CN117325569A - 感应加热装置以及液体喷出系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及感应加热装置以及液体喷出系统。提供在感应加热装置中不使用测定含水量的传感器就能够均匀地干燥附着在介质的液体的技术。感应加热装置具备：第一加热器，具有与附着有含有水的液体的介质对置的第一电极以及第二电极、和与第一电极串联地电连接的第一线圈，对液体进行加热而使其干燥；以及电压施加部，向第一电极以及第二电极施加预定的驱动频率的交流电压。第一加热器构成为，介质的含水量处于第一范围的情况下的第一加热器的共振频率与驱动频率的差异小于含水量处于比第一范围少的第二范围的情况下的第一加热器的共振频率与驱动频率的差异，且含水量处于第一范围的情况下的加热量大于含水量处于第二范围的情况下的加热量。
Description
技术领域
本公开涉及感应加热装置以及液体喷出系统。
背景技术
关于感应加热装置，在专利文献1中公开有如下技术：通过多个传感器来测定搬运物的含水量，并根据各测定结果，单独控制对设置于与多个传感器相对应的位置的多个电极分别施加的高频电场的电力。通过该技术，能够使搬运物均匀地干燥。
专利文献1：日本特开2018-9754号公报
然而，在专利文献1的技术中，为了控制对电极施加的高频电场的电力，需要设置用于测定搬运物的含水量的传感器。
发明内容
根据本公开的第一方式，提供一种感应加热装置。该感应加热装置具备：第一加热器，具有与附着有含有水的液体的介质对置的第一电极以及第二电极、和与所述第一电极串联地电连接的第一线圈，对所述液体进行加热而使其干燥；以及电压施加部，向所述第一电极以及所述第二电极施加预定的驱动频率的交流电压。所述第一加热器构成为，所述介质的含水量处于第一范围的情况下的所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率的差异小于所述含水量处于比所述第一范围少的第二范围的情况下的所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率的差异，且所述含水量处于所述第一范围的情况下的加热量大于所述含水量处于所述第二范围的情况下的加热量。
根据本公开的第二方式，提供一种液体喷出系统。该液体喷出系统具备：上述方式的感应加热装置；以及液体喷出部，向所述介质喷出并涂布所述液体，所述第一加热器对由所述液体喷出部涂布了所述液体的所述介质进行加热。
附图说明
图1是表示液体喷出系统的概略结构的示意图。
图2是表示感应加热装置的概略结构的立体图。
图3是表示加热器的概略结构的立体图。
图4是表示感应加热装置的电路结构的说明图。
图5是说明由加热器和介质上的液体形成的电路的示意图。
图6是感应加热装置的等效电路图。
图7是表示干燥程度与第一共振频率的关系的说明图。
图8是表示干燥程度与基于第一加热器的加热量的关系的说明图。
图9是说明第一电极的厚度、第二电极的厚度的调整的示意图。
图10是说明第一电极与第二电极之间的距离的调整的示意图。
图11是说明第一电极的宽度、第二电极的宽度的调整的示意图。
附图标记说明
20：加热器；30：第一加热器；31：第一电极；32：第二电极；33：连接构件；34：第一线圈；35：第一电线；40：第二加热器；41：第三电极；42：第四电极；44：第二线圈；80：电压施加部；81：开关电路；82：开关元件；83：齐纳二极管；100：感应加热装置；110：基板；150：直流电源；180：第二控制部；200：液体喷出系统；205：液体喷出装置；210：液体喷出部；250：第一控制部；320：搬运部；321：第一搬运部；322：第二搬运部；323：辊。
具体实施方式
A.第一实施方式：
图1是表示作为第一实施方式的液体喷出系统200的概略结构的示意图。在图1中示出了表示相互正交的X、Y、Z方向的箭头。X方向以及Y方向是与水平面平行的方向，Z方向是沿铅垂向上的方向。表示X、Y、Z方向的箭头在其他图中也以图示的方向与图1相对应的方式适当地图示。在以下的说明中，在确定方向的朝向的情况下，在各图中将箭头指示的方向设为“+”，将其相反的方向设为“-”，在方向标记中并用正负的符号。以下，也将+Z方向称为“上”，将-Z方向称为“下”。另外，在本说明书中，正交包括90°±10°的范围。
液体喷出系统200具备：具有加热器20的感应加热装置100、液体喷出装置205、以及搬运部320。本实施方式中的液体喷出系统200一边通过搬运部320搬运介质Md，一边通过液体喷出装置205向介质Md喷出并涂布含有水的液体，并通过感应加热装置100的加热器20对涂布在介质Md上的液体进行加热而使其干燥。也可以说液体喷出装置205将由加热器20加热的液体涂布在介质Md上。
作为介质Md，例如使用纸、布、薄膜等。被用作介质Md的布例如是通过对棉、麻、聚酯、丝绸、人造丝等纤维、或者将它们混纺而成的纤维进行编织而形成的。在本实施方式中，作为介质Md，使用片状的棉布。作为涂布在介质Md上的液体，例如使用以水为主要成分的各种墨。在本实施方式中，作为液体，使用以水为主要成分的水性墨。在本说明书中，液体的主要成分是指液体所包含的物质中的、其质量比率为50％以上的物质。在其他实施方式中，作为液体，除了墨以外，例如也可以使用各种颜色材料、电极材料、生物体有机物、无机物等试样、润滑油、树脂液、蚀刻液等任意的液体。
搬运部320搬运介质Md。在本实施方式中，搬运部320构成为通过驱动辊323来搬运介质Md的辊机构。搬运部320具有设置于液体喷出装置205的第一搬运部321和设置于感应加热装置100的第二搬运部322。第一搬运部321以及第二搬运部322分别具有辊323和由用于驱动辊323的电机等构成的未图示的驱动部。第一搬运部321配置于第二搬运部322的+Y方向上的位置。在本实施方式中，第一搬运部321以及第二搬运部322将薄片状的介质Md向-Y方向搬运。在其他实施方式中，搬运部320例如也可以构成为通过使带驱动来搬运介质Md的带机构。
