JP2023108217A - 誘電加熱装置、および、印刷システム - Google Patents
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Abstract
【課題】誘電加熱装置において、被加熱物の加熱によって生じる蒸気の滞留を抑制できる技術を提供する。【解決手段】誘電加熱装置は、被加熱物を搬送する搬送部と、第1方向に搬送される前記被加熱物に対して前記第1方向と交差する第2方向に対向し、交流電圧が印加される第1電極および第2電極を有する電極ユニットと、前記電極ユニットを取り囲む金属製の第1カバー部と、を備える。前記第1カバー部は、前記被加熱物を前記第1カバー部内に挿入するための第1挿入口と、前記被加熱物を前記第1カバー部外へ送出するための第1送出口と、前記第1挿入口および前記第1送出口とは異なる複数の第1開口部と、を有する。【選択図】図5
Description
本開示は、誘電加熱装置、および、印刷システムに関する。
特許文献1には、電磁波シールドされた直方体状の金属ケーシングを備えるマイクロ波加熱装置が開示されている。この加熱装置では、被加熱物は、ケーシング内でマイクロ波によって加熱される。ケーシングには、被加熱物を受け入れるための開口と、被加熱物を送り出すための開口とが設けられ、各開口は、マイクロ波が漏れないようにシールされている。
電磁波の漏れを防止するために被加熱物をケーシング内で加熱する場合、加熱によって発生する蒸気がケーシング内に滞留する場合がある。これによって、例えば、滞留した蒸気の凝縮によって生じる液体が被加熱物を汚損する場合や、被加熱物を加熱して乾燥させる場合の乾燥効率が低下する場合があった。
本開示の第1の形態によれば、誘電加熱装置が提供される。この誘電加熱装置は、被加熱物を搬送する搬送部と、第1方向に搬送される前記被加熱物に対して前記第1方向と交差する第2方向に対向し、交流電圧が印加される第1電極および第2電極を有する電極ユニットと、前記電極ユニットを取り囲む金属製の第1カバー部と、を備える。前記第1カバー部は、前記被加熱物を前記第1カバー部内に挿入するための第1挿入口と、前記被加熱物を前記第1カバー部外へ送出するための第1送出口と、前記第1挿入口および前記第1送出口とは異なる複数の第1開口部と、を有する。
本開示の第2の形態によれば、誘電加熱装置が提供される。この誘電加熱装置は、被加熱物を搬送する搬送部と、第1方向に搬送される前記被加熱物に対して前記第1方向と交差する第2方向に対向し、交流電圧が印加される第1電極および第2電極を有する電極ユニットと、前記電極ユニットを、前記第1方向と交差し、かつ、前記第2方向と直交する第5方向に往復移動可能に構成された移動部と、前記第1方向に搬送される前記被加熱物と前記第2方向に対向し、前記電極ユニットを覆う金属製の第4カバー部と、前記第2方向に沿った方向において前記被加熱物を挟んで前記第1電極および前記第2電極と対向する金属製の対向部と、を備える。前記第4カバー部は、前記電極ユニットとともに前記第5方向に往復移動可能に構成され、前記被加熱物に向かって前記第2方向に開口し、前記第2方向に沿って見たときに前記第1電極および前記第2電極を囲う第5開口部を有する。
本開示の第3の形態によれば、印刷システムが提供される。この印刷システムは、上記形態の誘電加熱装置と、印刷媒体に液体を吐出する液体吐出部と、を備え、前記搬送部は、前記液体が付着した前記印刷媒体を前記被加熱物として搬送する。
A.第1実施形態:
図1は、第1実施形態における誘電加熱装置100の概略構成を示す斜視図である。図1には、互いに直交するX,Y,Z方向を示す矢印が示されている。X方向およびY方向は、水平面に平行な方向であり、Z方向は、鉛直上向きに沿った方向である。X,Y,Z方向を示す矢印は、他の図においても、図示の方向が図1と対応するように適宜、図示してある。以下の説明において、方向の向きを特定する場合には、各図において矢印が指し示す方向を「+」、その反対の方向を「-」として、方向表記に正負の符合を併用する。以下では、+Z方向のことを「上」、-Z方向のことを「下」ともいう。また、本明細書中で、直交とは、90°±10°の範囲を含む。
図1は、第1実施形態における誘電加熱装置100の概略構成を示す斜視図である。図1には、互いに直交するX,Y,Z方向を示す矢印が示されている。X方向およびY方向は、水平面に平行な方向であり、Z方向は、鉛直上向きに沿った方向である。X,Y,Z方向を示す矢印は、他の図においても、図示の方向が図1と対応するように適宜、図示してある。以下の説明において、方向の向きを特定する場合には、各図において矢印が指し示す方向を「+」、その反対の方向を「-」として、方向表記に正負の符合を併用する。以下では、+Z方向のことを「上」、-Z方向のことを「下」ともいう。また、本明細書中で、直交とは、90°±10°の範囲を含む。
誘電加熱装置100は、被加熱物OHを加熱するための電極ユニット20と、被加熱物OHを搬送する搬送部200と、電極ユニット20を収容するケース部300と、電極ユニット20に交流電圧を印加する電圧印加部80と、制御部500とを備える。本実施形態におけるケース部300は、電極ユニット20を取り囲む金属製の第1カバー部310によって構成されている。
誘電加熱装置100は、搬送部200によって被加熱物OHを搬送しつつ、第1カバー部310内において、電極ユニット20から生じる電界によって被加熱物OHを加熱する。本実施形態では、誘電加熱装置100は、被加熱物OHとして、液体が塗布されたシート状の印刷媒体を加熱することで、被加熱物OHを乾燥させる。印刷媒体としては、例えば、紙や布、フィルム等が用いられる。印刷媒体に塗布される液体としては、例えば、水または有機溶媒を主成分とする各種インクが用いられる。液体は、例えば、インクジェットプリンター等の液体吐出装置によって印刷媒体に塗布される。
制御部500は、1つまたは複数のプロセッサーと、記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェイスとを備えるコンピューターによって構成されている。制御部500は、上述した搬送部200や電圧印加部80等の各部を制御することによって、誘電加熱装置100において被加熱物OHの加熱を実行する。制御部500は、複数のコンピューターによって構成されてもよい。
本実施形態における搬送部200は、2つの搬送ローラー205と、搬送ローラー205を駆動するモーター等によって構成される図示していない駆動部とを有している。搬送部200は、搬送ローラー205の駆動によって、シート状の被加熱物OHを搬送する。
被加熱物OHは、搬送部200によって搬送されながら、第1カバー部310に設けられた第1挿入口312を介して、第1カバー部310内に挿入される。そして、被加熱物OHは、同様に搬送されながら、第1カバー部310内で電極ユニット20によって加熱された後、第1カバー部310に設けられた第1送出口314を介して、第1カバー部310外へと送出される。ケース部300の詳細については後述する。
図2は、本実施形態における電極ユニット20の概略構成を示す斜視図である。電極ユニット20は、第1電極30および第2電極40を有する。更に、本実施形態における電極ユニット20は、コイル50を有する。
第1電極30および第2電極40は、ともに、図1に示した電圧印加部80と電気的に接続されている。本実施形態では、第1電極30は、電線75と、コイル50と、同軸ケーブルの内部導体70とを介して電圧印加部80に電気的に接続されている。第2電極40は、図示していない同軸ケーブルの外部導体を介して電圧印加部80に電気的に接続されている。
第1電極30および第2電極40は、導電体であり、例えば、金属、合金、導電性酸化物等によって形成される。第1電極30及び第2電極40は、互いに同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。第1電極30および第2電極40は、例えば、その姿勢や強度の保持を目的として、誘電正接や導電性の低い材料によって形成された基板等の上に配置されてもよいし、他の部材によって支持されてもよい。図2に示すように、本実施形態では、第2電極40は、支持部材60によって上から支持されている。
第1電極30および第2電極40は、第1電極30と第2電極40との間の最短距離が、電極ユニット20から出力される電磁界の波長の10分の1以下となるように配置されている。本実施形態における第1電極30は、X方向を長手方向、Y方向を短手方向とする舟形形状を有している。第1電極30の下面は、-Z方向に凸の曲面形状を有している。第1電極30は、Z方向に沿って見たときに、X方向に長尺な長円形状を有する。第2電極40は、X方向およびY方向に扁平で、かつ、X方向に長尺な長円形状の環状を有している。第2電極40は、Z方向に沿って見たときに、第1電極30の周囲を囲うように配置されている。
