御することが可能である。加熱装置においては、ノズル部材から噴流される加熱用媒体の温度を温度検出センサにより検出し、検出温度情報に基づいて上述した温度制御を行うことからより被加熱体をより高精度に加熱する。
【００１３】
また、加熱装置は、コントローラに、ヒータ本体から被加熱体に噴流させる加熱用媒体の温度を設定してランプヒータ駆動制御部に制御信号を出力する温度コントローラ部と、この温度コントローラ部から入力された設定温度情報と温度検出センサから入力された検出温度情報とを比較するとともにその差異に基づく制御信号をランプヒータ駆動制御部に出力する制御処理手段が備えられる。加熱装置においては、加熱用媒体供給制御部により設定した所定量の加熱用媒体をヒータ本体に供給している状態で、ランプヒータ駆動制御部が、制御処理手段から出力される設定温度情報と検出温度情報との差異に基づく制御信号によりヒータ本体に対する駆動電圧制御動作を行う。加熱装置においては、これにより加熱用媒体の自動温度制御が行われる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる加熱装置によれば、コントローラが、温度検出センサから出力される加熱用媒体の検出温度情報に基づいてランプヒータ駆動制御部と加熱用媒体供給制御部による駆動電圧制御動作と加熱用媒体流量制御動作とを行って加熱用媒体の温度制御を行うことにより、被加熱体の仕様に応じて加熱媒体の温度と流量を精密かつ多段に設定することが可能となる。加熱装置によれば、大型かつ高精度のコントローラが不要となり、小型化やコスト低減も図られるとともに操作性の向上も図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態として示した加熱装置１について、図面を参照して詳細に説明する。加熱装置１は、図１に示すようにヒータ本体２と、このヒータ本体２を制御するコントローラ３とから構成され、詳細を後述するように加熱用媒体供給源４から供給された清浄な空気を所定の温度まで加熱して加熱用媒体５を生成するとともにこの加熱用媒体５を所定の吹付け量（流量）を以って被加熱体６に吹き付けて加熱する。加熱装置１は、例えばヒータ本体２を詳細を省略するスタンド７により半導体製造工程の封止樹脂硬化工程に設置し、ヒータ本体２から加熱用媒体５を素子を封装した封止樹脂に吹き付けて乾燥、硬化させることにより半導体を製造する。
【００１６】
なお、加熱装置１は、後述するようにコントローラ３を介して加熱用媒体５の温度と流量を適宜設定することが可能であることから精密な温度管理を行うとともに、半導体製造工程ばかりでなく様々な分野に用いることも可能である。加熱装置１は、ヒータ本体２をスタンド７により固定設置する使用形態ばかりでなく、適宜の把持構造を設けて手持ち使用することも可能である。加熱装置１は、加熱用媒体５として加熱用媒体供給源４から供給される空気を用いるようにしたが、例えば窒素ガス等の気体或いは水等の適宜の液体を用いるようにしてもよいことは勿論である。なお、以下の説明においては、説明の便宜上加熱用媒体供給源４から供給される加熱前の清浄な空気と所定温度に加熱されて生成された加熱用媒体について、全て加熱用媒体５と表現するものとする。
【００１７】
ヒータ本体２は、図２及び図３に示すように、加熱源を構成するランプヒータ８と、このランプヒータ８を片持ち支持するソケット部材９と、ホルダ部材１０と、外筒部材１１と、熱交換筒部材１２と、ノズル部材１３とを備える。ヒータ本体２には、ランプヒータ８として後述する片口型のハロゲンランプが用いられる。なお、ヒータ本体２は、ランプヒータ８としてハロゲンランプに限定されず、例えば片口型の赤外線ランプ、放電灯或いは白熱灯等の適宜の片口型ランプヒータを用いてもよいことは勿論である。
【００１８】
ランプヒータ８として用いるハロゲンランプは、基本的な構成を従来周知のハロゲンランプと同様とし、図３に示すように石英ガラス等により成形されたバルブ８Ａと、このバルブ８Ａ内に封止部８Ｂを介して封装されたフィラメント８Ｃ及び封入ガスと、バルブ８Ａの一端側に設けられた口金体８Ｄとから構成される。ハロゲンランプは、バルブ８Ａが一端側を密封された長尺バルブ体により構成されるとともに、フィラメント８Ｃが加工特性に優れかつ高温での蒸発性が低いタングステン線により形成される。ハロゲンランプは、封入ガスとして例えば窒素、アルゴン及びクリプトン等の不活性ガスとヨウ素系や臭素系或いは塩素系化合物からなる微量のハロゲンガスをバルブ８Ａ内に封入する。
【００１９】
ハロゲンランプは、バルブ８Ａの開口に、セラミック等により形成されフィラメント８Ｃの基端部を支持する口金体８Ｄが組み付けられる。ハロゲンランプは、例えばモリブデン箔等からなる封止部８Ｂが、バルブ８Ａと口金体８Ｄとの間の気密性を保持するとともにバルブ８Ａ内のフィラメント８Ｃと口金体８Ｄの外側面に設けた図示しない電極とを電気的に導通する。なお、ハロゲンランプは、口金体８Ｄが、一般的なピン型或いはスクリュー型のいずれにより構成してもよい。
【００２０】
ソケット部材９は、合成樹脂材により図３に示すように内部に一方側面に開口するソケット嵌合空間部９Ａを形成した有底筒状に形成される。ソケット部材９には、ソケット嵌合空間部９Ａに詳細を省略するがランプヒータ８のピン型或いはスクリュー型の口金体８Ｄに対応したピン受け構造或いはねじ受け構造を有するソケット（口金部材）１４が組み付けられる。ソケット部材９は、ソケット１４に口金体８Ｄを着脱することにより、ランプヒータ８が着脱されるようにする。
【００２１】
ソケット部材９は、図２に示すようにソケット１４に口金体８Ｄを結合した状態でランプヒータ８を片持ち状態で支持するとともに、ソケット１４とフィラメント８Ｃとの電気的接続が行われるようにする。ソケット部材９は、側面部９Ｂから一端をソケット１４の電極に接続した電源コード１５が引き出される。電源コード１５は、後述するようにコントローラ３に接続され、ソケット１４を介してランプヒータ８に対して所定の電圧値に制御された駆動電圧を供給する。ソケット部材９には、外周部に軸方向に貫通する取付孔を有する複数の取付部９Ｃが一体に突出形成され、後述するようにこれら取付部９Ｃをストッパとしてホルダ部材１０に組み付けられる。
【００２２】
ホルダ部材１０は、例えばステンレス材等の金属材或いは適宜の合成樹脂材により図３に示すように内部に一方側面に開口する加熱用媒体供給空間部１６を形成した有底筒状に形成される。ホルダ部材１０は、上述したソケット部材９よりも大径とされ、側面部１０Ａを貫通して加熱用媒体供給空間部１６に連通するソケット部材９の外径とほぼ等しい内径のソケット組付け開口１０Ｂが形成される。ホルダ部材１０には、図２に示すようにソケット組付け開口１０Ｂから加熱用媒体供給空間部１６内にソケット１４の組付け部位側を突出させて、ソケット部材９が組み付けられる。
【００２３】
ホルダ部材１０には、図示を省略するがソケット組付け開口１０Ｂを囲んで側面部１０Ａに複数の取付けネジ孔が形成されており、これら取付けネジ孔に対して取付部９Ｃに形成した図示を省略する取付け孔を位置決めしてソケット部材９が側面部１０Ａに組み付けられる。ホルダ部材１０は、各取付孔に嵌挿した取付ネジが取付けネジ孔にネジ込まれることにより、加熱用媒体供給空間部１６内にソケット嵌合空間部９Ａを突出させソケット１４を開口に臨ませてソケット部材９を側面部１０Ａに固定する。なお、ホルダ部材１０は、ソケット部材９を適宜のシール材を介して側面部１０Ａに固定することにより、ソケット組付け開口１０Ｂからの加熱用媒体５の漏れを防止する。
【００２４】
ホルダ部材１０には、図３に示すように外周部１０Ｃに加熱用媒体供給空間部１６に貫通する供給管取付孔１０Ｄが形成され、この供給管取付孔１０Ｄに加熱用媒体供給源４と接続されて加熱用媒体６が供給される加熱用媒体供給管１７が取り付けられる。なお、ホルダ部材１０は、例えば供給管取付孔１０Ｄに外周ネジ部を形成した接続管をネジ止めや熱カシメ止め等により固定し、この接続管に対して加熱用媒体供給管１７を取り付けるようにしてもよい。
【００２５】
ホルダ部材１０には、外周部１０Ｃの側面部１０Ａと対向する外周縁部位に外周ネジ１０Ｅが形成され、この外周ネジ１０Ｅを介して後述するように外筒部材１１の第１端部１１Ａ側を片持ち状態で組み合わせる。ホルダ部材１０には、図３及び図４に示すように加熱用媒体供給空間部１６を構成する内周壁に複数の熱交換筒部材保持凸部１８が一体に形成される。各熱交換筒部材保持凸部１８は、図４に示すように加熱用媒体供給空間部１６内において円周方向に対して互いに等間隔に配列された軸方向のリブ状凸部からなる。ホルダ部材１０は、各熱交換筒部材保持凸部１８を、その先端部により構成する内周円の内径が後述する熱交換筒部材１２の外径とほぼ等しくなる高さを以って形成する。
【００２６】
外筒部材１１は、例えばステンレス材等の金属材により、図３に示すように内部に軸方向に貫通する加熱空間部１９が構成された筒状に形成される。外筒部材１１は、上述したランプヒータ８よりも大径かつ長軸でありかつホルダ部材１０とほぼ同径に形成される。外筒部材１１には、第１端部１１Ａ側の内周壁に第１内周ネジ１１Ｂが形成されるとともに、相対する第２端部１１Ｃ側の内周壁に第２内周ネジ１１Ｄが形成される。
【００２７】
外筒部材１１は、第１内周ネジ１１Ｂを外周ネジ１０Ｅにねじ込むことにより、図２に示すようにホルダ部材１０に対して第１端部１１Ａを固定されて片持ち状態に組み合わされる。外筒部材１１は、ホルダ部材１０に組み合わされるランプヒータ８と後述する熱交換筒部材１２とを全長に亘って被覆するように加熱空間部１９内に収納してホルダ部材１０に組み合わされる。外筒部材１１は、この状態で加熱空間部１９が内周壁と熱交換筒部材１２の外周壁との間に、ホルダ部材１０の加熱用媒体供給空間部１６から供給される加熱用媒体６を加熱しながら第２端部１１Ｃ側へと供給する第２加熱用媒体流路１９Ａを構成する。
【００２８】
熱交換筒部材１２は、セラミック材により図３に示すように内部に軸方向に貫通する第１加熱用媒体流路２０を構成する内部空間を有する筒状に形成される。熱交換筒部材１２は、外筒部材１１に対してその軸長よりもやや短軸とされるとともに加熱空間部１９よりも小径に形成される。また、熱交換筒部材１２は、ランプヒータ８のバルブ８Ａとほぼ同長に形成されるとともに、上述したようにホルダ部材１０の各熱交換筒部材保持凸部１８の先端部により構成する内円径とほぼ同径に形成される。
【００２９】
熱交換筒部材１２には、図３及び図４に示すように第１加熱用媒体流路２０を構成する内周壁に複数のリブ状凸部２１が円周方向に対して互いに等間隔に配列されて一体に形成される。熱交換筒部材１２は、各リブ状凸部２１を、その先端部により構成する内円径がランプヒータ８のバルブ径よりもやや大径となる高さを以って形成する。
【００３０】
熱交換筒部材１２は、ホルダ部材１０に対して一端部を加熱用媒体供給空間部１６内に嵌合することにより、図２に示すように外周部が各熱交換筒部材保持凸部１８の先端部により保持されて片持ち状態で組み合わされる。熱交換筒部材１２は、同図に示すように一端部が供給管取付孔１０Ｄに対して開口側に位置するようにして加熱用媒体供給空間部１６に嵌合されることにより、この加熱用媒体供給空間部１６内に供給された加熱用媒体５が第１加熱用媒体流路２０内へと流れ込むようにする。
【００３１】
熱交換筒部材１２は、ホルダ部材１０に組み合わされた状態において外周部を外筒部材１１により全長に亘って覆われるとともに、第１加熱用媒体流路２０内にランプヒータ８を全長に亘って収納する。熱交換筒部材１２においては、ランプヒータ８からの発生熱により第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５が直接加熱されるようにするとともに、自らもランプヒータ８により熱せられることにより加熱用媒体５を加熱する。
【００３２】
熱交換筒部材１２においては、ランプヒータ８と外気に触れる外筒部材１１との間に介在することにより、ランプヒータ８に作用される外気の影響を抑制して加熱用媒体５に対する安定した加熱が行われるようにする。熱交換筒部材１２においては、上述したように第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａ内を流れる加熱用媒体５を加熱することで、ランプヒータ８による加熱用媒体５の加熱効率が向上されるようにする。
【００３３】