在本实施方式中，液体喷出装置205构成为，通过向介质Md喷出并涂布作为液体的墨而进行印刷的喷墨打印机。因此，也可以说液体喷出系统200构成为具备喷墨打印机的印刷系统。液体喷出装置205具有向介质Md喷出并涂布液体的液体喷出部210和第一控制部250。以下，也将第一控制部250简称为控制部。
液体喷出部210例如构成为压电方式、热敏方式的液体喷出头，具有1个或者多个未图示的头芯片。各头芯片具有供液体流动的流路、用于喷出液体的喷嘴。从各头芯片喷出的墨的颜色可以分别相同，也可以分别不同。此外，液体喷出部210例如既可以构成为，能够通过未图示的滑架相对于介质Md在与Z方向正交且与Y方向交叉的方向上进行往复移动，也可以构成为，不相对于介质Md进行往复移动而位置被固定的、所谓的行式头。
在本实施方式中被用作液体的墨是含有树脂的颜料墨。墨中所含有的树脂具有经由自身而使颜料牢固地定影在介质Md上的作用。这样的树脂例如在将难溶于或者不溶于水等溶剂的树脂制成微粒状而分散于溶剂中的状态下、即乳液状态或者悬浮液状态下被使用。作为这样的树脂，例如可以使用丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、芴树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、松香改性树脂、萜烯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、氯乙烯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯乙酸乙烯酯树脂等。也可以并用两种以上这些树脂。也将这样的树脂称为合成树脂。
第一控制部250由计算机构成，该计算机具备1个或者多个处理器、存储装置以及进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口。本实施方式中的第一控制部250通过控制液体喷出部210以及第二搬运部322而一边搬运介质Md，一边将液体喷出并附着在介质Md上。在其他实施方式中，第一控制部250例如也可以由多个电路的组合构成。
图2是表示第一实施方式中的感应加热装置100的概略结构的立体图。如图1以及图2所示，感应加热装置100具备：加热器20，对涂布在介质Md上的液体进行加热而使其干燥；电压施加部80，向加热器20施加交流电压；以及第二控制部180。本实施方式中的感应加热装置100一边通过第二搬运部322搬运介质Md，一边通过由加热器20产生的交流电场对附着在介质Md的液体进行加热，从而使附着在介质Md的液体干燥。在感应加热装置100中，例如也可以设置用于产生气流的送风机等。通过设置这样的送风机，能够促进附着在介质Md的液体的干燥、促进干燥完成后的介质Md的冷却。
如图2所示，作为加热器20，本实施方式中的感应加热装置100具有第一加热器30和第二加热器40。第一加热器30具有第一电极31、第二电极32以及第一线圈34。第二加热器40具有第三电极41、第四电极42以及第二线圈44。以下，有时也不区分第一加热器30和第二加热器40，而是将两者简称为加热器20。
第一电极31以及第二电极32与介质Md对置。另外，第三电极41以及第四电极42也与介质Md对置。在本实施方式中，第一电极31以及第二电极32、第三电极41以及第四电极42分别在与第一方向正交的第二方向上与沿第一方向搬运的介质Md对置。在本实施方式中，第一方向是-Y方向。第二方向是包含沿相同的轴的一侧的方向和其相反方向这两者的方向，在本实施方式中是Z方向。即，在本实施方式中，第一电极31以及第二电极32、第三电极41以及第四电极42在Z方向上与由第二搬运部322沿-Y方向搬运的介质Md对置。
在本实施方式中，第一加热器30和第二加热器40沿第三方向排列配置。第三方向是与第一方向正交且与第二方向交叉的方向。第三方向是包含沿相同的轴的一侧的方向和其相反方向这两者的方向，在本实施方式中是X方向。
电压施加部80与第一加热器30电连接，对第一电极31以及第二电极32施加预定的驱动频率f0的交流电压。另外，在本实施方式中，电压施加部80与第二加热器40电连接，对第三电极41以及第四电极42施加驱动频率f0的交流电压。在本实施方式中，第一加热器30和第二加热器40相互并联地电连接。施加于第一电极31或者第二电极32的电位的一方、施加于第三电极41或者第四电极42的电位的一方也可以是基准电位。基准电位是成为高频电压的基准的恒定电位，例如是接地电位。
在本实施方式中，对各加热器20的各电极施加高频电压。在本说明书中，“高频”是指1MHz以上的频率。更详细而言，在本实施方式中，作为驱动频率f0，使用工业科学医疗用(ISM：Industrial Scientific and Medical Band)波段的1个即13.56MHz。此外，由于水的介电损耗角正切在20GHz附近达到最大，因此通过对各加热器20的各电极施加ISM波段中的2.45GHz、5.8GHz的高频电压，能够更高效地对附着在介质Md的液体进行加热。另一方面，在对墨进行加热的观点上，即使在驱动频率f0例如为13.56MHz、40.68MHz这样较低的情况下，也能够得到良好的加热效率。其理由在于，在驱动频率f0为13.56MHz、40.68MHz的情况下，墨中的水的介电损耗角正切较低，另一方面，容易产生将墨中的色素成分等作为电阻而产生的焦耳热。
第二控制部180与上述第一控制部250同样地由计算机构成。在本实施方式中，第二控制部180控制上述第二搬运部322。