第1電極30および第2電極40は、ともに、X方向およびY方向に平行に配置された基板110上に配置されている。より詳細には、第1電極30は、第1電極30の下面のX方向およびY方向における中央部が基板110の上面に接触するように配置されている。第2電極40は、第2電極40の下面が基板110の上面に接触するように配置されている。そのため、本実施形態では、第1電極30の下面の中央部と、第2電極40の下面とは、同一平面上に配置されている。
第1カバー部310内において、第1電極30および第2電極40は、ともに、搬送部200によって第1方向に搬送される被加熱物OHに対して、第2方向に対向する。本実施形態では、第1方向は、-Y方向である。第2方向は、第1方向と交差する方向であり、本実施形態では、-Z方向である。第1電極30および第2電極40は、被加熱物OHと離れて配置されている。つまり、本実施形態では、第1電極30および第2電極40は、シート状の被加熱物OHの上方において、各電極の下面が被加熱物OHの上面に対向するように配置されている。また、これにより、本実施形態では、被加熱物OHと第1電極30および第2電極40との間には、上述した基板110が配置される。他の実施形態では、第2方向は、第1方向と直交する方向でなくてもよい。
本実施形態では、基板110は、ガラスによって形成されている。基板110は、被加熱物OHに塗布されたインク等の液体が第1電極30および第2電極40に付着することや、被加熱物OHが布である場合に被加熱物OHの毛羽が第1電極30および第2電極40に付着することを抑制する。他の実施形態では、基板110は、例えば、アルミナによって形成されてもよい。
第1電極30および第2電極40には、図1に示した電圧印加部80によって交流電圧が印加される。本実施形態における電圧印加部80は、高周波電圧発生回路を含む高周波電源として構成されており、高周波電圧を出力する。電圧印加部80は、例えば、水晶発振器、および、PLL(Phase Locked Loop)回路、パワーアンプにより構成される。電圧印加部80は、PLL回路で発生した高周波信号をパワーアンプで増幅し、同軸ケーブル等を介して電極ユニット20に給電することで、第1電極30および第2電極40に高周波電圧を印加する。第1電極30又は第2電極40に印加される電位の一方は、基準電位であってもよい。基準電位とは、高周波電圧の基準となる定電位であり、例えば接地電位である。なお、本明細書において、高周波電圧とは、周波数が1MHz以上である交流電圧のことを指す。
第1電極30および第2電極40に交流電圧が印加されることによって、第1電極30および第2電極40から、電磁界が生じる。この電磁界の強度は、第1電極30および第2電極40の近傍で非常に強く、遠方では非常に弱くなる。本明細書では、交流電圧の印加によって第1電極30および第2電極40の近傍に生じる電磁界を「近傍電磁界」とも呼ぶ。第1電極30および第2電極40の「近傍」とは、第1電極30および第2電極40からの距離が、発生する電磁界の波長の1/2π以下となる範囲のことを指す。「近傍」より遠い範囲のことを、「遠方」とも呼ぶ。また、本明細書では、交流電圧の印加によって、第1電極30および第2電極40の遠方に生じる電磁界のことを「遠方電磁界」とも呼ぶ。遠方電磁界は、一般的な通信用アンテナ等による通信に用いられる電磁界に相当する。
上述したように、第1電極30と第2電極40とは、両者の間の最短距離が電磁界の波長の10分の1以下となるように配置されている。これによって、第1電極30および第2電極40から生じる電磁界の電界密度を、第1電極30および第2電極40の近傍において減衰させることができる。そのため、被加熱物OHと、第1電極30および第2電極40との間の距離を適切に保つことで、被加熱物OHを、第1電極30および第2電極40の近傍で生じる電界によって効率的に加熱しつつ、第1電極30および第2電極40からの遠方電磁界の輻射を抑制できる。特に、本実施形態では、第2電極40が、Z方向に沿って見たときに第1電極30を取り囲むように配置されているため、第1電極30および第2電極40からの遠方電磁界の輻射をより抑制できる。なお、第2電極40がZ方向に沿って見たときに第1電極30を取り囲むような配置であれば、例えば、Z方向に沿って見たときの第1電極30および第2電極40の外形が円形状や、矩形状、矩形状以外の多角形状等であっても、第1電極30および第2電極40からの遠方電磁界の輻射を抑制できる。
電極ユニット20から生じる電磁界は、電圧印加部80によって電極ユニット20に印加される交流電圧の周波数f0に応じた波長λ0を有する。そのため、例えば、被加熱物OHが水を含む場合、水の誘電正接は20GHz付近で最大となるので、ISMバンドのうち2.45GHzや5.8GHzの高周波電圧を電極ユニット20に印加することで、誘電加熱装置100において被加熱物OHをより効率良く加熱できる。また、インクを加熱するという観点では、周波数f0が、例えば、ISMバンドの一つである40.68MHzのように低い周波数であっても良好な加熱効率を得ることができる。この理由は、40.68MHzでは、インク中の水の誘電正接は低い一方で、インク中の色素成分等を電気抵抗として生じるジュール熱が生じやすくなるためである。
本実施形態では、コイル50の一端は、電線75を介して第1電極30と電気的に直列に接続され、他端は、電圧印加部80と電気的に直列に接続されている。本実施形態では、コイル50は、ソレノイドコイルによって構成され、その長さ方向がZ方向に沿うように配置されている。コイル50の形状、長さ、断面積、巻き数、材質等は、例えば、第1電極30および第2電極40とともに周波数f0で共振する共振回路を形成するように、また、電極ユニット20と電圧印加部80とのインピーダンス整合を実現するように選択される。
電圧印加部80が電極ユニット20に交流電圧を印加することによって、コイル50の一端には高電圧が発生する。これによって、第1電極30および第2電極40から生じる電界の強度を高めることができる。なお、コイル50は、コイル50の一端と第1電極30との間の距離ができるだけ小さくなるように配置されると好ましい。コイル50の一端と第1電極30との間の距離が遠い場合、コイル50の一端に生じる高電圧が、コイル50と第1電極30との間、もしくは、電線75と第2電極40との間に、被加熱物OHの加熱に寄与しない電界を発生させ、第1電極30および第2電極40から生じる電界の強度を高める効果が低下する可能性がある。これに対して、コイル50の一端と第1電極30との間の距離を近くすることで、このような被加熱物OHの加熱に寄与しない電界の発生を抑制できるため、第1電極30および第2電極40から生じる電界の強度を効果的に高めることができる。なお、他の実施形態では、例えば、第1電極30をメアンダ形状に形成することによって、第1電極30にコイル50と同様の機能を発揮させてもよい。
図3は、図2における第1電極30のIII-III断面を示す図である。図4は、図2における第1電極30のIV-IV断面を示す図である。図2および図3に示すように、第1電極30は、X方向に沿って見たときに、-Z方向に凸の円弧形状を有している。同様に、図2および図4に示すように、第1電極30は、Y方向に沿って見たときに、-Z方向に凸の円弧形状を有している。そのため、第1電極30の長手方向における端部、および、短手方向における端部は、第1電極30の中央部よりも+Z方向の位置に位置している。
電極ユニット20は、近傍電磁界の範囲内における電界強度のばらつきを抑制できる形状を有すると好ましい。例えば、本実施形態における第1電極30は、図2~図4で説明したように、全体として丸みを帯びた形状を有しており、尖った角の少ない形状を有している。これにより、例えば、第1電極30の端部等が角張った形状を有している場合と比較して、第1電極30の端部等の特定の部位への電界の集中を抑制できる。また、本実施形態では、第1電極30が舟形形状を有しているため、第1電極30の端部と被加熱物OHとの間のZ方向における距離は、第1電極30の中央部と被加熱物OHとの間のZ方向における距離よりも長い。また、図2に示した第1電極30の短手方向の端部の曲率半径rは、図4に示した第1電極30の長手方向の端部の曲率半径Rよりも小さい。これによって、第1電極30の端部への電界の集中、特に、第1電極30の長手方向における端部への電界の集中をより抑制できる。このように、近傍電磁界の範囲内における電界強度のばらつきを抑制することで、被加熱物OHの面内における電界強度のばらつきを抑制でき、被加熱物OHの加熱ムラを抑制できる。
図1に示したケース部300は、内部に収容された電極ユニット20からの輻射波を遮断する。電極ユニット20からの輻射波とは、電極ユニット20から輻射される電磁波のことを指す。この輻射波は、例えば、上述した第1電極30および第2電極40から輻射される遠方電磁界や、コイル50によって生じる電磁界を含む。