熱交換筒部材１２には、上述したように第１加熱用媒体流路２０を構成する内周壁にランプヒータ８のバルブ８Ａの外周部と略全長に亘って対向して延在する複数のリブ状凸部２１が一体に突出形成されている。熱交換筒部材１２においては、これらリブ状凸部２１を形成したことにより第１加熱用媒体流路２０内における加熱用媒体５との接触面積が大きくなり、さらに効率的な加熱が行われるようにする。また、熱交換筒部材１２においては、第１加熱用媒体流路２０内において加熱用媒体５が各リブ状凸部２１間に構成される凹部を流れることにより整流されて安定した流れとなるようにする。熱交換筒部材１２においては、リブ状凸部２１を形成したことにより実質的な厚みを大きくして機械的強度の向上が図られるようにするとともに、熱交換効率の向上が図られるように構成される。
【００３４】
熱交換筒部材１２は、加熱用媒体供給空間部１６に嵌合された一端部の外周部が、各熱交換筒部材保持凸部１８に保持されてホルダ部材１０に組み合わされる。熱交換筒部材１２は、その外周部と各熱交換筒部材保持凸部１８間に構成される軸方向の凹部を介して、加熱用媒体供給空間部１６と上述した第２加熱用媒体流路１９Ａとが連通されるようにする。熱交換筒部材１２においては、第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５とともに第２加熱用媒体流路１９Ａを流れる加熱用媒体５も加熱することで、ランプヒータ８による加熱用媒体５の加熱効率が向上されるようにする。
【００３５】
なお、熱交換筒部材１２は、上述したように加熱用媒体供給空間部１６に形成した各熱交換筒部材保持凸部１８により一端部の外周部を保持されてホルダ部材１０に片持ち状態で組み合わされるように構成したが、かかる構成に限定されないことは勿論である。図５に第２の実施の形態として示した熱交換筒部材２２も、セラミック材により全体円筒状に形成され、基本的な構成及び作用を熱交換筒部材１２と同様とすることから対応する部位に同一符号を付して説明を省略するが、ホルダ部材１０に形成した熱交換筒部材保持凸部１８に代えて外周部に複数の軸方向のリブ状保持凸部２３を一体に形成した構造に特徴がある。
【００３６】
各リブ状保持凸部２３は、加熱用媒体供給空間部１６の軸方向の長さと略同一の長さを有して円周方向に対して互いに等間隔に配列して形成される。各リブ状保持凸部２３は、ホルダ部材１０の加熱用媒体供給空間部１６の内径とほぼ同径の外周円を構成する高さを以って形成される。熱交換筒部材２２は、各リブ状保持凸部２３が加熱用媒体供給空間部１６の内周壁にはめ込まれることによりホルダ部材１０に片持ち状態で組み合わされる。
【００３７】
なお、熱交換筒部材２２は、各リブ状保持凸部２３を加熱用媒体供給空間部１６との嵌め込み領域に対応する長さを以って形成したが、それぞれ全長に亘って形成するようにしてもよいことは勿論である。かかる熱交換筒部材２２は、外筒部材１１との間に構成する第２加熱用媒体流路１９Ａ内に、各リブ状保持凸部２３間により軸方向の複数の凹部を構成する。熱交換筒部材２２においては、第２加熱用媒体流路１９Ａ内において加熱用媒体５との接触面積が大きくなって効率的な加熱が行われるようにするとともに整流作用も奏し、かつ機械的強度の向上も図られるようにする。
【００３８】
ノズル部材１３は、図３に示すようにそれぞれステンレス材等の金属材により形成される第１ノズル部材２４と第２ノズル部材２５が組み合わされて構成される。ノズル部材１３は、図１及び図２に示すように第１ノズル部材２４が外筒部材１１の第２端部１１Ｃに組み付けられるとともに第２ノズル部材２５が第１ノズル部材２２に組み付けられ、上述したように第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａを流れて加熱された加熱用媒体５の流速を高めて被加熱体６に噴流させる。
【００３９】
第１ノズル部材２４は、図３に示すように外筒部材１１の外径とほぼ同径の筒部２４Ａと、この筒部２４Ａに一体に形成された略円錐台形状の取付筒部２４Ｂとからなり、内部に略円錐台形状の第１ノズル空間２４Ｃを構成する。第１ノズル部材２４は、筒部２４Ａの外周部に取付外周ネジ２４Ｄが形成されるとともに、取付筒部２４Ｂの側面中央部に第１ノズル空間２４Ｃに貫通する取付内周ネジ孔２４Ｅが形成される。第１ノズル部材２４は、取付外周ネジ２４Ｄを第２内周ネジ１１Ｄにネジ合わせすることにより、外筒部材１１に対してその先端部に着脱される。第１ノズル部材２４は、外筒部材１１に取り付けた状態で、第１ノズル空間２４Ｃが加熱空間部１９の先端と連通する。
【００４０】
第２ノズル部材２５は、図３に示すように全体が略矢尻状の筒部材からなり、軸方向の貫通孔が大径側の側面に開口する第２ノズル空間２５Ａと、小径側の側面に開口するノズル孔２５Ｂとから構成される。第２ノズル部材２５は、第２ノズル空間２５Ａ側の筒部に第１ノズル部材２４の取付ネジ孔２４Ｅにねじ込まれる外周ネジ２５Ｃが形成される。第２ノズル部材２５は、外周ネジ２５Ｃを取付内周ネジ孔２４Ｅにネジ合わせすることにより、第１ノズル部材２４に対してその先端部に着脱される。
【００４１】
ノズル部材１３は、比較的大径の加熱空間部１９内で加熱された加熱用媒体５を小径のノズル孔２５Ｂまで絞り込んで被加熱体６に効率的に噴射させる。ノズル部材１３は、このために高加工精度が得やすい大径部位の第１ノズル部材２４と小径部位の第２ノズル部材２５を分割して形成してこれらを組み合わせて構成したが、かかる構成に限定されないことは勿論である。
【００４２】
ノズル部材１３は、ノズル孔２５Ｂがやや大径であったり、高温仕様として用いない場合にステンレス材に代わる適宜の金属材料を選択して押出加工等により第１ノズル部材２４と第２ノズル部材２５を一体に形成することも可能である。また、ノズル部材１３は、第１ノズル部材２４に対してノズル孔の孔径を異にする第２ノズル部材を選択して用いることにより、被加熱体６に対して加熱用媒体５の噴流範囲を変えることが可能である。
【００４３】
ヒータ本体２においては、図２に示すようにホルダ部材１０に対して、ソケット部材９がソケット組付開口１０Ｂからソケット嵌合空間部９Ａを加熱用媒体供給空間部１６内に突出させて組み付けられる。ヒータ本体２においては、この状態でソケット部材９に設けられたソケット１４が加熱用媒体供給空間部１６の開口に臨ませられる。ヒータ本体２においては、ホルダ部材１０に対してその供給管取付孔１０Ｄに加熱用媒体供給管１７が取り付けられる。
【００４４】
ヒータ本体２においては、ランプヒータ８が、ホルダ部材１０に対して開口側から加熱用媒体供給空間部１６内に嵌合してその口金体８Ｄをソケット部材９に組み込んだソケット１４に結合することにより、バルブ８Ａを加熱用媒体供給空間部１６から突出させてホルダ部材１０に片持ち状態で支持される。ヒータ本体２においては、熱交換筒部材１２が、第１加熱用媒体流路２０内にランプヒータ８を嵌挿させるようにして加熱用媒体供給空間部１６の開口側からホルダ部材１０に組み合わされる。ヒータ本体２においては、熱交換筒部材１２が、嵌挿した一端部の外周部を熱交換筒部材保持凸部１８により保持され、ランプヒータ８を全長に亘って覆ってホルダ部材１０に片持ち状態で支持される。
【００４５】
ヒータ本体２においては、外筒部材１１が、加熱空間部１９内にランプヒータ８を覆った熱交換筒部材１２を嵌挿させるようにして加熱用媒体供給空間部１６の開口側からホルダ部材１０に組み合わされる。ヒータ本体２においては、外筒部材１１が、第１端部１１Ａの第１内周ネジ１１Ｂを外周ネジ１０Ｅにねじ込むことにより、ランプヒータ８と熱交換筒部材１２を全長に亘って覆ってホルダ部材１０に片持ち状態で組み合わされる。
【００４６】
ヒータ本体２においては、第１ノズル部材２４が、外周ネジ部２４Ｄを第２端部１１Ｃの第２内周ネジ１１Ｄにねじ込むことにより、加熱用媒体供給空間部１６の開口側を閉塞するようにして外筒部材１１に組み合わされる。ヒータ本体２においては、第２ノズル部材２５が、外周ネジ２５Ｃを取付ネジ孔２４Ｅにねじ込むことにより、外筒部材１１の先端部に一体化される。ヒータ本体２においては、図１に示すように例えばホルダ部材１０がその外周部をスタンド７に保持され、ノズル部材１３を被加熱体６に対向させて工程中に設置される。
【００４７】
ヒータ本体２においては、加熱用媒体供給源４から供給される加熱用媒体５が、後述するようにコントローラ３により流量を調整されて供給される。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、図２矢印で示すように加熱用媒体供給管１７からホルダ部材１０の加熱用媒体供給空間部１６内へと供給される。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、この加熱用媒体供給空間部１６からランプヒータ８を収納した熱交換筒部材１２内の第１加熱用媒体流路２０とともに、熱交換筒部材保持凸部１８間の各凹部を介して外筒部材１１と熱交換筒部材１２との間に構成された第２加熱用媒体流路１９Ａに流れ込む。
【００４８】
ヒータ本体２においては、後述するコントローラ３により所定の電圧値に設定された駆動電圧が供給されることにより、ランプヒータ８の発熱量が調整される。ヒータ本体２においては、ランプヒータ８が、バルブ８Ａに沿って第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５を直接加熱するとともに熱交換筒部材１２を加熱する。ヒータ本体２においては、熱せられた熱交換筒部材１２が、第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５を加熱するとともに、第２加熱用媒体流路１９Ａを流れる加熱用媒体５と外筒部材１１を加熱する。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、長軸のランプヒータ８と熱交換筒部材１２及び外筒部材１１により第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａ内を流れて比較的長い間隔を以って効率的に加熱される。
【００４９】
ヒータ本体２においては、熱交換筒部材１２に第１加熱用媒体流路２０に全長に亘って突出する複数のリブ状凸部２１を形成したことにより、第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５がより大きな表面積で加熱されるようになるとともに整流されて安定した状態で流れるようになる。ヒータ本体２においては、外気の影響を受けやすい外筒部材１１の内周壁に沿った第２加熱用媒体流路１９Ａを流れる加熱用媒体５も熱交換筒部材１２により加熱され、外気の影響が低減される。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５に対する効率的な加熱により小型化や低電力消費化が図られる。
【００５０】
ヒータ本体２においては、第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａを流れてランプヒータ８と熱交換筒部材１２により加熱された加熱用媒体５を、ノズル部材１３から所定の温度と流量を以って被加熱体６に噴流させる。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、図２矢印で示すように第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａから第１ノズル部材２４の第１ノズル空間２４Ｃ内に流速を高めて流れ込む。
【００５１】
ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、第１ノズル空間２４Ｃから第２ノズル部材２５の第２ノズル空間２５Ａを介してノズル孔２５に流れ込む。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、ノズル孔２５によりさらに流速を高められて被加熱体６に噴流されることで、この被加熱体６を効率的に加熱する。ヒータ本体２においても、ノズル孔２５からの露光により被加熱体６に対する加熱用媒体５の噴流位置が照明されることで、加熱用媒体５をより正確に噴流させることが可能である。
【００５２】
加熱装置１においては、上述したようにコントローラ３によりヒータ本体２への加熱用媒体５の供給制御と電圧調整によるランプヒータ８の発熱制御を行うことにより、被加熱体６における加熱温度や加熱時間或いは加熱用媒体５の流量等の加熱仕様に適合した条件による加熱動作を精密に制御することが可能である。加熱装置１は、ランプヒータ８に供給する駆動電圧を高電圧化するに従ってランプヒータ８の発熱量が大きくなり、またランプヒータ８に一定電圧を供給した状態で加熱用媒体５の単位時間当たりの供給量を多くするに従って加熱用媒体５の温度が低下する。