图3是表示本实施方式中的加热器20的概略结构的立体图。更详细而言，在图3中示出了第一加热器30的概略结构。如上所述，第一加热器30具有第一电极31、第二电极32以及第一线圈34。此外，虽然省略了图示，但是在本实施方式中，上述第二加热器40的第三电极41、第四电极42以及第二线圈44分别具有与第一电极31、第二电极32以及第一线圈34同样的结构。
第一电极31以及第二电极32是导电体，例如由金属、合金、导电性氧化物等形成。第一电极31以及第二电极32可以由彼此相同的材料形成，也可以由不同的材料形成。第一电极31以及第二电极32例如以保持其姿态、强度为目的，可以配置在由介电损耗角正切、导电性较低的材料形成的基板等上，也可以由其他构件支撑。
第一电极31以及第二电极32以第一电极31与第二电极32之间的最短距离成为从第一加热器30输出的电磁场的波长的10分之1以下的方式配置。本实施方式中的第一电极31具有具备长边方向以及短边方向的船形形状。第一电极31的下表面具有向-Z方向凸出的曲面形状。第一电极31在沿Z方向观察时具有椭圆形状。第二电极32具有在X方向以及Y方向上扁平的椭圆形状的环状。第二电极32以在沿Z方向观察时包围第一电极31的周围的方式配置。第一电极31和第二电极32以第一电极31的长边方向与第二电极32的长边方向相互平行的方式配置。
如图1以及图2所示，第一电极31以及第二电极32均配置在与X方向以及Y方向平行地配置的基板110上。更详细而言，第一电极31以使第一电极31的下表面的X方向以及Y方向上的中央部与基板110的上表面接触的方式配置。第二电极32以使第二电极32的下表面与基板110的上表面接触的方式配置。因此，在本实施方式中，第一电极31的下表面的中央部和第二电极32的下表面配置在同一平面上。此外，在本实施方式中，基板110供第一加热器30以及第二加热器40共通地设置。
如图1所示，在本实施方式中，第一电极31以及第二电极32配置在介质Md的上方。因此，在本实施方式中，第一电极31以及第二电极32的下表面与介质Md的上表面对置。在介质Md与第一电极31以及第二电极32之间配置有上述基板110。另外，同样地，第三电极41以及第四电极42以在Z方向上与介质Md对置的方式配置在介质Md的上方。
在本实施方式中，基板110由玻璃形成。利用基板110，能够抑制涂布在介质Md上的墨等液体附着在第一电极31以及第二电极32上的情况、在介质Md为布的情况下介质Md的绒毛附着在第一电极31以及第二电极32上的情况。在本实施方式中，基板110与上述同样地，也抑制液体、绒毛朝向第二加热器40的第三电极41以及第四电极42的附着。在其他实施方式中，基板110例如也可以由氧化铝形成。
返回图3进行说明。在本实施方式中，第一电极31经由第一电线35、第一线圈34以及同轴电缆的内部导体IC1与电压施加部80电连接。第二电极32经由配置于第二电极32的上部的连接构件33、未图示的同轴电缆的外部导体等与电压施加部80电连接。
通过对第一电极31以及第二电极32施加驱动频率f0的交流电压而从第一电极31以及第二电极32产生具有与驱动频率f0相应的波长的电磁场。该电磁场的强度在第一电极31以及第二电极32的附近非常强，在远方非常弱。在本说明书中，也将通过交流电压的施加而在第一电极31以及第二电极32的附近产生的电磁场称为“附近电磁场”。第一电极31以及第二电极32的“附近”是指距第一电极31以及第二电极32的距离成为产生的电磁场的波长的1/2π以下的范围。也将比“附近”远的范围称为“远方”。另外，在本说明书中，也将通过施加交流电压而在第一电极31以及第二电极32的远方产生的电磁场称为“远方电磁场”。远方电磁场相当于在基于一般的通信用天线等的通信中使用的电磁场。
如上所述，第一电极31和第二电极32以两者之间的最短距离成为电磁场的波长的10分之1以下的方式配置。由此，能够使从第一电极31以及第二电极32产生的电磁场的密度在第一电极31以及第二电极32的附近衰减。因此，通过恰当地保持介质Md与第一电极31以及第二电极32之间的距离，能够一边利用在第一电极31以及第二电极32的附近产生的电场有效地加热附着在介质Md的液体，一边抑制来自第一电极31以及第二电极32的远方电磁场的辐射。特别是在本实施方式中，第二电极32以在沿Z方向观察时包围第一电极31的方式配置，因此能够进一步抑制来自第一电极31以及第二电极32的远方电磁场的辐射。
在本实施方式中，第一线圈34的一端经由第一电线35与第一电极31串联地电连接，另一端与图1以及图2所示的电压施加部80串联地电连接。在本实施方式中，第一线圈34由螺线管线圈构成，以其长度方向沿Z方向的方式配置。第一线圈34的形状、长度、截面积、匝数、材质等例如根据驱动频率f0、另外以实现第一加热器30与电压施加部80的阻抗匹配的方式进行选择。此外，虽然省略了图示，但是在本实施方式中，第二线圈44的一端经由第二电线与第三电极41电连接，另一端与电压施加部80串联地电连接。在其他实施方式中，第一线圈34的一端也可以不与第一电极31串联地连接，而是与第二电极32串联地连接。另外，同样地，第二线圈44的一端也可以不与第三电极41串联地连接，而是与第四电极42串联地连接。
通过使电压施加部80对第一加热器30施加交流电压而在第一线圈34的一端产生高电压。由此，能够提高从第一电极31以及第二电极32产生的电场的强度。此外，第一线圈34优选以使第一线圈34的一端与第一电极31之间的距离尽可能小的方式配置。在第一线圈34的一端与第一电极31之间的距离较远的情况下，在第一线圈34的一端产生的高电压在第一线圈34与第一电极31之间、或者第一电线35与第二电极32之间产生对介质Md的加热没有帮助的电场，提高从第一电极31以及第二电极32产生的电场的强度的效果有可能降低。与此相对地，通过缩短第一线圈34的一端与第一电极31之间的距离，能够抑制这样的对介质Md的加热没有帮助的电场的产生，因此能够有效地提高从第一电极31以及第二电极32产生的电场的强度。同样地，第二线圈44能够提高从第三电极41以及第四电极42产生的电场的强度。此外，在其他实施方式中，例如，也可以通过将第一电极31、第三电极41形成为曲折形状而使第一电极31、第三电极41发挥与线圈同样的功能。