ケース部300による「輻射波の遮断」とは、ケース部300によって、電極ユニット20からケース部300外へと輻射される電磁界の強度を、予め定められた基準値以下とすることを指す。この基準値は、各国や地域における電磁界の曝露制限に関するガイドライン等において規定された規制値に基づいて定められる。このようなガイドラインとしては、例えば、日本における電波防護指針や、国際非電離放射線防護委員会(ICNIRP)によって定められたガイドラインがある。例えば、ICNIRPのガイドラインでは、周波数が40.68MHzである場合の磁界の曝露制限値は、職業的曝露の場合0.16A/mであり、公衆の曝露の場合0.073A/mである。なお、ICNIRPのガイドラインにおけるこれらの曝露制限値は、いずれも6分間平均値である。
図5は、ケース部300が有する第1カバー部310の概略構成を示す斜視図である。ケース部300は、電極ユニット20から輻射波が放射された際に第1カバー部310に生じる渦電流によって、第1カバー部310からその輻射波を弱める電磁界を発生させることで、輻射波を遮断する。輻射波が放射された際に第1カバー部310に生じる渦電流の大きさは、第1カバー部310を構成する材料の電気伝導率の2分の1乗および絶対透磁率の2分の1乗に比例する。そのため、第1カバー部310を形成する材料は、高い電気伝導率や絶対透磁率を有する材料であると好ましい。本実施形態における第1カバー部310は、金属材料の中でも比較的高い電気伝導率を有する亜鉛によって形成されている。
本実施形態における第1カバー部310は、直方体形状の外形形状を有している。第1カバー部310は、第1挿入口312と、第1送出口314と、複数の第1開口部316とを有する。第1挿入口312は、被加熱物OHを第1カバー部310の内部へ挿入するための開口部である。第1送出口314は、第1カバー部310内の被加熱物OHを第1カバー部310の外部へと送出するための開口部である。本実施形態では、第1挿入口312は、第1カバー部310の+Y方向側の面に設けられ、第1送出口314は、第1カバー部310の-Y方向側の面に設けられている。つまり、第1挿入口312と第1送出口314とは、Y方向において電極ユニット20を挟んで互いに対向して配置されている。第1挿入口312および第1送出口314は、それぞれ同様に、X方向を長手方向とし、Z方向を短手方向とする矩形状の開口形状を有している。
第1開口部316は、第1挿入口312および第1送出口314とは異なる開口部である。より詳細には、本実施形態では、第1カバー部310の各面は、亜鉛製の線材を縦横に平織りした金網によって構成されており、線材によって区画される開口部それぞれが第1開口部316に相当する。これにより、本実施形態では、第1カバー部310の各面には、正方形状の開口形状を有する複数の第1開口部316が、その面に沿った方向に縦横に配列するように形成されている。なお、図5では、第1開口部316のうち、第1カバー部310の+X方向側の面に設けられた第1開口部316のみが示されており、他の面に設けられた第1開口部316は省略されている。
本実施形態では、1つの第1開口部316の開口面積は、第1挿入口312および第1送出口314の開口面積より小さい。一方で、各第1開口部316の開口面積の総和は、第1挿入口312や第1送出口314の開口面積よりも大きい。また、第1開口部316の開口径は、第1挿入口312および第1送出口314の開口径より小さい。本明細書中において、開口径とは、その開口の最大の長さのことを指す。例えば、本実施形態では、第1開口部316の対角線の長さが、第1開口部316の開口径に相当する。なお、本実施形態では、第1開口部316の各辺の長さは、第1挿入口312および第1送出口314のいずれの辺の長さよりも短い。
他の実施形態では、第1カバー部310の各面は、例えば、線材を綾織りした金網や、エキスパンドメタル、パンチングメタル等によって構成されていてもよい。また、第1開口部316等の開口形状は、矩形でなくてもよく、例えば、円形状や長円形状、菱形状、その他の多角形状等であってもよい。例えば、第1開口部316等の開口形状が円形状を有する場合、その直径が第1開口部316等の開口径に相当する。また、第1カバー部310の全部の面に第1開口部316が設けられていなくてもよく、一部の面のみに第1開口部316が設けられていてもよい。
第1開口部316の開口形状や、開口面積、開口径、数、位置等は、電極ユニット20から輻射波が放射された際に、その輻射波を弱める電磁界を発生させられる程度の渦電流が第1カバー部310に生じるように定められると好ましい。第1開口部316の開口径は、例えば、第1開口部316を介して輻射波が第1カバー部310外へと漏れることを抑制するために、波長λ0の10分の1以下に定められると好ましい。なお、本実施形態では、上述したように、第1電極30および第2電極40からの遠方電磁界の輻射を抑制できるため、これを加味して第1開口部316の開口形状等を定めることができる。この場合、例えば、第1開口部316の開口面積や開口径、数を、第1開口部316を介して輻射波が第1カバー部310外へと漏れることを抑制できる範囲で増加させることによって、ケース部300を軽量化することができる。
図5に示すように、第1挿入口312の周囲には、第1縁部317が配置されている。第1縁部317は、電気絶縁性の磁性材料によって形成され、第1挿入口312の周囲を連続して囲んでいる。本実施形態では、第1縁部317として、シート状に形成されたNi-Zn系ソフトフェライト材料が用いられる。第1縁部317は、第1挿入口312の周囲を途切れることなく囲うように、第1カバー部310の外側の面に、接着剤を介して固定されている。以下では、第1縁部317のことを単に縁部と呼ぶこともある。なお、上述した図1では、第1縁部317は省略されている。
本実施形態では、第1縁部317は、第1部分318と第2部分319とを有する。第2部分319は、第1縁部317のうち、X方向において電極ユニット20と対応する位置に設けられた部分であり、第1部分318よりも広い幅を有する部分である。なお、縁部の「幅」とは、第1挿入口312の周囲に沿った方向に垂直な方向における寸法のことを指す。より詳細には、第2部分319は、第1挿入口312のうち、X方向において電極ユニット20と対応する位置に設けられた部分を、Z方向に挟むように設けられている。第1部分318と第2部分319とは、互いに連続するように設けられていればよく、それぞれ別体であってもよいし、一体に形成されていてもよい。
第1挿入口312は、その開口径や開口面積等によって、擬似的なスロットアンテナとして作用し、第1カバー部310外へと電磁界を輻射する場合がある。より詳細には、電極ユニット20から輻射された遠方電磁界によって第1カバー部310に生じる渦電流が第1挿入口312に電界を生じさせることで、第1挿入口312が擬似的なスロットアンテナとして作用する場合がある。本実施形態では、上述したように、第1挿入口312の周囲を囲うように、磁性材料によって形成された第1縁部317が配置されているため、第1挿入口312の周囲における渦電流の発生が抑制される。また、第1縁部317は、電気絶縁性を有するため、第1縁部317自身に、電極ユニット20から輻射される遠方電磁界に起因する渦電流が生じにくい。これによって、第1挿入口312が擬似的なスロットアンテナとして作用することが抑制され、第1挿入口312から第1カバー部310外へと輻射される電磁界を抑制できる。また、本実施形態では、第1縁部317が第2部分319を有するため、第1挿入口312の周囲のうち電極ユニット20との間の距離がより短い部分における渦電流の発生がより抑制され、第1カバー部310外への電磁界の輻射をより効果的に抑制できる。
なお、本実施形態では、図示は省略するが、第1縁部317は、第1送出口314の周囲にも同様に、第1送出口314の周囲を連続して囲むように設けられている。第1送出口314の周囲に設けられた第1縁部317の効果は、上述した第1挿入口312の周囲に設けられた第1縁部317の効果と同様である。
以上で説明した第1実施形態によれば、電極ユニット20を取り囲む金属製の第1カバー部310は、第1挿入口312および第1送出口314とは異なる複数の第1開口部316を有する。これによって、第1カバー部310内での被加熱物OHの加熱により生じた蒸気が、第1開口部316を介して第1カバー部310外へと移動できるので、第1カバー部310内での蒸気の滞留を抑制できる。そのため、滞留した蒸気の凝縮によって生じる液体が被加熱物OHを汚損することや、被加熱物OHを加熱して乾燥させる場合の乾燥効率の低下を抑制できる。また、第1カバー部310が第1開口部316を有することによって、第1カバー部310が第1開口部316を有しない場合と比較して、第1カバー部310がより軽量となる。そのため、誘電加熱装置100全体を軽量化できる。
また、本実施形態によれば、電気絶縁性の磁性材料によって形成され、第1挿入口312および第1送出口314のうち少なくともいずれかの周囲を連続して囲む第1縁部317を備えている。そのため、第1縁部317によって、第1挿入口312や第1送出口314から第1カバー部310外へと輻射される電磁界を抑制できる。
また、本実施形態によれば、第1カバー部310は、亜鉛によって形成されている。そのため、第1カバー部310が、例えば、炭素鋼や銅によって形成されている場合と比較して、第1カバー部310を軽量化できる。また、例えば、第1カバー部310がアルミニウムによって形成されている場合と比較して、第1カバー部310の強度をより高めることができる。