【００５３】
加熱装置１においては、詳細を後述するようにコントローラ３が、加熱用媒体５の流量制御とランプヒータ８への電圧調整を同時に行い、また加熱用媒体５の流量を一定に保持してランプヒータ８への電圧調整を行い、或いはランプヒータ８への電圧を一定に保持して加熱用媒体５の流量制御を行う機能を有する。加熱装置１においては、かかる機能を有するコントローラ３を備えることにより、被加熱体６に対してヒータ本体２から精密に温度管理された加熱用媒体５を噴流させる。
【００５４】
上述した機能を有するコントローラ３は、図１及び図６に示すように筐体３０の操作面３０Ａに上述したヒータ本体２の各部を接続する詳細を後述する接続部が設けられるとともに、筐体３０の内部に図７により詳細を後述する各制御部が備えられる。コントローラ３は、上述したように半導体製造工程に設置されたヒータ本体２の近傍に位置して設置され、各部を接続した後に商用電源等の外部電源５０と接続される。
【００５５】
コントローラ３は、図１及び図６に示すように筐体３０の主面３０Ａに、一対のジャック３１Ａ、３１Ｂを有する電源接続端子部３１が設けられる。筐体３０には、主面３０Ａに、加熱用媒体供給管１７と接続した供給配管３２が結合され供給継ぎ手管３３と、加熱用媒体供給源４とフィルタ３４を介して接続した流入配管３５が結合される流入継ぎ手管３６が設けられる。筐体３０には、主面３０Ａに、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流される加熱用媒体５の温度を検出する温度検出センサ３７を接続する一対のジャック３９Ａ、３９Ｂを有するセンサ接続端子部３９が設けられる。筐体３０には、これらヒータ本体２との接続部とともに、主面３０Ａに電源スイッチ４０と、詳細を後述する温度コントローラ部４２の温度表示器４２Ａ及び温度設定操作部４２Ｂと、流量コントローラ部４３の流量表示器４３Ａ及び流量設定操作部４３Ｂが設けられる。
【００５６】
コントローラ３には、図７に示すように、筐体３０の内部に制御処理手段を構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）４４と、ランプヒータ駆動制御部を構成する電圧コントローラ４５及びランプヒータ駆動回路部４６と、加熱用媒体供給制御部を構成する電磁弁制御回路部４７及びこの電磁弁制御回路部４７により開閉動作が制御される調整電磁弁４８と、外部電源５０と接続された電源回路部４９等の回路部を搭載した詳細を省略する制御基板が備えられる。コントローラ３は、温度コントローラ部４２によりヒータ本体２から被加熱体６に噴流する加熱用媒体５の温度設定が行われて、その設定情報信号がＣＰＵ４４に入力される。
【００５７】
コントローラ３は、流量コントローラ部４３により被加熱体６に噴流する加熱用媒体５の流量設定が行われて、その設定情報信号がＣＰＵ４４に入力される。コントローラ３は、これらの入力信号に基づいてＣＰＵ４４からランプヒータ制御回路部４６或いは電磁弁制御回路部４７に制御信号が出力され、ヒータ本体２におけるランプヒータ８の発熱制御と加熱用媒体５の流量制御が行われるようにする。
【００５８】
コントローラ３は、電源接続端子部３１の詳細を省略するジャック３１Ａ、３１Ｂにそれぞれヒータ本体２から引き出した電源コード１５に設けられたプラグ１５Ａ、１５Ｂを着脱自在に結合することにより、使用時においてヒータ本体２を接続して電源供給が行われるようにする。コントローラ３は、センサ接続端子部３９の詳細を省略するジャック３９Ａ、３９Ｂに後述する温度検出センサ３７から引き出されたセンサコード３８に設けられたプラグ３８Ａ、３８Ｂを着脱自在に結合し、使用時において温度検出センサ３７を接続して加熱用媒体５の温度情報が入力されるようにする。
【００５９】
コントローラ３は、供給継ぎ手管３３及び流入継ぎ手管３６がそれぞれ一般的な流体管接続用に用いられる継ぎ手管であることから詳細を省略するが、供給配管３２や流入配管３５を着脱自在に結合し、使用時においてヒータ本体２と加熱用媒体供給源４とを接続して加熱用媒体５が供給されるようにする。コントローラ３には、供給継ぎ手管３３と流入継ぎ手管３６との間に、加熱用媒体供給源４から加圧状態で供給される加熱用媒体５の流量を調整する調整電磁弁４８が設けられる。調整電磁弁４８は、詳細を省略するが電磁弁制御回路部４７から出力される制御信号によりソレノイド等の駆動手段を駆動して管路を開閉する電磁弁の動作が制御され、ヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量を調整する。電磁弁制御回路部４７は、ＣＰＵ４４から出力される制御信号により駆動される。
【００６０】
コントローラ３は、電源コード５１が先端部に設けたプラグを例えば商用電源コンセントに結合することにより、外部電源５０と接続される。コントローラ３は、電源回路部４９の前段に電源スイッチ４０と図示しない電源ヒューズが設けられ、電源スイッチ４０により全体のオン・オフ操作が行われるようにするとともに、過大電流が流れた場合に電源ヒューズが切れるようにする。電源回路部４９は、詳細を省略するが商用電源に対してＡＣ−ＤＣ変換処理や所定電圧の変換処理を行い、ＣＰＵ４４やランプヒータ制御回路部４６或いは他の構成各部に対して所定仕様の電源を供給する。
【００６１】
コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流される加熱用媒体５の温度を検出する温度検出センサ３７からの検出信号に基づいてランプヒータ制御回路部４６を制御し、ランプヒータ８に印加する駆動電圧を自動調整する。ランプヒータ制御回路部４６は、ヒータ本体２のランプヒータ８に電源を供給してランプヒータ８を点灯させて加熱用媒体５の加熱動作が行われるようにするが、後述するように調整された駆動電圧を供給することによりランプヒータ８の発熱制御が行われるようにする。
【００６２】
温度検出センサ３７は、図１に示すようにセンサ部をヒータ本体２の加熱用媒体５が噴流されるノズル部材１３と被加熱体６との間に配置することにより、実際に被加熱体６を加熱する加熱用媒体５の温度を直接かつ高精度に検出する。したがって、温度検出センサ３７としては、１０００℃程度までの比較的高温領域の温度測定用に用いられる温度センサ、例えば銅とコンスタンタンや白金と白金ロジウム合金等の２種類の金属を組み合わせてこれら金属により熱起電力を励起させて温度測定を行う熱電対センサが用いられる。
【００６３】
コントローラ３においては、加熱用媒体５の温度を測定した温度検出センサ３７から温度検出信号がＣＰＵ４４へと出力されるとともに、温度コントローラ部４２に出力されて測定した温度が温度表示器４２Ａに表示されるようにする。ＣＰＵ４４は、この温度検出信号に基づく温度情報と温度コントローラ部４２により設定した設定温度とを比較し、差異結果に基づいてランプヒータ制御回路部４６や電磁弁制御回路部４７に制御信号を出力する。
【００６４】
ＣＰＵ４４には、上述したように温度コントローラ部４２から加熱用媒体５の温度設定情報信号が入力されるとともに、流量コントローラ部４３から加熱用媒体５の流量設定情報信号が入力される。ＣＰＵ４４は、上述したように温度検出センサ３７から出力された温度検出信号と温度設定情報信号とを比較して、ランプヒータ制御回路部４６に対してランプヒータ８に供給する駆動電圧の電圧値を指示する制御信号と電磁弁制御回路部４７に対して供給する加熱用媒体５の流量を規定する調整電磁弁４８の駆動量を指示する制御信号を出力する。ＣＰＵ４４は、上述した温度検出信号に基づいて、温度表示器４２Ａに加熱用媒体５の温度を表示させる。
【００６５】
温度コントローラ部４２は、上述したように加熱用媒体５の温度を表示する温度表示器４２Ａと、加熱用媒体５の温度を設定する温度設定操作部４２Ｂとから構成される。温度コントローラ部４２は、温度設定操作部４２Ｂが、詳細を省略するが被加熱体６を加熱する加熱用媒体５の温度を設定するための設定操作ボタンや温度表示器４２Ａの表示を切り替える表示切換ボタン或いは出力操作ボタン等の操作ボタンと、これら各操作ボタンの操作に基づいてＣＰＵ４４に所定の信号を出力する回路部等を有する。
【００６６】
温度コントローラ部４２は、例えば温度表示器４２Ａに表示された設定温度の変更を行う場合に、表示切換ボタンを操作して温度設定モードに設定した状態で設定操作ボタンを操作して表示温度を変更する。温度コントローラ部４２は、温度表示器４２Ａに表示された変更後の表示温度値を確認して出力操作ボタンを操作することにより、ＣＰＵ４４に対して設定した温度情報信号を出力する。温度コントローラ部４２は、上述したように温度検出センサ３７により検出されＣＰＵ４４に出力された加熱用媒体５の温度を温度表示器４２Ａに表示する。
【００６７】
コントローラ３においては、ＣＰＵ４４が、温度コントローラ部４２から出力された温度情報信号に基づいてランプヒータ８の発熱特性に応じて供給すべき駆動電圧値を設定して、ランプヒータ制御回路部４６に対して所定の制御信号を出力する。コントローラ３においては、この制御信号に基づいて電圧コントローラ４５が駆動されてランプヒータ制御回路部４６を介してランプヒータ８に所定電圧値の駆動電圧を供給する。
【００６８】
流量コントローラ部４３も、上述したように加熱用媒体５の流量を表示する流量表示器４３Ａと、加熱用媒体５の流量を設定する流量設定操作部４３Ｂとから構成される。流量コントローラ部４３は、流量設定操作部４３Ｂが、詳細を省略するがヒータ本体２に供給する被加熱体６の単位時間当たりの供給量、すなわち流量を設定するための設定操作ボタンや流量表示器４３Ａの表示を切り替える表示切換ボタン或いは出力操作ボタン等の操作ボタンと、これら各操作ボタンの操作に基づいてＣＰＵ４４に所定の信号を出力する制御回路部等を有する。
【００６９】
流量コントローラ部４３は、例えば流量表示器４３Ａに表示された設定流量の変更を行う場合に、表示切換ボタンを操作して流量設定モードに設定した状態で設定操作ボタンを操作して流量を変更する。流量コントローラ部４３は、流量表示器４３Ａに表示された変更後の流量値を確認して出力操作ボタンを操作することにより、制御回路部からＣＰＵ４４に対して設定した流量情報信号を出力する。
【００７０】
コントローラ３においては、ＣＰＵ４４が、流量コントローラ部４３から出力された流量情報信号に基づいてヒータ本体２から噴流する加熱用媒体５の流量値を設定して、電磁弁制御回路部４７に対して所定の制御信号を出力する。コントローラ３においては、この制御信号に基づいて電磁弁制御回路部４７から調整電磁弁４８に対して所定の駆動信号が出力され、流量を調整された加熱用媒体５がヒータ本体２に供給されるようにする。
【００７１】
コントローラ３においては、上述した温度コントローラ部４２により加熱用媒体５の温度設定を行った状態で流量コントローラ部４３による流量設定を行うことにより、ランプヒータ８に対して電圧値が自動調整された駆動電圧が供給されるようにする。加熱用媒体５は、流量が多くなるにしたがって次第に温度が低下するとともに、流量が少なくなるにしたがって次第に温度が上昇する。コントローラ３においては、加熱用媒体５が流量コントローラ部４３により設定した流量で噴流することにより生じる温度変化を温度検出センサ３７により検出する。コントローラ３においては、上述したフィードバック制御動作により電圧コントローラ４５により制御された所定電圧値の駆動電圧をランプヒータ制御回路部４６を介してランプヒータ８に供給することにより、ランプヒータ８から所定の発熱量が発生されるようにする。
【００７２】
一方、コントローラ３においては、上述した流量コントローラ部４３により加熱用媒体５の流量設定を行った状態で温度コントローラ部４２による温度設定を行うことによっても、ランプヒータ８に対して電圧値が自動調整された駆動電圧が供給されるようにする。ランプヒータ８は、供給される駆動電圧が高くなるにしたがって次第に発熱量が大きくなるとともに駆動電圧が低くなるにしたがって次第に発熱量が小さくなる。コントローラ３においては、電圧変動による加熱用媒体５の温度変化を温度検出センサ３７により検出する。コントローラ３においては、上述したフィードバック制御動作によりＣＰＵ４４から電圧コントローラ４５に制御信号が出力され、所定電圧値の駆動電圧をランプヒータ制御回路部４６を介してランプヒータ８に供給することにより、ランプヒータ８から所定の発熱量が発生されるようにする。
【００７３】