图4是表示本实施方式中的感应加热装置100的电路结构的说明图。在图4中，为了容易理解技术，省略了感应加热装置100的电路结构中的一部分结构。如图4所示，电压施加部80构成为具有开关电路81的逆变器。开关电路81与直流电源150、第一加热器30以及第二加热器40电连接。开关电路81对直流电源150的直流电压进行开关而转换为驱动频率f0的交流电压，并将交流电压向第一加热器30以及第二加热器40输出。
本实施方式中的开关电路81构成为全桥方式的逆变器，具有4个开关元件82和与各开关元件82相对应地设置的过电压保护用的齐纳二极管83。在本实施方式中，开关元件82由N沟道型的金属氧化膜半导体场效应晶体管(MOSFET：metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor)构成。在其他实施方式中，开关元件82例如也可以由双极晶体管、绝缘栅晶体管、可关断晶闸管等构成。另外，开关电路81除了齐纳二极管83以外、或者取代齐纳二极管83，也可以适当地具有PN结二极管等。另外，开关电路81例如可以构成为相移式的全桥方式的逆变器，也可以构成为半桥方式的逆变器。
各开关元件82根据输入到各开关元件82的栅极的控制信号，反复开闭开关电路81的一部分。开关电路81通过该开关元件82的动作，将直流电源150的直流电压转换为驱动频率f0的交流电压。由此，对第一加热器30以及第二加热器40施加驱动频率f0的交流电压。
在本实施方式中，对第一加热器30和第二加热器40分别施加相位反转了180°的交流电压。更详细而言，如图4所示，第一加热器30的第一电极31和第二加热器40的第四电极42以分别成为同相位的方式与开关电路81连接，且第一加热器30的第二电极32和第二加热器40的第四电极42以分别成为同相位的方式与开关电路81连接，从而对第一加热器30和第二加热器40分别施加相位反转了180°的交流电压。这样，通过对相邻的加热器20分别施加相位反转了180°的交流电压，能够使来自相邻的加热器20的、对介质Md的加热没有帮助的辐射波彼此相互减弱。
图5是说明由本实施方式中的加热器20和附着在介质Md的液体Lq形成的电路的示意图。图6是本实施方式中的感应加热装置100的等效电路图。更详细而言，图5示出了由第一加热器30和液体Lq形成的电路。另外，图6相当于仅着眼于第一加热器30和第二加热器40中的第一加热器30的情况下的电路。在图5以及图6所示的电路中，能够将第一加热器30的第一电极31以及第二电极32分别视为构成1个电容器的电极板。此外，虽然省略了图示，但是也能够由第二加热器40和液体Lq形成与图5所示的电路同样的电路。另外，仅着眼于第一加热器30和第二加热器40中的第二加热器40的情况下的电路与图6所示的电路是同样的。
图5以及图6所示的Ra表示第一加热器30的电阻。在电阻Ra中包括电压施加部80的内部电阻以及第一线圈34的寄生电阻。图6所示的La表示第一加热器30的电感。在电感La中包括图5所示的第一线圈34的电感Lc以及第一加热器30的各电极的寄生电感。图5以及图6所示的Ca表示第一加热器30的电容。在电容Ca中包括第一线圈34的寄生电容以及第一加热器30的各电极彼此之间的电容。图5以及图6所示的Rb表示附着在介质Md上的液体Lq的电阻。图5所示的Cb1表示第一电极31与液体Lq之间的寄生电容。图5所示的Cb2表示第二电极32与液体Lq之间的寄生电容。图6所示的Cb表示为寄生电容Cb1以及Cb2之和。另外，电容Ca与电容Cb之和相当于第一加热器30的电容。
通过加热介质Md上的液体Lq而进行干燥，介质Md的含水量变少，第一加热器30的电容Ca以及液体Lq的电阻Rb发生变化。更详细而言，由于伴随着干燥的进行的含水量的减少，介质Md上的液体Lq所包含的水的厚度减少，从而由第一电极31以及第二电极32构成的电容器的电容减少，因此电容Ca减少。其理由在于，液体Lq所包含的水的介电常数比真空的介电常数高。另外，由于伴随着干燥的进行的含水量的减少，液体Lq所包含的水的质量比率减少而液体Lq的导电率降低，因此电阻Rb增加。此外，实际上，电容Cb也因液体Lq的干燥而减少，但是其减少幅度与电容Ca的减少幅度、电阻Rb的增加幅度相比非常小，因此能够忽略。
使涂布在介质Md的液体干燥时的加热器20的共振频率表示为图5、图6所示的等效电路中的加热器20的共振频率。因此，加热器20的共振频率根据干燥的进行而发生变化。更详细而言，如上所述，由于电容Ca因伴随着干燥的进行的含水量的减少而减少，因此加热器20的共振频率伴随着干燥的进行而上升。以下，也将伴随着这样的干燥的进行的加热器20的共振频率的变化称为共振频率的偏移。另外，也将由共振频率的偏移引起的共振频率的变化幅度称为共振频率的偏移量。另外，也将使涂布在介质Md的液体干燥时的第一加热器30的共振频率称为第一共振频率f1。同样地，也将使涂布在介质Md的液体干燥时的第二加热器40的共振频率称为第二共振频率f2。
第一加热器30构成为满足如下的第一条件：介质Md的含水量处于第一范围的情况下的第一共振频率f1与驱动频率f0之间的差异小于含水量处于比第一范围少的第二范围的情况下的第一共振频率f1与驱动频率f0之间的差异。介质Md的含水量处于第一范围、第二范围的情况是指，介质Md中的、在与第一加热器30之间形成上述等效电路的部分即第一部分的每单位体积所包含的水的量处于第一范围、第二范围的情况。该情况下的“水的量”在本实施方式中通过水的质量来表示，但是在其他实施方式中，例如也可以通过水的质量、体积相对于质量、体积的基准值的比例、水的体积来表示。以下，只要没有特别说明，“第一部分的含水量”是指“第一部分的每单位体积的含水量”。在本实施方式中，第一部分相当于在沿Z方向观察时位于第一电极31与第二电极32之间的部分。该“第一电极31与第二电极32之间的部分”包含设有第一电极31、第二电极32的部分。