B.第2実施形態:
図6は、第2実施形態における誘電加熱装置100bの概略構成を示す模式図である。本実施形態におけるケース部300bは、第1実施形態と異なり、第1カバー部310、および、第1カバー部310を取り囲む金属製の第2カバー部320によって構成されている。誘電加熱装置100bの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
図6は、第2実施形態における誘電加熱装置100bの概略構成を示す模式図である。本実施形態におけるケース部300bは、第1実施形態と異なり、第1カバー部310、および、第1カバー部310を取り囲む金属製の第2カバー部320によって構成されている。誘電加熱装置100bの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
図7は、第2カバー部320の概略構成を示す斜視図である。本実施形態における第2カバー部320は、亜鉛によって形成され、直方体形状を有している。第2カバー部320のX,Y,Z方向における外形寸法は、第1カバー部310のX,Y,Z方向における外形寸法より大きい。
図6および図7に示すように、第2カバー部320は、第2挿入口322と、第2送出口324と、複数の第2開口部326とを有する。なお、図6では、第2開口部326は省略されている。第2挿入口322は、被加熱物OHを第2カバー部320の内部へ挿入するための開口部である。第2送出口324は、第2カバー部320内の被加熱物OHを第2カバー部320の外部へと送出するための開口部である。図6に示すように、第2挿入口322は、第2カバー部320の+Y方向側の面に設けられ、第2送出口324は、第2カバー部320の-Y方向側の面に設けられている。より詳細には、第2挿入口322は、第1挿入口312と対応する位置に設けられ、第2送出口324は、第1送出口314と対応する位置に設けられている。本実施形態では、第2挿入口322および第2送出口324は、それぞれ、第1挿入口312および第2送出口324と同様の開口形状および寸法を有している。
本実施形態では、被加熱物OHは、まず、第2挿入口322を介して第2カバー部320内に挿入される。これによって、被加熱物OHは、ケース部300b内に挿入される。次に、被加熱物OHは、第1挿入口312を介して第1カバー部310内に挿入される。そして、被加熱物OHは、第1カバー部310内で電極ユニット20によって加熱された後、第1送出口314を介して第1カバー部310外へと送出される。次に、被加熱物OHは、第2送出口324を介して第2カバー部320外へと送出される。これによって、被加熱物OHは、ケース部300b外へと送出される。
図7に示した第2開口部326は、第2挿入口322および第2送出口324とは異なる開口部である。より詳細には、第2カバー部320の各面は、第1カバー部310の各面と同様に、亜鉛製の線材を縦横に平織りした金網によって構成されており、線材によって区画される開口部それぞれが第2開口部326に相当する。本実施形態における第2開口部326は、第1開口部316と同様の開口形状および寸法を有している。上述したように、第2カバー部320の外形寸法は、第1カバー部310の外形寸法よりも大きいため、各第2開口部326の開口面積の総和は、各第1開口部316の開口面積の総和よりも大きい。なお、図7では、第2開口部326のうち、第2カバー部320の+X方向側の面に設けられた第2開口部326のみが示されており、他の面に設けられた第2開口部326は省略されている。
図7に示すように、第2挿入口322の周囲には、第2縁部327が配置されている。第2縁部327は、電気絶縁性の磁性材料によって形成され、第2挿入口322の周囲を連続して囲んでいる。本実施形態では、第2縁部327として、第1縁部317と同様に、シート状に形成されたNi-Zn系ソフトフェライト材料が用いられる。第2縁部327は、第2挿入口322の周囲を途切れることなく囲うように、第2カバー部320の外側の面に、接着剤を介して固定されている。
本実施形態では、第2縁部327は、第3部分328と第4部分329とを有する。第4部分329は、第2縁部327のうち、X方向において電極ユニット20と対応する位置に設けられた部分であり、第3部分328よりも広い幅を有する部分である。第3部分328の構成は、第1縁部317における第1部分318の構成と同様であり、第4部分329の構成は、第1縁部317における第2部分319の構成と同様である。第2縁部327は、第1縁部317が第1カバー部310外への電磁界の輻射を抑制するのと同様に、第2カバー部320外への電磁界の輻射を抑制する。なお、図6に示すように、第2縁部327は、第2送出口324の周囲にも同様に、第2送出口324の周囲を連続して囲むように設けられている。
以上で説明した第2実施形態によれば、第1カバー部310を取り囲む金属製の第2カバー部320を備え、第2カバー部320は、第2挿入口322および第2送出口324とは異なる複数の第2開口部326を有する。これによって、第1カバー部310のみならず第2カバー部320によっても電極ユニット20からの輻射波を抑制できるため、第2カバー部320を有しない場合と比較して、ケース部300全体でより高強度の輻射波を遮断できる。そのため、例えば、電極ユニット20により高い電圧を印加することができ、被加熱物OHの加熱効率をより高めることができる。
また、本実施形態によれば、各第2開口部326の開口面積の総和は、各第1開口部316の開口面積の総和よりも大きい。これによって、各第2開口部326の開口面積の総和が各第1開口部316の開口面積の総和以下である場合と比較して、第2カバー部320内における蒸気の滞留をより抑制でき、かつ、第2カバー部320を軽量化できる。
なお、他の実施形態では、第2挿入口322や第2送出口324が、第1挿入口312や第1送出口314と対応する位置に設けられていなくてもよい。例えば、第2挿入口322および第1挿入口312を介して第1カバー部310内へと-Y方向に挿入した被加熱物OHを、第1送出口314を介して第1カバー部310外に送出した後、第2カバー部320内で+Y方向に折り返すように方向転換させて第2カバー部320外へと送出する場合、第2カバー部320のうち第1挿入口312と対面する側の面に第2送出口324が設けられていてもよい。つまり、この場合、第2挿入口322および第2送出口324は、ともに第2カバー部320の+Y方向側の面に設けられてもよい。
C.第3実施形態:
図8は、第3実施形態における誘電加熱装置100cの概略構成を示す斜視図である。誘電加熱装置100cは、第1実施形態と異なり、複数の電極ユニット20を備えている。誘電加熱装置100cの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。なお、図8では、第1実施形態で説明した図1と同様に、第1縁部317は省略されている。
図8は、第3実施形態における誘電加熱装置100cの概略構成を示す斜視図である。誘電加熱装置100cは、第1実施形態と異なり、複数の電極ユニット20を備えている。誘電加熱装置100cの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。なお、図8では、第1実施形態で説明した図1と同様に、第1縁部317は省略されている。
複数の電極ユニット20は、第1方向と交差し、かつ、第2方向と直交する方向である第3方向に並んで配置されている。第3方向は、同じ軸に沿う一方側の方向とその反対方向とを両方含み、本実施形態では、X軸に沿った方向である。
本実施形態における誘電加熱装置100cは、2列分のユニット列UCを有している。各ユニット列UCは、X方向に並んで配置された4個の電極ユニット20によって構成される。つまり、誘電加熱装置100bは、計8個の電極ユニット20を備えている。ユニット列UC同士は、Y方向に並んで配置されている。
図8に示すように、本実施形態では、各電極ユニット20に対応して、8つの基板110が設けられている。他の実施形態では、基板110は、例えば、複数の電極ユニット20に対して共通に設けられてもよく、例えば、全部の電極ユニット20に対して1つの基板110のみが設けられていてもよい。
本実施形態では、X方向およびY方向において互いに隣り合う電極ユニット20には、それぞれ位相を180°反転させた交流電圧が印加される。これによって、隣り合う電極ユニット20からの輻射波同士を互いに弱め合わせることができるため、例えば、各電極ユニット20により高い電圧を印加してもケース部300によって輻射波を遮断でき、被加熱物OHの加熱効率をより高めることができる。なお、他の実施形態では、例えば、X方向において隣り合う電極ユニット20に位相を反転させた交流電圧が印加され、Y方向において隣り合う電極ユニット20に同位相の交流電圧が印加されてもよい。この場合であっても、互いに位相が反転した交流電圧が印加される電極ユニット20からの輻射波同士を互いに弱め合わせることができる。