以上のように構成されたコントローラ３においては、上述したように工程中に設置されたヒータ本体２が、電源接続端子部３１に電源コード１５を接続し、供給継ぎ手管３３に供給配管３２を接続される。コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３に近接して設置した温度検出センサ３７が、センサ接続端子部３９にセンサコード３８を接続される。コントローラ３においては、流入継ぎ手管３６に加熱用媒体供給源４からフィルタ３４を介して導かれた流入配管３５が接続されるとともに、電源コード５１が外部電源５０に接続される。
【００７４】
コントローラ３においては、電源スイッチ４０をオン操作して構成各部に対して電源供給を行う。コントローラ３においては、温度コントローラ部４２の温度設定操作部４２Ｂによりヒータ本体２による被加熱体６の加熱温度を設定する操作を行うことにより、温度表示器４２に設定温度が表示されるとともにＣＰＵ４４に温度情報信号が出力される。コントローラ３においては、流量コントローラ部４３の流量設定操作部４３Ｂによりヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量を設定する操作を行うことにより、流量表示器４３Ａに設定流量が表示されるとともにＣＰＵ４４に流量情報信号が出力される。
【００７５】
コントローラ３においては、流量コントローラ部４３からの流量情報信号に基づいてＣＰＵ４４から電磁弁制御回路部４７に対して制御信号が出力され、この制御信号に基づいて電磁弁制御回路部４７から出力される駆動信号により調整電磁弁４８が駆動される。コントローラ３においては、加熱用媒体供給源４から供給される加熱用媒体５を調整電磁弁４８により流量を調整してヒータ本体２に供給する。コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流する加熱用媒体５の温度が温度検出センサ３７により検出され、温度検出センサ３７からＣＰＵ４４に温度検出信号が出力される。
【００７６】
コントローラ３においては、温度検出センサ３７からの温度検出信号に基づいてＣＰＵ４４から電圧コントローラ４５に対してランプヒータ８に供給する駆動電圧の電圧値を指示する制御信号を出力する。コントローラ３においては、電圧コントローラ４５からランプヒータ制御回路部４６に制御信号を出力し、この制御信号に基づいてランプヒータ制御回路部４６からヒータ本体２のランプヒータ８に所定電圧値の駆動電圧を供給してランプヒータ８から所定の発熱量が発生されるようにする。
【００７７】
コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流する加熱用媒体５の温度を温度検出センサ３７により引き続いて検出する。コントローラ３においては、温度検出センサ３７により加熱用媒体５が設定温度よりも高くなった状態を検出するとＣＰＵ４４からの指示に基づいて駆動電圧を低圧化してランプヒータ８からの発熱量を低下させるとともに、設定温度よりも低い状態では駆動電圧を高圧化してランプヒータ８からの所定の発熱量を高くする。
【００７８】
コントローラ３においては、上述したようにヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量と温度検出センサ３７により検出した加熱用媒体５の温度とによりランプヒータ８に供給する駆動電圧を自動制御するようにしたが、かかる制御方法に限定されないことは勿論である。コントローラ３においては、例えば温度検出センサ３７からの温度検出信号に基づいてＣＰＵ４４から電磁弁駆動制御回路部４７に対して制御信号を出力して調整電磁弁４８を駆動し、加熱用媒体５の流量を調整するようにしてもよい。コントローラ３においては、温度検出センサ３７により加熱用媒体５が設定温度よりも高い状態を検出すると加熱用媒体５の流量を増加させるとともに、設定温度よりも低い状態を検出すると加熱用媒体５の流量を低下させる。
【００７９】
また、コントローラ３においては、例えば筐体３０の主面３０Ａに手動操作される電圧調整ダイヤルを設け、この電圧調整ダイヤルにより電圧コントローラ４５を駆動してランプヒータ制御回路部４６から所定電圧値の駆動電圧をヒータ本体２に供給するように構成してもよい。コントローラ３においては、例えば電圧調整ダイヤルを手動操作してヒータ本体２に供給する駆動電圧を設定し、温度検出センサ３７により検出されて温度コントローラ部４２の温度表示器４２Ａに表示される加熱用媒体５の温度を確認しながら、流量コントローラ部４３の流量設定操作部４３Ｂによりヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量を調整する。
【００８０】
加熱装置１においては、上述したようにコントローラ３を備えてヒータ本体２に対してランプヒータ８の発熱量とノズル部材１３から噴流する加熱用媒体５の流量を制御することにより、被加熱体６の温度制御を行うように構成される。加熱装置１においては、特に精密な温度管理を不要とする場合にはヒータ本体２の制御を行うコントローラ３を備えることなく、ヒータ本体２が被加熱体６を加熱するように構成してもよい。また、加熱装置１においては、コントローラ３の使用を手動スイッチの切替操作により選択するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施の形態として示す加熱装置の斜視図である。
【図２】ヒータ本体の断面図である。
【図３】ヒータ本体の分解断面図である。
【図４】ヒータ本体のホルダ部材と熱交換筒部材の組み合わせ部位の断面図である。
【図５】他の熱交換筒部材の断面図である。
【図６】コントローラの正面図である。
【図７】コントローラの構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 加熱装置、２ ヒータ本体、３ コントローラ、４ 加熱用媒体供給源、５ 加熱用媒体、６ 被加熱体、８ ランプヒータ、９ ソケット部材、１０ ホルダ部材、１１ 外筒部材、１２ 熱交換筒部材、１３ ノズル部材、１４ ソケット、１６ 加熱用媒体供給空間部、１７ 加熱用媒体供給管、１８ 熱交換筒部材保持凸部、１９ 加熱空間部、１９Ａ 第２加熱用媒体流路、２０ 第１加熱用媒体流路、２１ リブ状凸部、２２ 熱交換筒部材、２３ 保持凸部、２４ 第１ノズル部材、２５ 第２ノズル部材、３０ 筐体、３１ 電源接続端子部、供給配管、３３ 供給継ぎ手管、３４ フィルタ、３５ 流入配管、３６ 流入継ぎ手管、３７ 温度検出センサ、３９ センサ接続端子部、４０ 電源スイッチ、４２ 温度コントローラ部、４３ 流量コントローラ部、４４ ＣＰＵ、４５ 電圧コントローラ、４６ ランプヒータ制御回路部、４７ 電磁弁制御回路部、４８ 調整電磁弁、４９ 電源回路部、５０ 外部電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプヒータを熱源として用いるヒータ本体と、このヒータ本体を制御するコントローラとを備え、気体或いは液体等の加熱用媒体をランプヒータにより所定温度に加熱して被加熱体に噴流させて加熱する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造工程等には、素子を封装した樹脂を乾燥したり純水やエッチング液等を所定温度に加熱保持するために、気体や液体等からなる所定の加熱用媒体を加熱する加熱装置が用いられる。加熱装置は、例えば部品等を接着剤により接合する部品接合工程にも設置され、塗布した接着剤を素早く乾燥、硬化させる。かかる加熱装置としては、熱源として高精度の温度制御が可能であり、構造が簡易でクリーン度も高い電気熱源が用いられる。
【０００３】
また、かかる加熱装置には、電気熱源として、一般的なニクロム線ヒータ等と比較して熱効率が良好であるとともに長寿命かつランニングコストも有意である等の特性を有するハロゲンヒータ、赤外線ランプ放電灯或いは白熱球灯等のランプヒータを用いたものが提供されている（特許文献１乃至特許文献３を参照）。従来のランプヒータ型加熱装置は、一般に長軸の両口ランプが用いられ、この両口ランプを例えば筒状のハウジングにより全長に亘って被覆して構成する。両口ランプ型加熱装置は、ハウジングの両側に、両口ランプの長さとほぼ等しい間隔を以って対向配置された一対のソケットを有し、これらソケットに両端部に設けた口金を嵌合することにより両口ランプを機械的かつ電気的に結合して支持する。
【０００４】
両口ランプ型加熱装置においては、ハウジングの内部空間が加熱用媒体の流路と加熱空間部とを構成して、一端側に設けた供給口から供給した加熱用媒体を両口ランプにより所定温度に加熱して他端側に設けた送出口を介して被加熱体に吹き付けて加熱する。かかる両口ランプ型加熱装置においては、ハウジングの両端部位が、両口ランプの支持部位とともに適宜のシールド構造を有する加熱用媒体の供給口及び送出口を構成することから、構造が複雑になるとともに両口ランプの着脱操作が面倒となるといった問題がある。両口ランプ型加熱装置においては、全体として大型となるとともに、例えば送出口と被加熱体との間に加熱用媒体を被加熱体にスポット吹き付けする適宜のガイド構造も必要となり構造も複雑となる等の問題があった。
【０００５】
出願人は、上述した従来の両口ランプ型加熱装置の問題を解決し、取り扱いが簡便で廉価であり、熱損失を低減して加熱用媒体を被加熱体に対して的確かつ効率的に吹き付けることが可能な片口型ランプヒータを用いた加熱装置を提供した（特許文献４を参照）。この新型加熱装置は、一端部に設けた口金を口金部材に結合することにより片持ち状態に支持される片口型ランプヒータと、このランプヒータを略全長に亘って被覆する筒状を呈し内部に加熱用媒体を加熱する加熱用媒体流路を構成するとともに先端側に吹出し口を設けた熱交換部材と、ランプヒータを結合する口金部材と熱交換部材を同心状態で片持ち保持するとともに加熱用媒体の供給口が設けられたホルダ部材とから構成される。
【０００６】
【特許文献１】特許第２５８３１５９号公報
【特許文献２】特開平８−３５７２４号公報
【特許文献３】特許第３３４４９０９号公報
【特許文献４】特開平２００１−１５３４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した新型加熱装置においては、ホルダ部材の供給口から熱交換部材の加熱用媒体流路内に供給された加熱用媒体がランプヒータにより加熱されて吹出し口から被加熱体に直接噴流することにより、熱損失が低減されて被加熱体を効率的に加熱することが可能である。新型加熱装置においては、片口型ランプヒータを用いることで交換操作の簡易化が図られ、また吹出し口から漏れる光により被加熱体に対する加熱用媒体の吹付け位置の確認とともに照明も行われてスポット的加熱も正確に行うことが可能である。新型加熱装置においては、小形簡易であるとともに取り扱いや操作も簡易であり、工程変更の対応或いは手持ち使用も可能であり汎用性が大きいといった特徴を有している。
【０００８】
一方、加熱装置においては、被加熱体の仕様に応じて加熱用媒体を所定温度に加熱する必要があり、温度調整手段が必要となる。加熱装置においては、精密な温度制御を行う場合に大型かつ高精度のコントローラが必要となり、全体が高価となるとともに大型化するといった問題があった。また、新型加熱装置においては、被加熱体に対して加熱用媒体を噴流することにより、被加熱体の仕様によっては加熱用媒体の流量を調整する対応も必要となる。
【０００９】
したがって、出願人は、上述した新型加熱装置の特徴を全面的に踏襲し、さらなる性能向上を図るべく鋭意検討を重ねた。出願人は、その結果、被加熱体に対してランプヒータにより加熱した加熱用媒体を噴流して加熱する加熱装置であり、被加熱体の多様な仕様に応じて加熱用媒体の温度や流量を簡易な構成により高精度かつ多段に設定することを可能とするとともに小型化やコスト低減が図られた加熱装置を開発するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる加熱装置は、熱源として片口型ランプヒータを用いるヒータ本体と、このヒータ本体を制御するコントローラとを備える。加熱装置は、ヒータ本体が、一端側に口金体を設けて駆動電圧の制御により発熱量が制御される片口型ランプヒータと、このランプヒータを加熱空間部を構成する内部空間に片持ち状態で収納して一端部側から供給した加熱用媒体を加熱して他端側に設けたノズル部材から被加熱体に対して噴流させる熱交換筒部材を有する。加熱装置は、コントローラが、ヒータ本体に対して、電圧値を調整して駆動電圧を供給するランプヒータ駆動制御部と、流量を調整して加熱用媒体を供給する加熱用媒体供給制御部と、ヒータ本体のノズル部材から噴流される加熱用媒体の温度を検出する温度検出センサを有する。