另外，在本实施方式中，第二加热器40构成为，通过与第一加热器30同样地构成来满足如下的第三条件：介质Md的含水量处于第三范围的情况下的第二共振频率f2与驱动频率f0之间的差异小于含水量处于比第三范围少的第四范围的情况下的第二共振频率f2与驱动频率f0之间的差异。介质Md的含水量处于第三范围、第四范围的情况是指，介质Md中的、在与第二加热器40之间形成上述等效电路的部分即第二部分的每单位体积所包含的水量处于第三范围、第四范围的情况。以下，只要没有特别说明，“第二部分的含水量”是指“第二部分的每单位体积的含水量”。在本实施方式中，第二部分相当于在沿Z方向观察时位于第三电极41与第四电极42之间的部分。“第三电极41与第四电极42之间的部分”包括设有第三电极41、第四电极42的部分。
图7是表示干燥程度与第一共振频率f1的关系的说明图。在图7中示出了将横轴设为干燥程度、将纵轴设为第一共振频率f1的示意性的图表。图7中的“干燥程度”表示介质Md的第一部分中的、当前的含水量与干燥开始时间点的含水量之差。某干燥开始时间点的含水量例如作为干燥开始时间点的第一部分的每单位体积的质量与表示干燥完成时间点的第一部分的每单位体积的质量的干燥质量之差而被算出。干燥质量例如作为使介质Md充分干燥的情况下的质量而被算出。第一共振频率f1例如基于使用网络分析仪测定的第一加热器30的电感以及电容来算出。
由于图7中的干燥程度与第一部分中的含水量之间具有负相关，因此也可以说图7表示第一部分中的含水量与第一共振频率f1的关系。这样，由于含水量与干燥程度相关，因此也可以不直接比较各定时下的含水量的大小，而是通过比较各定时下的干燥程度的大小来判定干燥的进度分别不同的两个定时下的含水量的大小。此外，“干燥程度”例如可以通过第一部分的当前的含水量与干燥开始时间点的含水量之比、第一部分的当前的含水量的倒数、使涂布在第一部分的液体在一定的条件下干燥的情况下的干燥时间来表示。
在本实施方式中，第一加热器30构成为，在介质Md的第一部分中的含水量为相当于在介质Md满涂有液体的情况下的含水量的满涂相当含水量的情况下，第一共振频率f1与驱动频率f0一致。在介质Md满涂有液体的情况是指，在介质Md的一面中的至少一部分的范围无间隙地涂布有液体的状态。更详细而言，本实施方式中的满涂相当含水量被定义为，刚刚通过液体喷出部210对介质Md进行了多种颜色的满涂印刷之后的、介质Md的第一部分中的每单位体积的含水量。满涂印刷是指，在构成图像的所有像素上形成点，以不残留介质Md的底色的部分的方式进行印刷。在图7中，干燥程度为零，即，干燥开始时间点的含水量相当于满涂相当含水量。由此，在本实施方式中，在干燥开始时介质Md的第一部分中的含水量为满涂相当含水量以下的情况下，越是进行干燥、即越是减少第一部分中的含水量，第一共振频率f1与驱动频率f0的差异越大。在第一共振频率f1与驱动频率f0一致的情况下，第一共振频率f1与驱动频率f0也可以不完全一致。更详细而言，第一共振频率f1和驱动频率f0在第一共振频率f1与驱动频率f0之差相对于驱动频率f0的比例在±1.0％的范围内一致即可，更优选在±0.5％的范围内一致，进一步优选在±0.1％以内的范围内一致。此外，在其他实施方式中，满涂相当含水量例如也可以被定义为，刚刚通过液体喷出部210对介质Md进行了黑色等单色的满涂印刷之后的、介质Md的第一部分中的每单位体积的含水量。
图8是表示干燥程度与基于第一加热器30的加热量的关系的说明图。在图8中，示出了将横轴设为干燥程度、将纵轴设为基于第一加热器30的加热量的示意性的图表。第一加热器30构成为满足如下的第二条件：第一部分的含水量处于第一范围的情况下的加热量比第一部分的含水量处于第二范围的情况下的加热量大。更详细而言，在本实施方式中，如图8所示，越是进行干燥、即越是减少第一部分的含水量，基于第一加热器30的加热量越小。此外，关于含水量处于第一范围的情况和处于第二范围的情况各自的情况下的基于第一加热器30的加热量的大小，例如，能够通过比较将含水量处于第一范围、第二范围的棉布分别从相同的温度以相同的电力输出加热相同时间的情况下的温度的高低来进行比较。另外，在本实施方式中，第二加热器40与第一加热器30同样地构成，由此构成为满足如下的第四条件：第二部分的含水量处于第三范围的情况下的加热量比第二部分的含水量处于第四范围的情况下的加热量大。
伴随着干燥的进行的第一共振频率f1的偏移量的增加有助于基于第一加热器30的加热量的减少。其理由在于，通过使第一共振频率f1与驱动频率f0的差异变得更大而使第一加热器30的阻抗进一步增大。另一方面，使用图5以及图6说明的、伴随着干燥的进行的含水量的增加所引起的介质Md上的液体Lq的电阻Rb的增加有助于基于第一加热器30的加热量的增加。其理由在于，通过增加电阻Rb，在等效电路中经由液体Lq的电阻成分流动的电流减少，因此等效电路中的Q值上升。在本实施方式中，通过以由上述第一共振频率f1的偏移引起的加热量的减少幅度超过由上述电阻Rb的增加引起的加热量的增加幅度的方式构成第一加热器30，从而满足第二条件。
通过进一步增大图5以及图6所示的等效电路中的电容Cb相对于第一加热器30的电容之比，能够增大第一共振频率f1的偏移量。使电容Cb相对于第一加热器30的电容之比更大相当于增大液体Lq的介电常数对在第一电极31与第二电极32的附近区域形成的附近电场的影响，相当于在由电力线表示附近电场的情况下，增加通过液体Lq的电力线的比例。