以上で説明した第3実施形態によれば、複数の電極ユニット20を備え、複数の電極ユニット20は、X方向に並んで配置されている。そのため、例えば、X方向における寸法がより大きい被加熱物OHを加熱する場合であっても、被加熱物OHを-Y方向に搬送しながら、複数の電極ユニット20によって被加熱物OHを効率良く加熱できる。また、例えば、各電極ユニット20の1つ当たりに印加する電圧を小さくしても、複数の電極ユニット20全体で被加熱物OHを加熱するのに十分な出力を得やすい。そのため、各電極ユニット20の1つ当たりに印加する電圧を小さくすることで、電極ユニット20の寄生抵抗により発生するジュール熱を抑制できるとともに、電極ユニット20に交流電圧が印加された際の電界の集中を抑制できる。
なお、他の実施形態では、ユニット列UCの数は、2つでなくてもよく、例えば、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、1列のユニット列UCに含まれる電極ユニット20の個数は、4つでなくてもよく、例えば、2つや3つであってもよいし、5つ以上であってもよい。また、各ユニット列UCに含まれる電極ユニット20の個数がそれぞれ異なっていてもよい。
D.第4実施形態:
図9は、第4実施形態における誘電加熱装置100dの模式図である。誘電加熱装置100dは、第1実施形態とは異なり、気流を第1カバー部310内に発生させる気流発生部120を備えている。誘電加熱装置100dの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。なお、図9では、第1カバー部310に設けられた第1開口部316は省略されている。
図9は、第4実施形態における誘電加熱装置100dの模式図である。誘電加熱装置100dは、第1実施形態とは異なり、気流を第1カバー部310内に発生させる気流発生部120を備えている。誘電加熱装置100dの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。なお、図9では、第1カバー部310に設けられた第1開口部316は省略されている。
本実施形態における気流発生部120は、送風ファンによって構成されている。気流発生部120は、第1カバー部310の+Y方向に配置され、第1カバー部310に向かって送風する。これによって、気流発生部120から送られた気体が、図5に示した第1開口部316を介して第1カバー部310内に供給され、第1カバー部310内に気流を発生させる。特に、本実施形態では、第1カバー部310の各面に第1開口部316が設けられているため、第1カバー部310内に発生する気流によって、第1カバー部310内外をより効率的に換気できる。他の実施形態では、気流発生部120は、第1カバー部310内の気体を吸引して外部へと排出するための吸引ファンやダクト等によって構成されてもよい。また、気流発生部120は、第1カバー部310の+Y方向に配置されなくてもよく、例えば、第1カバー部310の上部等に配置されてもよい。
以上で説明した第4実施形態によれば、誘電加熱装置100dは、気流を第1カバー部310内に発生させる気流発生部120を備えている。そのため、気流発生部120によって第1カバー部310内に気流を発生させることで、第1カバー部310内外を効率的に換気できる。そのため、被加熱物OHの加熱により生じた蒸気が第1カバー部310内に滞留することをより抑制できる。
E.第5実施形態:
図10は、第5実施形態における誘電加熱装置100eの概略構成を示す斜視図である。図11は、第5実施形態における誘電加熱装置100eの概略構成を示す模式図である。誘電加熱装置100eは、第1実施形態と異なり、移動部130を備えている。また、本実施形態におけるケース部300cは、第1カバー部310および第3カバー部330によって構成されている。誘電加熱装置100eの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。なお、図10では、第1実施形態で説明した図1と同様に、第1縁部317は省略されている。また、図11では、第1開口部316は省略されている。
図10は、第5実施形態における誘電加熱装置100eの概略構成を示す斜視図である。図11は、第5実施形態における誘電加熱装置100eの概略構成を示す模式図である。誘電加熱装置100eは、第1実施形態と異なり、移動部130を備えている。また、本実施形態におけるケース部300cは、第1カバー部310および第3カバー部330によって構成されている。誘電加熱装置100eの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。なお、図10では、第1実施形態で説明した図1と同様に、第1縁部317は省略されている。また、図11では、第1開口部316は省略されている。
第3カバー部330は、第1カバー部310内に配置されている。第3カバー部330は、電極ユニット20を覆い、-Y方向に搬送される被加熱物OHと-Z方向に対向する金属製の部材である。第3カバー部330は、被加熱物OHに向かって-Z方向に開口する第3開口部335を有している。第3開口部335は、Z方向に沿って見たときに少なくとも第1電極30および第2電極40を囲う。本実施形態では、第3カバー部330は、全体として直方体形状の外形形状を有しており、第3開口部335は、第3カバー部330の下面全体に亘る、矩形状の開口形状を有する開口部として形成されている。本実施形態における第3カバー部330は、第1カバー部310と同様に、亜鉛によって形成されている。第3カバー部330のX,Y,Z方向における外形寸法は、第1カバー部310のX,Y,Z方向における外形寸法より小さい。なお、図11では、構成の理解を容易にするために、第3カバー部330と基板110とを離して示しているが、実際には、第3カバー部330の下端と基板110の上面とは接触している。
図12は、第3カバー部330の概略構成を示す斜視図である。図12に示すように、第3カバー部330は、複数の第4開口部336を有する。第4開口部336は、第3開口部335とは異なる開口部である。より詳細には、第3カバー部330の下面を除く各面は、第1カバー部310の各面と同様に、亜鉛製の線材を縦横に平織りした金網によって構成されており、線材によって区画される開口部それぞれが第4開口部336に相当する。本実施形態における第4開口部336は、第1開口部316と同様の寸法および形状を有している。つまり、本実施形態では、第4開口部336の開口面積は、第1挿入口312および第1送出口314の開口面積より小さい。また、第4開口部336の開口径は、第1挿入口312および第1送出口314の開口径より小さい。なお、図12では、第4開口部336のうち、第2カバー部320の+X方向側の面に設けられた第4開口部336のみが示されており、他の面に設けられた第4開口部336は省略されている。また、上述した図10および図11では第4開口部336は省略されている。
図10および図11に示した移動部130は、電極ユニット20を第4方向に往復移動可能に構成されている。第4方向とは、第1方向と交差し、かつ、第2方向と直交する方向である。第4方向は、同じ軸に沿う一方側の方向とその反対方向とを両方含み、本実施形態では、X軸に沿った方向である。上述した第3カバー部330は、移動部130によって、電極ユニット20とともにX方向に移動可能に構成されている。
移動部130は、例えば、電極ユニット20や第3カバー部330を支持する支持部と、支持部をX方向に沿って移動させるための駆動部とによって構成される。支持部は、電極ユニット20および第3カバー部330の両方を直接支持してもよいし、例えば、電極ユニット20に第3カバー部330が固定されている場合には、第3カバー部330のみを直接支持してもよい。駆動部は、例えば、無端ベルトおよびプーリーを有するベルト機構によって構成されてもよいし、ボールネジおよびモーターを有するボールネジ機構によって構成されてもよい。
以上で説明した第5実施形態によれば、誘電加熱装置100eは、電極ユニット20をX方向に往復移動可能に構成された移動部130を備える。そのため、例えば、X方向における寸法がより大きい被加熱物OHを加熱する場合であっても、被加熱物OHを-Y方向に搬送しながら、X方向に往復移動する電極ユニット20によって被加熱物OHを効率良く加熱できる。そのため、例えば、複数の電極ユニット20を設けなくても、X方向における寸法がより大きい被加熱物OHを効率的に加熱できる。