【００１１】
加熱装置においては、温度検出センサが、熱交換筒部材から被加熱体に噴流する加熱用媒体の温度を検出し、検出温度情報をコントローラに出力する。加熱装置においては、コントローラがヒータ本体に対して、検出温度情報に基づいてランプヒータ駆動制御部と加熱用媒体供給制御部に制御信号を出力する。加熱装置においては、ランプヒータ駆動制御部がランプヒータに所定電圧値の駆動電圧を供給する駆動電圧制御動作と、加熱用媒体供給制御部が加熱用媒体の流量を制御する加熱用媒体流量制御動作とを行うことにより、加熱用媒体の温度制御を行う。
【００１２】
加熱装置においては、ヒータ本体に対して一定量の加熱用媒体を供給した状態で、ランプヒータ駆動制御部からランプヒータに供給する駆動電圧を高電圧化するに従ってランプヒータの発熱量が大きくなる。加熱装置においては、ランプヒータに一定電圧を供給した状態で、ヒータ本体に対する加熱用媒体の流量を多くするに従って加熱用媒体の温度が低下する。したがって、加熱装置においては、コントローラによりヒータ本体への加熱用媒体の供給制御と電圧調整によるランプヒータの発熱制御を行うことにより、被加熱体における加熱温度や加熱時間或いは加熱用媒体の流量等の加熱仕様に適合した条件による加熱動作を精密に制御することが可能である。加熱装置においては、ノズル部材から噴流される加熱用媒体の温度を温度検出センサにより検出し、検出温度情報に基づいて上述した温度制御を行うことからより被加熱体をより高精度に加熱する。
【００１３】
また、加熱装置は、コントローラに、ヒータ本体から被加熱体に噴流させる加熱用媒体の温度を設定してランプヒータ駆動制御部に制御信号を出力する温度コントローラ部と、この温度コントローラ部から入力された設定温度情報と温度検出センサから入力された検出温度情報とを比較するとともにその差異に基づく制御信号をランプヒータ駆動制御部に出力する制御処理手段が備えられる。加熱装置においては、加熱用媒体供給制御部により設定した所定量の加熱用媒体をヒータ本体に供給している状態で、ランプヒータ駆動制御部が、制御処理手段から出力される設定温度情報と検出温度情報との差異に基づく制御信号によりヒータ本体に対する駆動電圧制御動作を行う。加熱装置においては、これにより加熱用媒体の自動温度制御が行われる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる加熱装置によれば、コントローラが、温度検出センサから出力される加熱用媒体の検出温度情報に基づいてランプヒータ駆動制御部と加熱用媒体供給制御部による駆動電圧制御動作と加熱用媒体流量制御動作とを行って加熱用媒体の温度制御を行うことにより、被加熱体の仕様に応じて加熱媒体の温度と流量を精密かつ多段に設定することが可能となる。加熱装置によれば、大型かつ高精度のコントローラが不要となり、小型化やコスト低減も図られるとともに操作性の向上も図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態として示した加熱装置１について、図面を参照して詳細に説明する。加熱装置１は、図１に示すようにヒータ本体２と、このヒータ本体２を制御するコントローラ３とから構成され、詳細を後述するように加熱用媒体供給源４から供給された清浄な空気を所定の温度まで加熱して加熱用媒体５を生成するとともにこの加熱用媒体５を所定の吹付け量（流量）を以って被加熱体６に吹き付けて加熱する。加熱装置１は、例えばヒータ本体２を詳細を省略するスタンド７により半導体製造工程の封止樹脂硬化工程に設置し、ヒータ本体２から加熱用媒体５を素子を封装した封止樹脂に吹き付けて乾燥、硬化させることにより半導体を製造する。
【００１６】
なお、加熱装置１は、後述するようにコントローラ３を介して加熱用媒体５の温度と流量を適宜設定することが可能であることから精密な温度管理を行うとともに、半導体製造工程ばかりでなく様々な分野に用いることも可能である。加熱装置１は、ヒータ本体２をスタンド７により固定設置する使用形態ばかりでなく、適宜の把持構造を設けて手持ち使用することも可能である。加熱装置１は、加熱用媒体５として加熱用媒体供給源４から供給される空気を用いるようにしたが、例えば窒素ガス等の気体或いは水等の適宜の液体を用いるようにしてもよいことは勿論である。なお、以下の説明においては、説明の便宜上加熱用媒体供給源４から供給される加熱前の清浄な空気と所定温度に加熱されて生成された加熱用媒体について、全て加熱用媒体５と表現するものとする。
【００１７】
ヒータ本体２は、図２及び図３に示すように、加熱源を構成するランプヒータ８と、このランプヒータ８を片持ち支持するソケット部材９と、ホルダ部材１０と、外筒部材１１と、熱交換筒部材１２と、ノズル部材１３とを備える。ヒータ本体２には、ランプヒータ８として後述する片口型のハロゲンランプが用いられる。なお、ヒータ本体２は、ランプヒータ８としてハロゲンランプに限定されず、例えば片口型の赤外線ランプ、放電灯或いは白熱灯等の適宜の片口型ランプヒータを用いてもよいことは勿論である。
【００１８】
ランプヒータ８として用いるハロゲンランプは、基本的な構成を従来周知のハロゲンランプと同様とし、図３に示すように石英ガラス等により成形されたバルブ８Ａと、このバルブ８Ａ内に封止部８Ｂを介して封装されたフィラメント８Ｃ及び封入ガスと、バルブ８Ａの一端側に設けられた口金体８Ｄとから構成される。ハロゲンランプは、バルブ８Ａが一端側を密封された長尺バルブ体により構成されるとともに、フィラメント８Ｃが加工特性に優れかつ高温での蒸発性が低いタングステン線により形成される。ハロゲンランプは、封入ガスとして例えば窒素、アルゴン及びクリプトン等の不活性ガスとヨウ素系や臭素系或いは塩素系化合物からなる微量のハロゲンガスをバルブ８Ａ内に封入する。
【００１９】
ハロゲンランプは、バルブ８Ａの開口に、セラミック等により形成されフィラメント８Ｃの基端部を支持する口金体８Ｄが組み付けられる。ハロゲンランプは、例えばモリブデン箔等からなる封止部８Ｂが、バルブ８Ａと口金体８Ｄとの間の気密性を保持するとともにバルブ８Ａ内のフィラメント８Ｃと口金体８Ｄの外側面に設けた図示しない電極とを電気的に導通する。なお、ハロゲンランプは、口金体８Ｄが、一般的なピン型或いはスクリュー型のいずれにより構成してもよい。
【００２０】
ソケット部材９は、合成樹脂材により図３に示すように内部に一方側面に開口するソケット嵌合空間部９Ａを形成した有底筒状に形成される。ソケット部材９には、ソケット嵌合空間部９Ａに詳細を省略するがランプヒータ８のピン型或いはスクリュー型の口金体８Ｄに対応したピン受け構造或いはねじ受け構造を有するソケット（口金部材）１４が組み付けられる。ソケット部材９は、ソケット１４に口金体８Ｄを着脱することにより、ランプヒータ８が着脱されるようにする。
【００２１】
ソケット部材９は、図２に示すようにソケット１４に口金体８Ｄを結合した状態でランプヒータ８を片持ち状態で支持するとともに、ソケット１４とフィラメント８Ｃとの電気的接続が行われるようにする。ソケット部材９は、側面部９Ｂから一端をソケット１４の電極に接続した電源コード１５が引き出される。電源コード１５は、後述するようにコントローラ３に接続され、ソケット１４を介してランプヒータ８に対して所定の電圧値に制御された駆動電圧を供給する。ソケット部材９には、外周部に軸方向に貫通する取付孔を有する複数の取付部９Ｃが一体に突出形成され、後述するようにこれら取付部９Ｃをストッパとしてホルダ部材１０に組み付けられる。
【００２２】
ホルダ部材１０は、例えばステンレス材等の金属材或いは適宜の合成樹脂材により図３に示すように内部に一方側面に開口する加熱用媒体供給空間部１６を形成した有底筒状に形成される。ホルダ部材１０は、上述したソケット部材９よりも大径とされ、側面部１０Ａを貫通して加熱用媒体供給空間部１６に連通するソケット部材９の外径とほぼ等しい内径のソケット組付け開口１０Ｂが形成される。ホルダ部材１０には、図２に示すようにソケット組付け開口１０Ｂから加熱用媒体供給空間部１６内にソケット１４の組付け部位側を突出させて、ソケット部材９が組み付けられる。
【００２３】
ホルダ部材１０には、図示を省略するがソケット組付け開口１０Ｂを囲んで側面部１０Ａに複数の取付けネジ孔が形成されており、これら取付けネジ孔に対して取付部９Ｃに形成した図示を省略する取付け孔を位置決めしてソケット部材９が側面部１０Ａに組み付けられる。ホルダ部材１０は、各取付孔に嵌挿した取付ネジが取付けネジ孔にネジ込まれることにより、加熱用媒体供給空間部１６内にソケット嵌合空間部９Ａを突出させソケット１４を開口に臨ませてソケット部材９を側面部１０Ａに固定する。なお、ホルダ部材１０は、ソケット部材９を適宜のシール材を介して側面部１０Ａに固定することにより、ソケット組付け開口１０Ｂからの加熱用媒体５の漏れを防止する。
【００２４】
ホルダ部材１０には、図３に示すように外周部１０Ｃに加熱用媒体供給空間部１６に貫通する供給管取付孔１０Ｄが形成され、この供給管取付孔１０Ｄに加熱用媒体供給源４と接続されて加熱用媒体６が供給される加熱用媒体供給管１７が取り付けられる。なお、ホルダ部材１０は、例えば供給管取付孔１０Ｄに外周ネジ部を形成した接続管をネジ止めや熱カシメ止め等により固定し、この接続管に対して加熱用媒体供給管１７を取り付けるようにしてもよい。
【００２５】
ホルダ部材１０には、外周部１０Ｃの側面部１０Ａと対向する外周縁部位に外周ネジ１０Ｅが形成され、この外周ネジ１０Ｅを介して後述するように外筒部材１１の第１端部１１Ａ側を片持ち状態で組み合わせる。ホルダ部材１０には、図３及び図４に示すように加熱用媒体供給空間部１６を構成する内周壁に複数の熱交換筒部材保持凸部１８が一体に形成される。各熱交換筒部材保持凸部１８は、図４に示すように加熱用媒体供給空間部１６内において円周方向に対して互いに等間隔に配列された軸方向のリブ状凸部からなる。ホルダ部材１０は、各熱交換筒部材保持凸部１８を、その先端部により構成する内周円の内径が後述する熱交換筒部材１２の外径とほぼ等しくなる高さを以って形成する。
【００２６】
外筒部材１１は、例えばステンレス材等の金属材により、図３に示すように内部に軸方向に貫通する加熱空間部１９が構成された筒状に形成される。外筒部材１１は、上述したランプヒータ８よりも大径かつ長軸でありかつホルダ部材１０とほぼ同径に形成される。外筒部材１１には、第１端部１１Ａ側の内周壁に第１内周ネジ１１Ｂが形成されるとともに、相対する第２端部１１Ｃ側の内周壁に第２内周ネジ１１Ｄが形成される。
【００２７】
外筒部材１１は、第１内周ネジ１１Ｂを外周ネジ１０Ｅにねじ込むことにより、図２に示すようにホルダ部材１０に対して第１端部１１Ａを固定されて片持ち状態に組み合わされる。外筒部材１１は、ホルダ部材１０に組み合わされるランプヒータ８と後述する熱交換筒部材１２とを全長に亘って被覆するように加熱空間部１９内に収納してホルダ部材１０に組み合わされる。外筒部材１１は、この状態で加熱空間部１９が内周壁と熱交換筒部材１２の外周壁との間に、ホルダ部材１０の加熱用媒体供給空間部１６から供給される加熱用媒体６を加熱しながら第２端部１１Ｃ側へと供給する第２加熱用媒体流路１９Ａを構成する。
【００２８】
熱交換筒部材１２は、セラミック材により図３に示すように内部に軸方向に貫通する第１加熱用媒体流路２０を構成する内部空間を有する筒状に形成される。熱交換筒部材１２は、外筒部材１１に対してその軸長よりもやや短軸とされるとともに加熱空間部１９よりも小径に形成される。また、熱交換筒部材１２は、ランプヒータ８のバルブ８Ａとほぼ同長に形成されるとともに、上述したようにホルダ部材１０の各熱交換筒部材保持凸部１８の先端部により構成する内円径とほぼ同径に形成される。
【００２９】
熱交換筒部材１２には、図３及び図４に示すように第１加熱用媒体流路２０を構成する内周壁に複数のリブ状凸部２１が円周方向に対して互いに等間隔に配列されて一体に形成される。熱交換筒部材１２は、各リブ状凸部２１を、その先端部により構成する内円径がランプヒータ８のバルブ径よりもやや大径となる高さを以って形成する。
【００３０】
熱交換筒部材１２は、ホルダ部材１０に対して一端部を加熱用媒体供給空間部１６内に嵌合することにより、図２に示すように外周部が各熱交換筒部材保持凸部１８の先端部により保持されて片持ち状態で組み合わされる。熱交換筒部材１２は、同図に示すように一端部が供給管取付孔１０Ｄに対して開口側に位置するようにして加熱用媒体供給空間部１６に嵌合されることにより、この加熱用媒体供給空間部１６内に供給された加熱用媒体５が第１加熱用媒体流路２０内へと流れ込むようにする。