图9是说明第一电极31的厚度t1、第二电极32的厚度t2的调整的示意图。例如图9所示，通过调整厚度t1、厚度t2，能够调整第一共振频率f1的偏移量。更详细而言，为了增大第一共振频率f1的偏移量、即为了增加供液体Lq通过的电力线Eq的比例，以电力线Eq的根数相对于无法供液体Lq通过的电力线En的根数相对增加的方式调整厚度t1、厚度t2。图9表示通过增大厚度t1以及厚度t2来增加电力线Eq的比例的例子。一般而言，如图9所示，通过进一步增大厚度t1、厚度t2，能够进一步增加电力线Eq的根数。但是，在使厚度t1、厚度t2过厚的情况下，存在有因电力线En的根数增加而电力线Eq的比例减少的情况。在本实施方式中，厚度t1、厚度t2例如优选调整为0.1mm以上且2.0mm以下。
图10是说明第一电极31与第二电极32之间的距离d的调整的图。此外，图10中的更粗的虚线的箭头表示电力线的根数比更细的虚线的箭头多。图10表示通过在供液体Lq通过的电力线Eq的比例增加的范围内缩短距离d来增大第一共振频率f1的偏移量的例子。通过如图10所示那样调整距离d，也能够调整第一共振频率f1的偏移量。
图11是说明第一电极31的宽度W1、第二电极32的宽度W2的调整的图。如图11所示，通过调整宽度W1、宽度W2，也能够调整第一共振频率f1的偏移量。在该情况下，通过使宽度W1、宽度W2变窄，容易使电力线集中在液体Lq附近，因此能够增加电力线En的根数，能够增大第一共振频率f1的偏移量。图11示出了通过使宽度W2变窄来增大第一共振频率f1的偏移量的例子。
另外，例如能够通过一边保持电感一边减小第一线圈34的寄生电阻来减小由上述电阻Rb的增加引起的加热量的增加幅度。其理由在于，由于图5以及图6所示的等效电路中的电阻Ra变小，因此等效电路中的Q值变大，电阻Rb对等效电路中的Q值的帮助相对变小。在该情况下，例如，通过增大第一线圈34的绕组的直径、增大第一线圈34的绕组彼此的间距，能够减小第一线圈34的寄生电阻。另外，如上所述，通过由开关电路81构成电压施加部80，与由具有B级放大器等模拟放大器、变压器的高频电源电路构成电压施加部80的情况相比，能够减小电压施加部80的内部电阻，因此能够减小图5以及图6所示的等效电路的电阻Ra。由此，也能够减小由电阻Rb的增加引起的加热量的增加幅度。
在如上述那样减小由电阻Rb的增加引起的加热量的增加幅度的情况下，更优选以介质Md的干燥完成后的第一加热器30对液体的加热量成为液体的冷却量以下的方式构成第一加热器30。介质Md的干燥完成的定时例如被定为介质Md的第一部分的含水量成为预定的含水量以下的定时。液体的冷却量例如在如上述那样设有送风机的情况下，成为考虑了基于送风机的冷却的冷却量。由此，能够抑制干燥完成后的介质Md的过度加热。
根据以上说明的第一实施方式中的感应加热装置100，第一加热器30构成为，介质Md的含水量处于第一范围的情况下的第一加热器30的共振频率与驱动频率f0之间的差异小于含水量处于比第一范围少的第二范围的情况下的第一加热器30的共振频率与驱动频率f0之间的差异，且含水量处于第一范围的情况下的第一加热器30的加热量大于含水量处于第二范围的情况下的加热量。由此，即使不基于介质Md的含水量来控制施加于第一加热器30的交流电力的输出，在含水量处于比第二范围多的第一范围的情况下，也能够通过第一加热器30以更大的加热量对介质Md进行加热，在含水量处于比第一范围少的第二范围的情况下，能够通过第一加热器30以更小的加热量对介质Md进行加热。因此，能够在不设置对介质Md的含水量进行测定的传感器的情况下使附着在介质Md上的液体均匀地干燥。
另外，在本实施方式中，电压施加部80向第二加热器40的第三电极41以及第四电极42施加驱动频率f0的交流电压，第二加热器40构成为，介质Md的含水量处于第三范围的情况下的第二加热器40的共振频率与驱动频率f0的差异小于含水量处于比第三范围少的第四范围的情况下的第二加热器40的共振频率与驱动频率f0的差异，且含水量处于第三范围的情况下的第二加热器40的加热量大于含水量处于第四范围的情况下的加热量。由此，在第二加热器40中，也与第一加热器30的情况同样地，即使不基于介质Md的含水量来控制施加于第二加热器40的交流电力的输出，在含水量处于比第四范围多的第三范围的情况下，也能够以更大的加热量对介质Md进行加热，在含水量处于比第三范围少的第四范围的情况下，能够以更小的加热量对介质Md进行加热。因此，在设有第一加热器30以及第二加热器40的方式中，即使不单独控制施加于第一加热器30的电力的输出和施加于第二加热器40的电力的输出，也能够使附着在介质Md上的液体均匀地干燥。
另外，在本实施方式中，第一加热器30和第二加热器40沿与作为第一方向的Z方向正交且与作为第二方向的Y方向交叉的第三方向排列配置。因此，能够抑制介质Md的第三方向上的干燥程度的偏差。
另外，在本实施方式中，电压施加部80具有通过对直流电源150的直流电压进行开关而变换为驱动频率f0的交流电压的开关电路81。由此，与电压施加部80由具有模拟放大器、变压器的高频电源电路构成的情况相比，能够减小电压施加部80的内部电阻，因此能够提高电力效率的可能性提高。另外，由于能够减小伴随着干燥的进行的、附着在介质Md的液体的电阻Rb的增加所引起的加热量的增加幅度，因此相对于含水量处于第二范围的情况下的加热量，能够进一步增大含水量处于第一范围的情况下的加热量。
另外，在本实施方式中，第一加热器30构成为，在含水量相当于满涂相当含水量的情况下，第一共振频率f1与驱动频率f0一致。由此，在通过第一加热器30使含水量为满涂相当含水量以下的介质Md上的液体干燥的情况下，越是进行干燥，越能够增大第一共振频率f1与驱动频率f0之间的差异。因此，能够进一步抑制介质Md的干燥程度的偏差。
B.其他实施方式：
(B-1)在上述实施方式中，感应加热装置100具备第一加热器30以及第二加热器40。与此相对地，感应加热装置100例如也可以仅具备第一加热器30。另外，感应加热装置100例如除了第一加热器30以及第二加热器40以外，还可以具备1个或者多个其他加热器20。