また、本実施形態では、第1カバー部310内に配置され、電極ユニット20を覆い、-Y方向に搬送される被加熱物OHと-Z方向に対向する金属製の第3カバー部330を備えている。第3カバー部330は、電極ユニット20とともにX方向に往復移動可能に構成され、被加熱物OHに向かって-Z方向に開口しZ方向に沿って見たときに第1電極30および第2電極40を囲う第3開口部335と、第3開口部335とは異なる複数の第4開口部336とを有している。これによって、第1カバー部310のみならず第3カバー部330によっても電極ユニット20からの輻射波を抑制できるため、第3カバー部330を有しない場合と比較して、ケース部300全体でより高強度の輻射波を遮断できる。また、第3カバー部330が電極ユニット20とともにX方向に往復移動可能に構成されているため、第3カバー部330のX方向における寸法を、電極ユニット20を収容するのに十分な寸法とすることで、例えば、電極ユニット20の移動範囲に応じた寸法を有する金属製のカバーに電極ユニット20を収容する場合と比較して、誘電加熱装置100eの軽量化およびコストダウンを実現できる。更に、第3カバー部330に複数の第4開口部336が設けられているため、被加熱物OHの加熱により生じた蒸気が第3カバー部330内に滞留することを抑制できる。
F.第6実施形態:
図13は、第6実施形態における誘電加熱装置100fの概略構成を示す斜視図である。図14は、第6実施形態における誘電加熱装置100fの概略構成を示す模式図である。誘電加熱装置100fは、第1実施形態と異なり、ケース部300、つまり、第1カバー部310を備えておらず、移動部130bと、第4カバー部340と、対向部150とを備えている。誘電加熱装置100fの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
図13は、第6実施形態における誘電加熱装置100fの概略構成を示す斜視図である。図14は、第6実施形態における誘電加熱装置100fの概略構成を示す模式図である。誘電加熱装置100fは、第1実施形態と異なり、ケース部300、つまり、第1カバー部310を備えておらず、移動部130bと、第4カバー部340と、対向部150とを備えている。誘電加熱装置100fの構成のうち、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様である。
第4カバー部340は、電極ユニット20を覆い、-Y方向に搬送される被加熱物OHと-Z方向に対向する金属製の部材である。第4カバー部340は、被加熱物OHに向かって-Z方向に開口する第5開口部345を有している。第5開口部345は、Z方向に沿って見たときに少なくとも第1電極30および第2電極40を囲う。本実施形態では、第4カバー部340は、全体として直方体形状の外形形状を有している。本実施形態では、第4カバー部340は、全体として直方体形状の外形形状を有しており、第5開口部345は、第4カバー部340の下面全体に亘る、矩形状の開口形状を有する開口部として形成されている。第4カバー部340は、例えば、第1実施形態等で説明した第1カバー部310と同様に、亜鉛によって形成されてもよいし、炭素鋼やアルミニウム、ステンレス、銅、各種金属の合金等によって形成されてもよい。また、第4カバー部340の各面の全部や一部は、例えば、第1カバー部310と同様に、金網等によって構成され、複数の開口部を有していてもよい。
移動部130bは、電極ユニット20を第5方向に往復移動可能に構成されている。第5方向とは、第1方向と交差し、かつ、第2方向と直交する方向である。第5方向は、同じ軸に沿う一方側の方向とその反対方向とを両方含み、本実施形態では、X軸に沿った方向である。上述した第4カバー部340は、移動部130bによって、電極ユニット20とともにX方向に移動可能に構成されている。移動部130bは、電極ユニット20や第4カバー部340を支持する支持部と、支持部をX方向に沿って移動させるための駆動部とによって構成される。支持部や駆動部は、例えば、第5実施形態で説明した移動部130の支持部や駆動部と同様に構成される。
対向部150は、Z方向において、被加熱物OHを挟んで第1電極30および第2電極40と対向する金属製の部材である。本実施形態における対向部150は、-Z方向とは逆方向である+Z方向に開口する凹部151を有している。図14に示すように、上述した第4カバー部340の下端341は、凹部151の開口内に配置されている。第4カバー部340の下端341は、凹部151の開口の内壁部分の上端152より下方に位置しているとも言える。本実施形態における凹部151の開口は、X方向において、第4カバー部340の移動範囲よりも大きい寸法を有している。これによって、移動部130bは、第4カバー部340の下端341を凹部151内に配置させたまま、第4カバー部340および電極ユニット20をX方向に往復移動させることができる。
以上で説明した第6実施形態によれば、誘電加熱装置100fは、電極ユニット20をX方向に往復移動可能に構成された移動部130bと、-Z方向において被加熱物OHと対向し、電極ユニット20を覆い、-Y方向に搬送される被加熱物OHと-Z方向に対向する金属製の第4カバー部340と、Z方向において、-Y方向に搬送される被加熱物OHを挟んで第1電極30および第2電極40と対向する金属製の対向部150とを備える。第4カバー部340は、電極ユニット20とともにX方向に往復移動可能に構成され、被加熱物OHに向かって-Z方向に開口しZ方向に沿って見たときに第1電極30および第2電極40を囲う第5開口部345を有している。これによれば、電極ユニット20からの輻射波の漏れを防止しつつ被加熱物OHを加熱するためのケーシングを設けなくても、第4カバー部340と対向部150とによって輻射波を遮断しつつ、電極ユニット20によって被加熱物OHを加熱できる。そのため、被加熱物OHの加熱により生じた蒸気の滞留を抑制できる。従って、滞留した蒸気の凝縮によって生じる液体が被加熱物OHを汚損することや、被加熱物OHを加熱して乾燥させる場合の乾燥効率の低下を抑制できる。
また、本実施形態では、対向部150は、+Z方向に開口する凹部151を有し、第4カバー部340の下端341は、凹部151の開口内に配置されている。これによって、第4カバー部340の下端341が凹部151の開口の外に配置されている場合と比較して、より高強度の輻射波を第4カバー部340および対向部150によって遮断できる。そのため、例えば、電極ユニット20により高い電圧を印加することができ、被加熱物OHの加熱効率をより高めることができる。
G.第7実施形態:
図15は、第7実施形態における誘電加熱装置100gの模式図である。図16は、第7実施形態における第4カバー部340bの概略構成を示す斜視図である。本実施形態における誘電加熱装置100gは、第6実施形態と異なり、第4カバー部340bの第5開口部345の周囲を連続して囲む第4縁部347が配置されている。本実施形態における誘電加熱装置100gの構成のうち、特に説明しない部分については、第6実施形態と同様である。
図15は、第7実施形態における誘電加熱装置100gの模式図である。図16は、第7実施形態における第4カバー部340bの概略構成を示す斜視図である。本実施形態における誘電加熱装置100gは、第6実施形態と異なり、第4カバー部340bの第5開口部345の周囲を連続して囲む第4縁部347が配置されている。本実施形態における誘電加熱装置100gの構成のうち、特に説明しない部分については、第6実施形態と同様である。
第4縁部347は、電気絶縁性の磁性材料によって形成される。本実施形態では、第4縁部347として、第1縁部317と同様に、シート状に形成されたNi-Zn系ソフトフェライト材料が用いられる。第4縁部347は、第5開口部345の周囲を途切れることなく囲うように、第4カバー部340bの下端341の外側の面に、接着剤を介して固定されている。他の実施形態では、第4縁部347は、例えば、下端341の内側の面に固定されてもよいし、外側と内側との両側の面に固定されてもよい。
以上で説明した第7実施形態によれば、第4カバー部340bの第5開口部345の周囲には、第4縁部347が配置され、第4縁部347は、第4カバー部340bを形成する金属と比較して低い電気伝導率を有する磁性材料によって形成されている。これによって、第1実施形態で説明した第1縁部317が第1挿入口312から第1カバー部310外へと輻射される電磁界を抑制するのと同様に、第4縁部347によって、第5開口部345から第4カバー部340b外へと輻射される電磁界を抑制できる。
H.第8実施形態:
図17は、第8実施形態としての印刷システム600の概略構成を示す図である。印刷システム600は、第1実施形態で説明した誘電加熱装置100と、液体吐出装置610とを備えている。
図17は、第8実施形態としての印刷システム600の概略構成を示す図である。印刷システム600は、第1実施形態で説明した誘電加熱装置100と、液体吐出装置610とを備えている。
本実施形態における液体吐出装置610は、インクジェットプリンターとして構成され、印刷媒体に液体を吐出する液体吐出部620と、印刷媒体を搬送する媒体搬送部630と、液体吐出部620および媒体搬送部630を制御する吐出制御部640とを備える。液体吐出部620は、例えば、ピエゾ方式やサーマル方式の液体吐出ヘッドによって構成される。媒体搬送部630は、例えば、搬送部200と同様に、ローラー等によって構成される。吐出制御部640は、例えば、誘電加熱装置100の制御部500と同様に、コンピューター等によって構成される。吐出制御部640は、液体吐出部620および媒体搬送部630を制御することによって、印刷媒体を搬送しつつ、印刷媒体に液体を吐出して付着させる。