【００３１】
熱交換筒部材１２は、ホルダ部材１０に組み合わされた状態において外周部を外筒部材１１により全長に亘って覆われるとともに、第１加熱用媒体流路２０内にランプヒータ８を全長に亘って収納する。熱交換筒部材１２においては、ランプヒータ８からの発生熱により第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５が直接加熱されるようにするとともに、自らもランプヒータ８により熱せられることにより加熱用媒体５を加熱する。
【００３２】
熱交換筒部材１２においては、ランプヒータ８と外気に触れる外筒部材１１との間に介在することにより、ランプヒータ８に作用される外気の影響を抑制して加熱用媒体５に対する安定した加熱が行われるようにする。熱交換筒部材１２においては、上述したように第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａ内を流れる加熱用媒体５を加熱することで、ランプヒータ８による加熱用媒体５の加熱効率が向上されるようにする。
【００３３】
熱交換筒部材１２には、上述したように第１加熱用媒体流路２０を構成する内周壁にランプヒータ８のバルブ８Ａの外周部と略全長に亘って対向して延在する複数のリブ状凸部２１が一体に突出形成されている。熱交換筒部材１２においては、これらリブ状凸部２１を形成したことにより第１加熱用媒体流路２０内における加熱用媒体５との接触面積が大きくなり、さらに効率的な加熱が行われるようにする。また、熱交換筒部材１２においては、第１加熱用媒体流路２０内において加熱用媒体５が各リブ状凸部２１間に構成される凹部を流れることにより整流されて安定した流れとなるようにする。熱交換筒部材１２においては、リブ状凸部２１を形成したことにより実質的な厚みを大きくして機械的強度の向上が図られるようにするとともに、熱交換効率の向上が図られるように構成される。
【００３４】
熱交換筒部材１２は、加熱用媒体供給空間部１６に嵌合された一端部の外周部が、各熱交換筒部材保持凸部１８に保持されてホルダ部材１０に組み合わされる。熱交換筒部材１２は、その外周部と各熱交換筒部材保持凸部１８間に構成される軸方向の凹部を介して、加熱用媒体供給空間部１６と上述した第２加熱用媒体流路１９Ａとが連通されるようにする。熱交換筒部材１２においては、第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５とともに第２加熱用媒体流路１９Ａを流れる加熱用媒体５も加熱することで、ランプヒータ８による加熱用媒体５の加熱効率が向上されるようにする。
【００３５】
なお、熱交換筒部材１２は、上述したように加熱用媒体供給空間部１６に形成した各熱交換筒部材保持凸部１８により一端部の外周部を保持されてホルダ部材１０に片持ち状態で組み合わされるように構成したが、かかる構成に限定されないことは勿論である。図５に第２の実施の形態として示した熱交換筒部材２２も、セラミック材により全体円筒状に形成され、基本的な構成及び作用を熱交換筒部材１２と同様とすることから対応する部位に同一符号を付して説明を省略するが、ホルダ部材１０に形成した熱交換筒部材保持凸部１８に代えて外周部に複数の軸方向のリブ状保持凸部２３を一体に形成した構造に特徴がある。
【００３６】
各リブ状保持凸部２３は、加熱用媒体供給空間部１６の軸方向の長さと略同一の長さを有して円周方向に対して互いに等間隔に配列して形成される。各リブ状保持凸部２３は、ホルダ部材１０の加熱用媒体供給空間部１６の内径とほぼ同径の外周円を構成する高さを以って形成される。熱交換筒部材２２は、各リブ状保持凸部２３が加熱用媒体供給空間部１６の内周壁にはめ込まれることによりホルダ部材１０に片持ち状態で組み合わされる。
【００３７】
なお、熱交換筒部材２２は、各リブ状保持凸部２３を加熱用媒体供給空間部１６との嵌め込み領域に対応する長さを以って形成したが、それぞれ全長に亘って形成するようにしてもよいことは勿論である。かかる熱交換筒部材２２は、外筒部材１１との間に構成する第２加熱用媒体流路１９Ａ内に、各リブ状保持凸部２３間により軸方向の複数の凹部を構成する。熱交換筒部材２２においては、第２加熱用媒体流路１９Ａ内において加熱用媒体５との接触面積が大きくなって効率的な加熱が行われるようにするとともに整流作用も奏し、かつ機械的強度の向上も図られるようにする。
【００３８】
ノズル部材１３は、図３に示すようにそれぞれステンレス材等の金属材により形成される第１ノズル部材２４と第２ノズル部材２５が組み合わされて構成される。ノズル部材１３は、図１及び図２に示すように第１ノズル部材２４が外筒部材１１の第２端部１１Ｃに組み付けられるとともに第２ノズル部材２５が第１ノズル部材２２に組み付けられ、上述したように第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａを流れて加熱された加熱用媒体５の流速を高めて被加熱体６に噴流させる。
【００３９】
第１ノズル部材２４は、図３に示すように外筒部材１１の外径とほぼ同径の筒部２４Ａと、この筒部２４Ａに一体に形成された略円錐台形状の取付筒部２４Ｂとからなり、内部に略円錐台形状の第１ノズル空間２４Ｃを構成する。第１ノズル部材２４は、筒部２４Ａの外周部に取付外周ネジ２４Ｄが形成されるとともに、取付筒部２４Ｂの側面中央部に第１ノズル空間２４Ｃに貫通する取付内周ネジ孔２４Ｅが形成される。第１ノズル部材２４は、取付外周ネジ２４Ｄを第２内周ネジ１１Ｄにネジ合わせすることにより、外筒部材１１に対してその先端部に着脱される。第１ノズル部材２４は、外筒部材１１に取り付けた状態で、第１ノズル空間２４Ｃが加熱空間部１９の先端と連通する。
【００４０】
第２ノズル部材２５は、図３に示すように全体が略矢尻状の筒部材からなり、軸方向の貫通孔が大径側の側面に開口する第２ノズル空間２５Ａと、小径側の側面に開口するノズル孔２５Ｂとから構成される。第２ノズル部材２５は、第２ノズル空間２５Ａ側の筒部に第１ノズル部材２４の取付ネジ孔２４Ｅにねじ込まれる外周ネジ２５Ｃが形成される。第２ノズル部材２５は、外周ネジ２５Ｃを取付内周ネジ孔２４Ｅにネジ合わせすることにより、第１ノズル部材２４に対してその先端部に着脱される。
【００４１】
ノズル部材１３は、比較的大径の加熱空間部１９内で加熱された加熱用媒体５を小径のノズル孔２５Ｂまで絞り込んで被加熱体６に効率的に噴射させる。ノズル部材１３は、このために高加工精度が得やすい大径部位の第１ノズル部材２４と小径部位の第２ノズル部材２５を分割して形成してこれらを組み合わせて構成したが、かかる構成に限定されないことは勿論である。
【００４２】
ノズル部材１３は、ノズル孔２５Ｂがやや大径であったり、高温仕様として用いない場合にステンレス材に代わる適宜の金属材料を選択して押出加工等により第１ノズル部材２４と第２ノズル部材２５を一体に形成することも可能である。また、ノズル部材１３は、第１ノズル部材２４に対してノズル孔の孔径を異にする第２ノズル部材を選択して用いることにより、被加熱体６に対して加熱用媒体５の噴流範囲を変えることが可能である。
【００４３】
ヒータ本体２においては、図２に示すようにホルダ部材１０に対して、ソケット部材９がソケット組付開口１０Ｂからソケット嵌合空間部９Ａを加熱用媒体供給空間部１６内に突出させて組み付けられる。ヒータ本体２においては、この状態でソケット部材９に設けられたソケット１４が加熱用媒体供給空間部１６の開口に臨ませられる。ヒータ本体２においては、ホルダ部材１０に対してその供給管取付孔１０Ｄに加熱用媒体供給管１７が取り付けられる。
【００４４】
ヒータ本体２においては、ランプヒータ８が、ホルダ部材１０に対して開口側から加熱用媒体供給空間部１６内に嵌合してその口金体８Ｄをソケット部材９に組み込んだソケット１４に結合することにより、バルブ８Ａを加熱用媒体供給空間部１６から突出させてホルダ部材１０に片持ち状態で支持される。ヒータ本体２においては、熱交換筒部材１２が、第１加熱用媒体流路２０内にランプヒータ８を嵌挿させるようにして加熱用媒体供給空間部１６の開口側からホルダ部材１０に組み合わされる。ヒータ本体２においては、熱交換筒部材１２が、嵌挿した一端部の外周部を熱交換筒部材保持凸部１８により保持され、ランプヒータ８を全長に亘って覆ってホルダ部材１０に片持ち状態で支持される。
【００４５】
ヒータ本体２においては、外筒部材１１が、加熱空間部１９内にランプヒータ８を覆った熱交換筒部材１２を嵌挿させるようにして加熱用媒体供給空間部１６の開口側からホルダ部材１０に組み合わされる。ヒータ本体２においては、外筒部材１１が、第１端部１１Ａの第１内周ネジ１１Ｂを外周ネジ１０Ｅにねじ込むことにより、ランプヒータ８と熱交換筒部材１２を全長に亘って覆ってホルダ部材１０に片持ち状態で組み合わされる。
【００４６】
ヒータ本体２においては、第１ノズル部材２４が、外周ネジ部２４Ｄを第２端部１１Ｃの第２内周ネジ１１Ｄにねじ込むことにより、加熱用媒体供給空間部１６の開口側を閉塞するようにして外筒部材１１に組み合わされる。ヒータ本体２においては、第２ノズル部材２５が、外周ネジ２５Ｃを取付ネジ孔２４Ｅにねじ込むことにより、外筒部材１１の先端部に一体化される。ヒータ本体２においては、図１に示すように例えばホルダ部材１０がその外周部をスタンド７に保持され、ノズル部材１３を被加熱体６に対向させて工程中に設置される。
【００４７】
ヒータ本体２においては、加熱用媒体供給源４から供給される加熱用媒体５が、後述するようにコントローラ３により流量を調整されて供給される。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、図２矢印で示すように加熱用媒体供給管１７からホルダ部材１０の加熱用媒体供給空間部１６内へと供給される。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、この加熱用媒体供給空間部１６からランプヒータ８を収納した熱交換筒部材１２内の第１加熱用媒体流路２０とともに、熱交換筒部材保持凸部１８間の各凹部を介して外筒部材１１と熱交換筒部材１２との間に構成された第２加熱用媒体流路１９Ａに流れ込む。
【００４８】
ヒータ本体２においては、後述するコントローラ３により所定の電圧値に設定された駆動電圧が供給されることにより、ランプヒータ８の発熱量が調整される。ヒータ本体２においては、ランプヒータ８が、バルブ８Ａに沿って第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５を直接加熱するとともに熱交換筒部材１２を加熱する。ヒータ本体２においては、熱せられた熱交換筒部材１２が、第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５を加熱するとともに、第２加熱用媒体流路１９Ａを流れる加熱用媒体５と外筒部材１１を加熱する。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、長軸のランプヒータ８と熱交換筒部材１２及び外筒部材１１により第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａ内を流れて比較的長い間隔を以って効率的に加熱される。
【００４９】
ヒータ本体２においては、熱交換筒部材１２に第１加熱用媒体流路２０に全長に亘って突出する複数のリブ状凸部２１を形成したことにより、第１加熱用媒体流路２０内を流れる加熱用媒体５がより大きな表面積で加熱されるようになるとともに整流されて安定した状態で流れるようになる。ヒータ本体２においては、外気の影響を受けやすい外筒部材１１の内周壁に沿った第２加熱用媒体流路１９Ａを流れる加熱用媒体５も熱交換筒部材１２により加熱され、外気の影響が低減される。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５に対する効率的な加熱により小型化や低電力消費化が図られる。
【００５０】
ヒータ本体２においては、第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａを流れてランプヒータ８と熱交換筒部材１２により加熱された加熱用媒体５を、ノズル部材１３から所定の温度と流量を以って被加熱体６に噴流させる。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、図２矢印で示すように第１加熱用媒体流路２０と第２加熱用媒体流路１９Ａから第１ノズル部材２４の第１ノズル空間２４Ｃ内に流速を高めて流れ込む。
【００５１】
ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、第１ノズル空間２４Ｃから第２ノズル部材２５の第２ノズル空間２５Ａを介してノズル孔２５に流れ込む。ヒータ本体２においては、加熱用媒体５が、ノズル孔２５によりさらに流速を高められて被加熱体６に噴流されることで、この被加熱体６を効率的に加熱する。ヒータ本体２においても、ノズル孔２５からの露光により被加熱体６に対する加熱用媒体５の噴流位置が照明されることで、加熱用媒体５をより正確に噴流させることが可能である。
【００５２】
加熱装置１においては、上述したようにコントローラ３によりヒータ本体２への加熱用媒体５の供給制御と電圧調整によるランプヒータ８の発熱制御を行うことにより、被加熱体６における加熱温度や加熱時間或いは加熱用媒体５の流量等の加熱仕様に適合した条件による加熱動作を精密に制御することが可能である。加熱装置１は、ランプヒータ８に供給する駆動電圧を高電圧化するに従ってランプヒータ８の発熱量が大きくなり、またランプヒータ８に一定電圧を供給した状態で加熱用媒体５の単位時間当たりの供給量を多くするに従って加熱用媒体５の温度が低下する。
【００５３】
加熱装置１においては、詳細を後述するようにコントローラ３が、加熱用媒体５の流量制御とランプヒータ８への電圧調整を同時に行い、また加熱用媒体５の流量を一定に保持してランプヒータ８への電圧調整を行い、或いはランプヒータ８への電圧を一定に保持して加熱用媒体５の流量制御を行う機能を有する。加熱装置１においては、かかる機能を有するコントローラ３を備えることにより、被加熱体６に対してヒータ本体２から精密に温度管理された加熱用媒体５を噴流させる。
【００５４】
上述した機能を有するコントローラ３は、図１及び図６に示すように筐体３０の操作面３０Ａに上述したヒータ本体２の各部を接続する詳細を後述する接続部が設けられるとともに、筐体３０の内部に図７により詳細を後述する各制御部が備えられる。コントローラ３は、上述したように半導体製造工程に設置されたヒータ本体２の近傍に位置して設置され、各部を接続した後に商用電源等の外部電源５０と接続される。
【００５５】
コントローラ３は、図１及び図６に示すように筐体３０の主面３０Ａに、一対のジャック３１Ａ、３１Ｂを有する電源接続端子部３１が設けられる。筐体３０には、主面３０Ａに、加熱用媒体供給管１７と接続した供給配管３２が結合され供給継ぎ手管３３と、加熱用媒体供給源４とフィルタ３４を介して接続した流入配管３５が結合される流入継ぎ手管３６が設けられる。筐体３０には、主面３０Ａに、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流される加熱用媒体５の温度を検出する温度検出センサ３７を接続する一対のジャック３９Ａ、３９Ｂを有するセンサ接続端子部３９が設けられる。筐体３０には、これらヒータ本体２との接続部とともに、主面３０Ａに電源スイッチ４０と、詳細を後述する温度コントローラ部４２の温度表示器４２Ａ及び温度設定操作部４２Ｂと、流量コントローラ部４３の流量表示器４３Ａ及び流量設定操作部４３Ｂが設けられる。
【００５６】
コントローラ３には、図７に示すように、筐体３０の内部に制御処理手段を構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）４４と、ランプヒータ駆動制御部を構成する電圧コントローラ４５及びランプヒータ駆動回路部４６と、加熱用媒体供給制御部を構成する電磁弁制御回路部４７及びこの電磁弁制御回路部４７により開閉動作が制御される調整電磁弁４８と、外部電源５０と接続された電源回路部４９等の回路部を搭載した詳細を省略する制御基板が備えられる。コントローラ３は、温度コントローラ部４２によりヒータ本体２から被加熱体６に噴流する加熱用媒体５の温度設定が行われて、その設定情報信号がＣＰＵ４４に入力される。
【００５７】
コントローラ３は、流量コントローラ部４３により被加熱体６に噴流する加熱用媒体５の流量設定が行われて、その設定情報信号がＣＰＵ４４に入力される。コントローラ３は、これらの入力信号に基づいてＣＰＵ４４からランプヒータ制御回路部４６或いは電磁弁制御回路部４７に制御信号が出力され、ヒータ本体２におけるランプヒータ８の発熱制御と加熱用媒体５の流量制御が行われるようにする。
【００５８】
コントローラ３は、電源接続端子部３１の詳細を省略するジャック３１Ａ、３１Ｂにそれぞれヒータ本体２から引き出した電源コード１５に設けられたプラグ１５Ａ、１５Ｂを着脱自在に結合することにより、使用時においてヒータ本体２を接続して電源供給が行われるようにする。コントローラ３は、センサ接続端子部３９の詳細を省略するジャック３９Ａ、３９Ｂに後述する温度検出センサ３７から引き出されたセンサコード３８に設けられたプラグ３８Ａ、３８Ｂを着脱自在に結合し、使用時において温度検出センサ３７を接続して加熱用媒体５の温度情報が入力されるようにする。
【００５９】
コントローラ３は、供給継ぎ手管３３及び流入継ぎ手管３６がそれぞれ一般的な流体管接続用に用いられる継ぎ手管であることから詳細を省略するが、供給配管３２や流入配管３５を着脱自在に結合し、使用時においてヒータ本体２と加熱用媒体供給源４とを接続して加熱用媒体５が供給されるようにする。コントローラ３には、供給継ぎ手管３３と流入継ぎ手管３６との間に、加熱用媒体供給源４から加圧状態で供給される加熱用媒体５の流量を調整する調整電磁弁４８が設けられる。調整電磁弁４８は、詳細を省略するが電磁弁制御回路部４７から出力される制御信号によりソレノイド等の駆動手段を駆動して管路を開閉する電磁弁の動作が制御され、ヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量を調整する。電磁弁制御回路部４７は、ＣＰＵ４４から出力される制御信号により駆動される。
【００６０】
コントローラ３は、電源コード５１が先端部に設けたプラグを例えば商用電源コンセントに結合することにより、外部電源５０と接続される。コントローラ３は、電源回路部４９の前段に電源スイッチ４０と図示しない電源ヒューズが設けられ、電源スイッチ４０により全体のオン・オフ操作が行われるようにするとともに、過大電流が流れた場合に電源ヒューズが切れるようにする。電源回路部４９は、詳細を省略するが商用電源に対してＡＣ−ＤＣ変換処理や所定電圧の変換処理を行い、ＣＰＵ４４やランプヒータ制御回路部４６或いは他の構成各部に対して所定仕様の電源を供給する。
【００６１】
コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流される加熱用媒体５の温度を検出する温度検出センサ３７からの検出信号に基づいてランプヒータ制御回路部４６を制御し、ランプヒータ８に印加する駆動電圧を自動調整する。ランプヒータ制御回路部４６は、ヒータ本体２のランプヒータ８に電源を供給してランプヒータ８を点灯させて加熱用媒体５の加熱動作が行われるようにするが、後述するように調整された駆動電圧を供給することによりランプヒータ８の発熱制御が行われるようにする。
【００６２】
温度検出センサ３７は、図１に示すようにセンサ部をヒータ本体２の加熱用媒体５が噴流されるノズル部材１３と被加熱体６との間に配置することにより、実際に被加熱体６を加熱する加熱用媒体５の温度を直接かつ高精度に検出する。したがって、温度検出センサ３７としては、１０００℃程度までの比較的高温領域の温度測定用に用いられる温度センサ、例えば銅とコンスタンタンや白金と白金ロジウム合金等の２種類の金属を組み合わせてこれら金属により熱起電力を励起させて温度測定を行う熱電対センサが用いられる。
【００６３】
コントローラ３においては、加熱用媒体５の温度を測定した温度検出センサ３７から温度検出信号がＣＰＵ４４へと出力されるとともに、温度コントローラ部４２に出力されて測定した温度が温度表示器４２Ａに表示されるようにする。ＣＰＵ４４は、この温度検出信号に基づく温度情報と温度コントローラ部４２により設定した設定温度とを比較し、差異結果に基づいてランプヒータ制御回路部４６や電磁弁制御回路部４７に制御信号を出力する。
【００６４】
ＣＰＵ４４には、上述したように温度コントローラ部４２から加熱用媒体５の温度設定情報信号が入力されるとともに、流量コントローラ部４３から加熱用媒体５の流量設定情報信号が入力される。ＣＰＵ４４は、上述したように温度検出センサ３７から出力された温度検出信号と温度設定情報信号とを比較して、ランプヒータ制御回路部４６に対してランプヒータ８に供給する駆動電圧の電圧値を指示する制御信号と電磁弁制御回路部４７に対して供給する加熱用媒体５の流量を規定する調整電磁弁４８の駆動量を指示する制御信号を出力する。ＣＰＵ４４は、上述した温度検出信号に基づいて、温度表示器４２Ａに加熱用媒体５の温度を表示させる。
【００６５】
温度コントローラ部４２は、上述したように加熱用媒体５の温度を表示する温度表示器４２Ａと、加熱用媒体５の温度を設定する温度設定操作部４２Ｂとから構成される。温度コントローラ部４２は、温度設定操作部４２Ｂが、詳細を省略するが被加熱体６を加熱する加熱用媒体５の温度を設定するための設定操作ボタンや温度表示器４２Ａの表示を切り替える表示切換ボタン或いは出力操作ボタン等の操作ボタンと、これら各操作ボタンの操作に基づいてＣＰＵ４４に所定の信号を出力する回路部等を有する。
【００６６】
温度コントローラ部４２は、例えば温度表示器４２Ａに表示された設定温度の変更を行う場合に、表示切換ボタンを操作して温度設定モードに設定した状態で設定操作ボタンを操作して表示温度を変更する。温度コントローラ部４２は、温度表示器４２Ａに表示された変更後の表示温度値を確認して出力操作ボタンを操作することにより、ＣＰＵ４４に対して設定した温度情報信号を出力する。温度コントローラ部４２は、上述したように温度検出センサ３７により検出されＣＰＵ４４に出力された加熱用媒体５の温度を温度表示器４２Ａに表示する。
【００６７】
コントローラ３においては、ＣＰＵ４４が、温度コントローラ部４２から出力された温度情報信号に基づいてランプヒータ８の発熱特性に応じて供給すべき駆動電圧値を設定して、ランプヒータ制御回路部４６に対して所定の制御信号を出力する。コントローラ３においては、この制御信号に基づいて電圧コントローラ４５が駆動されてランプヒータ制御回路部４６を介してランプヒータ８に所定電圧値の駆動電圧を供給する。
【００６８】
流量コントローラ部４３も、上述したように加熱用媒体５の流量を表示する流量表示器４３Ａと、加熱用媒体５の流量を設定する流量設定操作部４３Ｂとから構成される。流量コントローラ部４３は、流量設定操作部４３Ｂが、詳細を省略するがヒータ本体２に供給する被加熱体６の単位時間当たりの供給量、すなわち流量を設定するための設定操作ボタンや流量表示器４３Ａの表示を切り替える表示切換ボタン或いは出力操作ボタン等の操作ボタンと、これら各操作ボタンの操作に基づいてＣＰＵ４４に所定の信号を出力する制御回路部等を有する。
【００６９】
流量コントローラ部４３は、例えば流量表示器４３Ａに表示された設定流量の変更を行う場合に、表示切換ボタンを操作して流量設定モードに設定した状態で設定操作ボタンを操作して流量を変更する。流量コントローラ部４３は、流量表示器４３Ａに表示された変更後の流量値を確認して出力操作ボタンを操作することにより、制御回路部からＣＰＵ４４に対して設定した流量情報信号を出力する。
【００７０】
コントローラ３においては、ＣＰＵ４４が、流量コントローラ部４３から出力された流量情報信号に基づいてヒータ本体２から噴流する加熱用媒体５の流量値を設定して、電磁弁制御回路部４７に対して所定の制御信号を出力する。コントローラ３においては、この制御信号に基づいて電磁弁制御回路部４７から調整電磁弁４８に対して所定の駆動信号が出力され、流量を調整された加熱用媒体５がヒータ本体２に供給されるようにする。
【００７１】
コントローラ３においては、上述した温度コントローラ部４２により加熱用媒体５の温度設定を行った状態で流量コントローラ部４３による流量設定を行うことにより、ランプヒータ８に対して電圧値が自動調整された駆動電圧が供給されるようにする。加熱用媒体５は、流量が多くなるにしたがって次第に温度が低下するとともに、流量が少なくなるにしたがって次第に温度が上昇する。コントローラ３においては、加熱用媒体５が流量コントローラ部４３により設定した流量で噴流することにより生じる温度変化を温度検出センサ３７により検出する。コントローラ３においては、上述したフィードバック制御動作により電圧コントローラ４５により制御された所定電圧値の駆動電圧をランプヒータ制御回路部４６を介してランプヒータ８に供給することにより、ランプヒータ８から所定の発熱量が発生されるようにする。