(B-2)在上述实施方式中，利用单一的电压施加部80对第一加热器30以及第二加热器40施加有驱动频率f0的交流电压。与此相对地，例如，也可以是，分别分体地构成的两个电压施加部80分别对第一加热器30和第二加热器40施加驱动频率f0的交流电压。
(B-3)在上述实施方式中，电压施加部80构成为具有通过对直流电源150的直流电压进行开关而转换为驱动频率f0的交流电压的开关电路81的逆变器。与此相对地，电压施加部80也可以不具有开关电路81，例如，也可以由具有模拟放大器、变压器的高频电源电路构成。
(B-4)在上述实施方式中，第一加热器30构成为，在含水量相当于满涂相当含水量的情况下，第一共振频率f1与驱动频率f0一致。与此相对地，第一加热器30只要构成为满足第一条件以及第二条件，则也可以不构成为在含水量相当于满涂相当含水量的情况下第一共振频率f1与驱动频率f0一致。例如，第一加热器30也可以构成为，在含水量相当于比满涂相当含水量少的含水量的情况下，第一共振频率f1与驱动频率f0一致。同样地，第二加热器40只要构成为满足第三条件以及第四条件，则也可以不构成为在含水量相当于满涂相当含水量的情况下第二共振频率f2与驱动频率f0一致。
(B-5)在上述实施方式中，第二电极32以在沿Z方向观察时包围第一电极31的方式配置。与此相对地，例如，第一电极31以及第二电极32可以以在沿Z方向观察时彼此相邻的方式配置，也可以以在Z方向上通过第一电极31和第二电极32夹着介质Md的方式配置。在该情况下，第一电极31以及第二电极32的形状可以是任意的，也可以是圆形状、椭圆形状、矩形状、多边形状等。另外，在沿Z方向观察时，第一电极31以及第二电极32的面积可以彼此相同，也可以不同。优选的是，在沿Z方向观察时，第一电极31以及第二电极32以彼此不重叠的方式配置。同样地，第三电极41以及第四电极42例如可以以在沿Z方向观察时彼此相邻的方式配置，也可以以在Z方向上通过第三电极41和第四电极42夹着介质Md的方式配置。
(B-6)在上述实施方式中，从液体喷出装置205朝向感应加热装置100连续地搬运介质Md。这样，在从液体喷出装置205朝向感应加热装置100连续地搬运介质Md的情况下，搬运部320例如也可以仅具有感应加热装置100和液体喷出装置205所共通的搬运部。另外，也可以不从液体喷出装置205朝向感应加热装置100连续地搬运介质Md。例如，也可以在将被液体喷出装置205涂布了液体的介质Md暂时卷取为卷筒状之后，通过机器人等使介质Md朝向感应加热装置100移动。在该情况下，在感应加热装置100中，例如，能够一边将卷取成卷筒状的介质Md放卷，一边通过第二搬运部322等搬运介质Md并对介质Md进行加热。
(B-7)在上述实施方式中，加热器20也可以构成为能够在第三方向上往复移动。例如，也可以利用由带机构、滚珠丝杠机构构成的未图示的驱动部来支撑加热器20，并且使其沿X方向往复移动。
(B-8)在上述实施方式中，使用13.56MHz的频率作为驱动频率f0。与此相对地，作为驱动频率f0也可以不使用13.56MHz的频率，例如也可以使用其他ISM波段的、40.68MHz、2.45GHz、5.8GHz等频率。另外，驱动频率f0只要是能够通过加热器20对附着在介质Md的液体进行加热的频率即可，也可以不是高频。在该情况下，驱动频率f0例如优选为100kHz以上且不足1MHz。
(B-9)在上述实施方式中，感应加热装置100组装于液体喷出系统200。与此相对地，感应加热装置100也可以不组装于液体喷出系统200，例如，也可以仅单独使用感应加热装置100。
C.其他方式：
本公开不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式来实现。例如，本公开也能够通过以下的方式来实现。为了解决本公开的课题的一部分或者全部、或者为了实现本公开的效果的一部分或者全部，与以下记载的各方式中的技术特征相对应的上述实施方式中的技术特征能够适当地进行替换、组合。另外，该技术特征在本说明书中只要不是作为必须的特征进行说明，就能够适当删除。
(1)根据本公开的第一方式，提供一种感应加热装置。该感应加热装置具备：第一加热器，具有与附着有含有水的液体的介质对置的第一电极以及第二电极、和与所述第一电极串联地电连接的第一线圈，对所述液体进行加热而使其干燥；以及电压施加部，向所述第一电极以及所述第二电极施加预定的驱动频率的交流电压。所述第一加热器构成为，所述介质的含水量处于第一范围的情况下的所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率的差异小于所述含水量处于比所述第一范围少的第二范围的情况下的所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率的差异，且所述含水量处于所述第一范围的情况下的加热量大于所述含水量处于所述第二范围的情况下的加热量。
根据这样的方式，即使不基于介质的含水量来控制施加于第一加热器的交流电力的输出，在含水量处于比第二范围多的第一范围的情况下，也能够通过第一加热器以更大的加热量对介质进行加热，在含水量处于比第一范围少的第二范围的情况下，也能够通过第一加热器以更小的加热量对介质进行加热。因此，能够在不设置对介质的含水量进行测定的传感器的情况下使附着在介质的液体均匀地干燥。