誘電加熱装置100は、第1実施形態で説明したように、液体吐出部620によって吐出された液体が付着した印刷媒体を、被加熱物OHとして加熱する。つまり、搬送部200は、液体が付着した印刷媒体を被加熱物OHとして搬送する。なお、図17に示すように、被加熱物OHは、液体吐出装置610から誘電加熱装置100へと連続的に搬送されてもよい。この場合、例えば、誘電加熱装置100の搬送部200が、媒体搬送部630として機能してもよい。また、被加熱物OHは、液体吐出装置610から誘電加熱装置100へと連続的に搬送されなくてもよい。例えば、液体吐出装置610によって吐出された液体が付着した印刷媒体を一旦ロール状に巻き取った後、巻き取った印刷媒体をロボット等によって誘電加熱装置100へと移動させてもよい。この場合、ロール状の印刷媒体を巻き出しながら、搬送部200によって被加熱物OHとして搬送することで、誘電加熱装置100において被加熱物OHを加熱できる。
以上で説明した第8実施形態によっても、被加熱物OHの加熱により生じた蒸気がケース部300内に滞留することを抑制できる。なお、他の実施形態では、印刷システム600に備えられる誘電加熱装置100の構成として、第2実施形態~第7実施形態で説明した各構成を採用してもよい。
I.他の実施形態:
(I-1)上記実施形態では、第1挿入口312および第1送出口314のうち少なくともいずれかの周囲には、第1縁部317が配置されている。これに対して、第1挿入口312や第1送出口314の周囲に第1縁部317が配置されなくてもよい。同様に、第2挿入口322や第2送出口324の周囲に第2縁部327が配置されなくてもよい。
(I-1)上記実施形態では、第1挿入口312および第1送出口314のうち少なくともいずれかの周囲には、第1縁部317が配置されている。これに対して、第1挿入口312や第1送出口314の周囲に第1縁部317が配置されなくてもよい。同様に、第2挿入口322や第2送出口324の周囲に第2縁部327が配置されなくてもよい。
(I-2)上記実施形態では、各第2開口部326の開口面積の総和は、各第1開口部316の開口面積の総和よりも大きい。これに対して、各第2開口部326の開口面積の総和は、各第1開口部316の開口面積の総和以下であってもよい。
(I-3)上記実施形態では、第1カバー部310は、亜鉛によって形成されている。これに対して、第1カバー部310は、亜鉛以外の金属によって形成されていてもよく、例えば、炭素鋼やステンレス、アルミニウム、銅、各種金属の合金等によって形成されていてもよい。また、同様に、第2カバー部320や第3カバー部330が、亜鉛以外の金属によって形成されてもよい。
(I-4)上記実施形態では、第2電極40が、Z方向に沿って見たときに第1電極30を取り囲むように配置されている。これに対して、例えば、第1電極30および第2電極40は、Z方向に沿って見たときに、互いに隣り合うように配置されてもよい。この場合で、例えば、電極ユニット20に印加される高周波電圧の周波数f0が2.45GHzである場合には、Z方向に沿って見たときの第1電極30および第2電極40の面積は、0.01cm2以上100.0cm2以下であると好ましく、0.1cm2以上10.0cm2以下であるとより好ましく、0.5cm2以上2.0cm2以下であると更に好ましく、0.5cm2以上1.0cm2以下であると、更により好ましい。これによって、第1電極30および第2電極40からの遠方電磁界の輻射を抑制できる。なお、周波数f0が2.45GHzより低い場合、各面積が上記より小さくても、第1電極30および第2電極40からの遠方電磁界の輻射を効果的に抑制できる。また、この場合、第1電極30および第2電極40の形状は任意であってよく、円形状や長円形状、矩形状、多角形状等であってもよい。また、Z方向に沿って見たときに、第1電極30および第2電極40の面積は、互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。第1電極30および第2電極40は、Z方向に沿って見たときに互いに重ならないように配置されると好ましい。
(I-5)上記実施形態では、電極ユニット20に高周波電圧を印加している。これに対して、電極ユニット20に印加される交流電圧の周波数は、被加熱物OHを加熱できる周波数であれば高周波でなくてもよい。この場合の交流電圧の周波数は、例えば、100kHz以上1MHz未満であると好ましい。
(I-6)上記実施形態では、ケース部300は、樹脂製の箱部を有していてもよく、例えば、この箱部の内壁面に第1カバー部310が固定されていてもよい。この場合、箱部には、第1カバー部310の第1開口部316の少なくともいずれかと対応する位置に、1または複数の開口部が設けられる。この開口部には、例えば、ケース部300に対して送風や吸気を行うための配管やダクト等が接続されてもよい。また、箱部の壁面内に第1カバー部310が埋設されてもよく、この場合にも、箱部には上記と同様の開口部が設けられる。また、ケース部300bが第2実施形態で説明した第2カバー部320を有する場合、同様に、箱部の内壁面に第2カバー部320が固定されてもよいし、箱部の壁面内に第2カバー部320が埋設されてもよい。第1カバー部310や第2カバー部320には、複数の第1開口部316や第2開口部326が設けられているため、第1カバー部310や第2カバー部320に単一の開口部のみが設けられている場合と比較して、箱部に設けられる開口部の配置の自由度を高めることができる。
J.他の形態:
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
(1)本開示の第1の形態によれば、誘電加熱装置が提供される。この誘電加熱装置は、この誘電加熱装置は、被加熱物を搬送する搬送部と、第1方向に搬送される前記被加熱物に対して前記第1方向と交差する第2方向に対向し、交流電圧が印加される第1電極および第2電極を有する電極ユニットと、前記電極ユニットを取り囲む金属製の第1カバー部と、を備える。前記第1カバー部は、前記被加熱物を前記第1カバー部内に挿入するための第1挿入口と、前記被加熱物を前記第1カバー部外へ送出するための第1送出口と、前記第1挿入口および前記第1送出口とは異なる複数の第1開口部と、を有する。
このような形態によれば、第1カバー部での被加熱物の加熱により生じた蒸気が、第1開口部を介して第1カバー部外へと移動できるので、第1カバー部内での蒸気の滞留を抑制できる。そのため、滞留した蒸気の凝縮によって生じる液体が被加熱物を汚損することや、被加熱物を加熱して乾燥させる場合の乾燥効率の低下を抑制できる。
このような形態によれば、第1カバー部での被加熱物の加熱により生じた蒸気が、第1開口部を介して第1カバー部外へと移動できるので、第1カバー部内での蒸気の滞留を抑制できる。そのため、滞留した蒸気の凝縮によって生じる液体が被加熱物を汚損することや、被加熱物を加熱して乾燥させる場合の乾燥効率の低下を抑制できる。
(2)上記形態において、電気絶縁性の磁性材料によって形成され、前記第1挿入口および前記第1送出口のうち少なくともいずれかの周囲を連続して囲む縁部を備えていてもよい。このような形態によれば、縁部によって、第1挿入口や第1送出口から第1カバー部外へと輻射される電磁界を抑制できる。
(3)上記形態では、前記第1カバー部を取り囲む金属製の第2カバー部を備え、前記第2カバー部は、前記被加熱物を前記第2カバー部内に挿入するための第2挿入口と、前記被加熱物を前記第2カバー部外へ送出するための第2送出口と、前記第2挿入口および前記第2送出口とは異なる複数の第2開口部と、を有していてもよい。このような形態によれば、第1カバー部のみならず第2カバー部によっても電極ユニットからの輻射波を抑制できるため、第2カバー部を有しない場合と比較して、全体でより高強度の輻射波を遮断できる。そのため、例えば、電極ユニットの第1電極および第2電極に、より高い電圧を印加することができ、被加熱物の加熱効率をより高めることができる。
(4)上記形態では、各前記第2開口部の開口面積の総和は、各前記第1開口部の開口面積の総和よりも大きくてもよい。このような形態によれば、各第2開口部の開口面積の総和が各第1開口部の開口面積の総和以下である場合と比較して、第2カバー部内における蒸気の滞留をより抑制でき、かつ、第2カバー部を軽量化できる。
(5)上記形態では、複数の前記電極ユニットを備え、複数の前記電極ユニットは、前記第1方向と交差し、かつ、前記第2方向と直交する第3方向に並んで配置されていてもよい。このような形態によれば、第3方向における寸法がより大きい被加熱物を加熱する場合であっても、被加熱物を第1方向に搬送しながら、複数の電極ユニットによって被加熱物を効率良く加熱できる。