【００７２】
一方、コントローラ３においては、上述した流量コントローラ部４３により加熱用媒体５の流量設定を行った状態で温度コントローラ部４２による温度設定を行うことによっても、ランプヒータ８に対して電圧値が自動調整された駆動電圧が供給されるようにする。ランプヒータ８は、供給される駆動電圧が高くなるにしたがって次第に発熱量が大きくなるとともに駆動電圧が低くなるにしたがって次第に発熱量が小さくなる。コントローラ３においては、電圧変動による加熱用媒体５の温度変化を温度検出センサ３７により検出する。コントローラ３においては、上述したフィードバック制御動作によりＣＰＵ４４から電圧コントローラ４５に制御信号が出力され、所定電圧値の駆動電圧をランプヒータ制御回路部４６を介してランプヒータ８に供給することにより、ランプヒータ８から所定の発熱量が発生されるようにする。
【００７３】
以上のように構成されたコントローラ３においては、上述したように工程中に設置されたヒータ本体２が、電源接続端子部３１に電源コード１５を接続し、供給継ぎ手管３３に供給配管３２を接続される。コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３に近接して設置した温度検出センサ３７が、センサ接続端子部３９にセンサコード３８を接続される。コントローラ３においては、流入継ぎ手管３６に加熱用媒体供給源４からフィルタ３４を介して導かれた流入配管３５が接続されるとともに、電源コード５１が外部電源５０に接続される。
【００７４】
コントローラ３においては、電源スイッチ４０をオン操作して構成各部に対して電源供給を行う。コントローラ３においては、温度コントローラ部４２の温度設定操作部４２Ｂによりヒータ本体２による被加熱体６の加熱温度を設定する操作を行うことにより、温度表示器４２に設定温度が表示されるとともにＣＰＵ４４に温度情報信号が出力される。コントローラ３においては、流量コントローラ部４３の流量設定操作部４３Ｂによりヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量を設定する操作を行うことにより、流量表示器４３Ａに設定流量が表示されるとともにＣＰＵ４４に流量情報信号が出力される。
【００７５】
コントローラ３においては、流量コントローラ部４３からの流量情報信号に基づいてＣＰＵ４４から電磁弁制御回路部４７に対して制御信号が出力され、この制御信号に基づいて電磁弁制御回路部４７から出力される駆動信号により調整電磁弁４８が駆動される。コントローラ３においては、加熱用媒体供給源４から供給される加熱用媒体５を調整電磁弁４８により流量を調整してヒータ本体２に供給する。コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流する加熱用媒体５の温度が温度検出センサ３７により検出され、温度検出センサ３７からＣＰＵ４４に温度検出信号が出力される。
【００７６】
コントローラ３においては、温度検出センサ３７からの温度検出信号に基づいてＣＰＵ４４から電圧コントローラ４５に対してランプヒータ８に供給する駆動電圧の電圧値を指示する制御信号を出力する。コントローラ３においては、電圧コントローラ４５からランプヒータ制御回路部４６に制御信号を出力し、この制御信号に基づいてランプヒータ制御回路部４６からヒータ本体２のランプヒータ８に所定電圧値の駆動電圧を供給してランプヒータ８から所定の発熱量が発生されるようにする。
【００７７】
コントローラ３においては、ヒータ本体２のノズル部材１３から噴流する加熱用媒体５の温度を温度検出センサ３７により引き続いて検出する。コントローラ３においては、温度検出センサ３７により加熱用媒体５が設定温度よりも高くなった状態を検出するとＣＰＵ４４からの指示に基づいて駆動電圧を低圧化してランプヒータ８からの発熱量を低下させるとともに、設定温度よりも低い状態では駆動電圧を高圧化してランプヒータ８からの所定の発熱量を高くする。
【００７８】
コントローラ３においては、上述したようにヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量と温度検出センサ３７により検出した加熱用媒体５の温度とによりランプヒータ８に供給する駆動電圧を自動制御するようにしたが、かかる制御方法に限定されないことは勿論である。コントローラ３においては、例えば温度検出センサ３７からの温度検出信号に基づいてＣＰＵ４４から電磁弁駆動制御回路部４７に対して制御信号を出力して調整電磁弁４８を駆動し、加熱用媒体５の流量を調整するようにしてもよい。コントローラ３においては、温度検出センサ３７により加熱用媒体５が設定温度よりも高い状態を検出すると加熱用媒体５の流量を増加させるとともに、設定温度よりも低い状態を検出すると加熱用媒体５の流量を低下させる。
【００７９】
また、コントローラ３においては、例えば筐体３０の主面３０Ａに手動操作される電圧調整ダイヤルを設け、この電圧調整ダイヤルにより電圧コントローラ４５を駆動してランプヒータ制御回路部４６から所定電圧値の駆動電圧をヒータ本体２に供給するように構成してもよい。コントローラ３においては、例えば電圧調整ダイヤルを手動操作してヒータ本体２に供給する駆動電圧を設定し、温度検出センサ３７により検出されて温度コントローラ部４２の温度表示器４２Ａに表示される加熱用媒体５の温度を確認しながら、流量コントローラ部４３の流量設定操作部４３Ｂによりヒータ本体２に供給する加熱用媒体５の流量を調整する。
【００８０】
加熱装置１においては、上述したようにコントローラ３を備えてヒータ本体２に対してランプヒータ８の発熱量とノズル部材１３から噴流する加熱用媒体５の流量を制御することにより、被加熱体６の温度制御を行うように構成される。加熱装置１においては、特に精密な温度管理を不要とする場合にはヒータ本体２の制御を行うコントローラ３を備えることなく、ヒータ本体２が被加熱体６を加熱するように構成してもよい。また、加熱装置１においては、コントローラ３の使用を手動スイッチの切替操作により選択するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施の形態として示す加熱装置の斜視図である。
【図２】ヒータ本体の断面図である。
【図３】ヒータ本体の分解断面図である。
【図４】ヒータ本体のホルダ部材と熱交換筒部材の組み合わせ部位の断面図である。
【図５】他の熱交換筒部材の断面図である。
【図６】コントローラの正面図である。
【図７】コントローラの構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 加熱装置、２ ヒータ本体、３ コントローラ、４ 加熱用媒体供給源、５ 加熱用媒体、６ 被加熱体、８ ランプヒータ、９ ソケット部材、１０ ホルダ部材、１１ 外筒部材、１２ 熱交換筒部材、１３ ノズル部材、１４ ソケット、１６ 加熱用媒体供給空間部、１７ 加熱用媒体供給管、１８ 熱交換筒部材保持凸部、１９ 加熱空間部、１９Ａ 第２加熱用媒体流路、２０ 第１加熱用媒体流路、２１ リブ状凸部、２２ 熱交換筒部材、２３ 保持凸部、２４ 第１ノズル部材、２５ 第２ノズル部材、３０ 筐体、３１ 電源接続端子部、供給配管、３３ 供給継ぎ手管、３４ フィルタ、３５ 流入配管、３６ 流入継ぎ手管、３７ 温度検出センサ、３９ センサ接続端子部、４０ 電源スイッチ、４２ 温度コントローラ部、４３ 流量コントローラ部、４４ ＣＰＵ、４５ 電圧コントローラ、４６ ランプヒータ制御回路部、４７ 電磁弁制御回路部、４８ 調整電磁弁、４９ 電源回路部、５０ 外部電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に口金体を設けて駆動電圧の制御により発熱量が制御される片口型ランプヒータと、このランプヒータを加熱空間部を構成する内部空間に片持ち状態で収納して一端部側から供給した加熱用媒体を加熱して他端側に設けたノズル部材から被加熱体に対して噴流させる熱交換筒部材を有するヒータ本体と、
上記ヒータ本体に対して、電圧値を調整して駆動電圧を供給するランプヒータ駆動制御部と、流量を調整して上記加熱用媒体を供給する加熱用媒体供給制御部と、上記ヒータ本体の上記ノズル部材から噴流される上記加熱用媒体の温度を検出する温度検出センサを有するコントローラとを備え、
上記コントローラが上記ヒータ本体に対して、上記温度検出センサにより検出した上記熱交換筒部材から上記被加熱体に噴流する上記加熱用媒体の検出温度に基づいて、上記ランプヒータ駆動制御部を介しての駆動電圧制御動作と上記加熱用媒体供給制御部を介しての加熱用媒体流量制御動作とを行うことにより、上記加熱用媒体の温度制御を行うことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
上記コントローラが、上記ヒータ本体から上記被加熱体に噴流させる上記加熱用媒体の温度を設定して上記ランプヒータ駆動制御部に制御信号を出力する温度コントローラ部と、この温度コントローラ部から入力された設定温度情報と上記温度検出センサから入力された検出温度情報とを比較するとともにその差異に基づく制御信号を上記ランプヒータ駆動制御部に出力する制御処理手段とを備え、
上記加熱用媒体供給制御部により設定した所定量の上記加熱用媒体を上記ヒータ本体に供給している状態で、上記ランプヒータ駆動制御部が、上記制御処理手段から出力される上記設定温度情報と上記検出温度情報との差異に基づく上記制御信号により上記ヒータ本体に対する駆動電圧制御動作を行って上記加熱用媒体の自動温度制御を行うことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項１】
一端側に口金体を設けて駆動電圧の制御により発熱量が制御される片口型ランプヒータと、このランプヒータを加熱空間部を構成する内部空間に片持ち状態で収納して一端部側から供給した加熱用媒体を加熱して他端側に設けたノズル部材から被加熱体に対して噴流させる熱交換筒部材を有するヒータ本体と、
上記ヒータ本体に対して、電圧値を調整して駆動電圧を供給するランプヒータ駆動制御部と、流量を調整して上記加熱用媒体を供給する加熱用媒体供給制御部と、上記ヒータ本体の上記ノズル部材から噴流される上記加熱用媒体の温度を検出する温度検出センサを有するコントローラとを備え、
上記コントローラが上記ヒータ本体に対して、上記温度検出センサにより検出した上記熱交換筒部材から上記被加熱体に噴流する上記加熱用媒体の検出温度に基づいて、上記ランプヒータ駆動制御部を介しての駆動電圧制御動作と上記加熱用媒体供給制御部を介しての加熱用媒体流量制御動作とを行うことにより、上記加熱用媒体の温度制御を行うことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
上記コントローラが、上記ヒータ本体から上記被加熱体に噴流させる上記加熱用媒体の温度を設定して上記ランプヒータ駆動制御部に制御信号を出力する温度コントローラ部と、この温度コントローラ部から入力された設定温度情報と上記温度検出センサから入力された検出温度情報とを比較するとともにその差異に基づく制御信号を上記ランプヒータ駆動制御部に出力する制御処理手段とを備え、
上記加熱用媒体供給制御部により設定した所定量の上記加熱用媒体を上記ヒータ本体に供給している状態で、上記ランプヒータ駆動制御部が、上記制御処理手段から出力される上記設定温度情報と上記検出温度情報との差異に基づく上記制御信号により上記ヒータ本体に対する駆動電圧制御動作を行って上記加熱用媒体の自動温度制御を行うことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１３８９０５（Ｐ２００８−１３８９０５Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２３６３２（Ｐ２００６−３２３６３２）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５９９１６５２３４）東洋精機株式会社 (6)
【出願人】（５０６３９８９９９）株式会社 秩父イワサキ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５９９１６５２３４）東洋精機株式会社 (6)
【出願人】（５０６３９８９９９）株式会社 秩父イワサキ (2)
【Ｆターム（参考）】
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