(2)在上述方式中，也可以是，所述感应加热装置具备第二加热器，该第二加热器具有与所述介质对置的第三电极以及第四电极、和与所述第三电极串联地电连接的第二线圈，对所述液体进行加热而使其干燥，所述电压施加部向所述第三电极以及所述第四电极施加所述驱动频率的交流电压，所述第二加热器构成为，所述含水量处于第三范围的情况下的所述第二加热器的共振频率与所述驱动频率之间的差异小于所述含水量处于比所述第三范围少的第四范围的情况下的所述第二加热器的共振频率与所述驱动频率之间的差异，且所述含水量处于所述第三范围的情况下的加热量大于所述含水量处于所述第四范围的情况下的加热量。根据这样的方式，在设有第一加热器以及第二加热器的方式中，即使不单独控制施加于第一加热器的电力的输出和施加于第二加热器的电力的输出，也能够使附着在介质的液体均匀地干燥。
(3)在上述方式中，也可以是，所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极分别在与所述第一方向正交的第二方向上与沿第一方向被搬运的所述介质对置，所述第一加热器和所述第二加热器沿与所述第一方向正交且与所述第二方向交叉的第三方向排列配置。根据这样的方式，能够抑制介质上的液体在第三方向上的干燥程度的偏差。
(4)在上述方式中，也可以是，所述电压施加部具有开关电路，该开关电路通过对直流电源的直流电压进行开关而转换为所述驱动频率的交流电压。根据这样的方式，与电压施加部由例如具有模拟放大器、变压器的高频电源电路构成的情况相比，能够使电压施加部小型化的可能性、能够提高电力效率的可能性提高。
(5)在上述方式中，也可以是，所述第一加热器构成为，当所述含水量相当于在所述介质满涂有所述液体的情况下的含水量时，所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率一致。根据这样的方式，当通过第一加热器使相当于满涂有液体的情况下的含水量的含水量以下的介质上的液体干燥时，越是进行干燥，越能够增大第一加热器的共振频率与驱动频率之间的差异。因此，能够进一步抑制介质上的液体的干燥程度的偏差。
(6)根据本公开的第二方式，提供一种液体喷出系统。该液体喷出系统具备：上述方式的感应加热装置；以及液体喷出部，向所述介质喷出并涂布所述液体，所述第一加热器对由所述液体喷出部涂布了所述液体的所述介质进行加热。
(7)根据本公开的第三方式，提供一种液体喷出装置，其具备：第一电极以及第二电极，与附着有含有水的液体的介质对置，并被施加预定的驱动频率的交流电压；以及第一线圈，与所述第一电极串联地电连接，所述液体喷出装置将被加热器加热的所述液体涂布在所述介质上，所述加热器构成为，所述介质的含水量处于第一范围的情况下的共振频率与所述驱动频率之间的差异小于所述含水量处于比所述第一范围少的第二范围的情况下的共振频率与所述驱动频率之间的差异，且所述含水量处于所述第一范围的情况下的加热量大于所述含水量处于所述第二范围的情况下的加热量。该液体喷出装置具备：搬运部，搬运所述介质；液体喷出部，向所述介质喷出并涂布所述液体；以及控制部，控制所述搬运部以及所述液体喷出部。
Claims (6)
1.一种感应加热装置，其特征在于，具备：
第一加热器，具有与附着有含有水的液体的介质对置的第一电极以及第二电极、和与所述第一电极串联地电连接的第一线圈，所述第一加热器对所述液体进行加热而使其干燥；以及
电压施加部，向所述第一电极以及所述第二电极施加预定的驱动频率的交流电压，
所述第一加热器构成为：
所述介质的含水量处于第一范围的情况下的所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率的差异小于所述含水量处于比所述第一范围少的第二范围的情况下的所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率的差异，并且
所述含水量处于所述第一范围的情况下的加热量大于所述含水量处于所述第二范围的情况下的加热量。
2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，
所述感应加热装置具备第二加热器，该第二加热器具有与所述介质对置的第三电极以及第四电极、和与所述第三电极串联地电连接的第二线圈，所述第二加热器对所述液体进行加热而使其干燥，
所述电压施加部向所述第三电极以及所述第四电极施加所述驱动频率的交流电压，
所述第二加热器构成为：
所述含水量处于第三范围的情况下的所述第二加热器的共振频率与所述驱动频率之间的差异小于所述含水量处于比所述第三范围少的第四范围的情况下的所述第二加热器的共振频率与所述驱动频率之间的差异，并且
所述含水量处于所述第三范围的情况下的加热量大于所述含水量处于所述第四范围的情况下的加热量。
3.根据权利要求2所述的感应加热装置，其特征在于，
所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极以及所述第四电极分别在与第一方向正交的第二方向上与沿所述第一方向被搬运的所述介质对置，
所述第一加热器和所述第二加热器沿与所述第一方向正交且与所述第二方向交叉的第三方向排列配置。
4.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，
所述电压施加部具有开关电路，该开关电路通过对直流电源的直流电压进行开关而转换为所述驱动频率的交流电压。
5.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，
所述第一加热器构成为当所述含水量相当于在所述介质满涂有所述液体的情况下的含水量时，所述第一加热器的共振频率与所述驱动频率一致。
6.一种液体喷出系统，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的感应加热装置；以及
液体喷出部，向所述介质喷出并涂布所述液体，
所述第一加热器对由所述液体喷出部涂布了所述液体的所述介质进行加热。
Applications Claiming Priority (2)
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