(6)上記形態では、前記電極ユニットを、前記第1方向と交差し、かつ、前記第2方向と直交する第4方向に往復移動可能に構成された移動部を備えていてもよい。このような形態によれば、そのため、例えば、第4方向における寸法がより大きい被加熱物を加熱する場合であっても、被加熱物を第1方向に搬送しながら、第4方向に往復移動する電極ユニットによって被加熱物を効率良く加熱できる。そのため、例えば、複数の電極ユニットを設けなくても、第4方向における寸法がより大きい被加熱物を効率的に加熱できる。
(7)上記形態では、前記第1カバー部内に配置され、前記電極ユニットを覆い、前記第1方向に搬送される前記被加熱物と前記第2方向に対向する金属製の第3カバー部を備え、前記第3カバー部は、前記電極ユニットとともに前記第4方向に往復移動可能に構成され、前記被加熱物に向かって前記第2方向に開口し、前記第2方向に沿って見たときに前記第1電極および前記第2電極を囲う第3開口部と、前記第3開口部とは異なる複数の第4開口部と、を有していてもよい。このような形態によれば、第1カバー部のみならず第3カバー部によっても電極ユニットからの輻射波を抑制できるため、第3カバー部を有しない場合と比較して、全体でより高強度の輻射波を遮断できる。また、第3カバー部が電極ユニットとともに第4方向に往復移動可能に構成されているため、第3カバー部の第4方向における寸法を、電極ユニットを収容するのに十分な寸法とすることで、誘電加熱装置の軽量化およびコストダウンを実現できる。更に、第3カバー部に複数の第4開口部が設けられているため、被加熱物の加熱により生じた蒸気が第3カバー部内に滞留することを抑制できる。
(8)上記形態では、前記第1カバー部は、亜鉛によって形成されていてもよい。このような形態によれば、第1カバー部が、例えば、炭素鋼や銅によって形成されている場合と比較して、第1カバー部を軽量化できる。また、例えば、第1カバー部がアルミニウムによって形成されている場合と比較して、第1カバー部の強度をより高めることができる。
(9)上記形態では、気流を前記第1カバー部内に発生させる気流発生部を備えていてもよい。このような形態によれば、気流発生部によって第1カバー部内に気流を発生させることで、第1カバー部内外を効率的に換気できる。そのため、被加熱物の加熱により生じた蒸気が第1カバー部内に滞留することをより抑制できる。
(10)本開示の第2の形態によれば、誘電加熱装置が提供される。この誘電加熱装置は、被加熱物を搬送する搬送部と、第1方向に搬送される前記被加熱物に対して前記第1方向と交差する第2方向に対向し、交流電圧が印加される第1電極および第2電極を有する電極ユニットと、前記電極ユニットを、前記第1方向と交差し、かつ、前記第2方向と直交する第5方向に往復移動可能に構成された移動部と、前記第1方向に搬送される前記被加熱物と前記第2方向に対向し、前記電極ユニットを覆う金属製の第4カバー部と、前記第2方向に沿った方向において前記被加熱物を挟んで前記第1電極および前記第2電極と対向する金属製の対向部と、を備える。前記第4カバー部は、前記電極ユニットとともに前記第5方向に往復移動可能に構成され、前記被加熱物に向かって前記第2方向に開口し、前記第2方向に沿って見たときに前記第1電極および前記第2電極を囲う第5開口部を有する。
このような形態によれば、電極ユニットからの輻射波の漏れを防止しつつ被加熱物を加熱するためのケーシングを設けなくても、第4カバー部と対向部とによって輻射波を遮断しつつ、電極ユニットによって被加熱物を加熱できる。そのため、被加熱物の加熱により生じた蒸気の滞留を抑制できる。従って、滞留した蒸気の凝縮によって生じる液体が被加熱物を汚損することや、被加熱物を加熱して乾燥させる場合の乾燥効率の低下を抑制できる。
このような形態によれば、電極ユニットからの輻射波の漏れを防止しつつ被加熱物を加熱するためのケーシングを設けなくても、第4カバー部と対向部とによって輻射波を遮断しつつ、電極ユニットによって被加熱物を加熱できる。そのため、被加熱物の加熱により生じた蒸気の滞留を抑制できる。従って、滞留した蒸気の凝縮によって生じる液体が被加熱物を汚損することや、被加熱物を加熱して乾燥させる場合の乾燥効率の低下を抑制できる。
(11)本開示の第3の形態によれば、印刷システムが提供される。この印刷システムは、上記形態の誘電加熱装置と、印刷媒体に液体を吐出する液体吐出部と、を備え、前記搬送部は、前記液体が付着した前記印刷媒体を前記被加熱物として搬送する。
20…電極ユニット、30…第1電極、40…第2電極、50…コイル、60…支持部材、70…内部導体、75…電線、80…電圧印加部、100,100b,100c,100d,100e,100f,100g…誘電加熱装置、110…基板、120…気流発生部、130,130b…移動部、150…対向部、151…凹部、152…上端、200…搬送部、205…搬送ローラー、300,300b,300c…ケース部、310…第1カバー部、312…第1挿入口、314…第1送出口、316…第1開口部、317…第1縁部、318…第1部分、319…第2部分、320…第2カバー部、322…第2挿入口、324…第2送出口、326…第2開口部、327…第2縁部、328…第3部分、329…第4部分、330…第3カバー部、335…第3開口部、336…第4開口部、340,340b…第4カバー部、341…下端、345…第5開口部、347…第4縁部、500…制御部、600…印刷システム、610…液体吐出装置、620…液体吐出部、630…媒体搬送部、640…吐出制御部
Claims (11)
- 被加熱物を搬送する搬送部と、
第1方向に搬送される前記被加熱物に対して前記第1方向と交差する第2方向に対向し、交流電圧が印加される第1電極および第2電極を有する電極ユニットと、
前記電極ユニットを取り囲む金属製の第1カバー部と、を備え、
前記第1カバー部は、
前記被加熱物を前記第1カバー部内に挿入するための第1挿入口と、
前記被加熱物を前記第1カバー部外へ送出するための第1送出口と、
前記第1挿入口および前記第1送出口とは異なる複数の第1開口部と、を有する、
誘電加熱装置。 - 請求項1に記載の誘電加熱装置であって、
電気絶縁性の磁性材料によって形成され、前記第1挿入口および前記第1送出口のうち少なくともいずれかの周囲を連続して囲む縁部を備える、誘電加熱装置。 - 請求項1又は2に記載の誘電加熱装置であって、
前記第1カバー部を取り囲む金属製の第2カバー部を備え、
前記第2カバー部は、
前記被加熱物を前記第2カバー部内に挿入するための第2挿入口と、
前記被加熱物を前記第2カバー部外へ送出するための第2送出口と、
前記第2挿入口および前記第2送出口とは異なる複数の第2開口部と、を有する、
誘電加熱装置。 - 請求項3に記載の誘電加熱装置であって、
各前記第2開口部の開口面積の総和は、各前記第1開口部の開口面積の総和よりも大きい、誘電加熱装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の誘電加熱装置であって、
複数の前記電極ユニットを備え、
複数の前記電極ユニットは、前記第1方向と交差し、かつ、前記第2方向と直交する第3方向に並んで配置されている、誘電加熱装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の誘電加熱装置であって、
前記電極ユニットを、前記第1方向と交差し、かつ、前記第2方向と直交する第4方向に往復移動可能に構成された移動部を備える、誘電加熱装置。 - 請求項6に記載の誘電加熱装置であって、
前記第1カバー部内に配置され、前記電極ユニットを覆い、前記第1方向に搬送される前記被加熱物と前記第2方向に対向する金属製の第3カバー部を備え、
前記第3カバー部は、
前記電極ユニットとともに前記第4方向に往復移動可能に構成され、
前記被加熱物に向かって前記第2方向に開口し、前記第2方向に沿って見たときに前記第1電極および前記第2電極を囲う第3開口部と、
前記第3開口部とは異なる複数の第4開口部と、を有する、
誘電加熱装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の誘電加熱装置であって、
前記第1カバー部は、亜鉛によって形成されている、誘電加熱装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の誘電加熱装置であって、
気流を前記第1カバー部内に発生させる気流発生部を備える、誘電加熱装置。 - 被加熱物を搬送する搬送部と、
第1方向に搬送される前記被加熱物に対して前記第1方向と交差する第2方向に対向し、交流電圧が印加される第1電極および第2電極を有する電極ユニットと、
前記電極ユニットを、前記第1方向と交差し、かつ、前記第2方向と直交する第5方向に往復移動可能に構成された移動部と、
前記第1方向に搬送される前記被加熱物と前記第2方向に対向し、前記電極ユニットを覆う金属製の第4カバー部と、
前記第2方向に沿った方向において前記被加熱物を挟んで前記第1電極および前記第2電極と対向する金属製の対向部と、を備え、
前記第4カバー部は、
前記電極ユニットとともに前記第5方向に往復移動可能に構成され、
前記被加熱物に向かって前記第2方向に開口し、前記第2方向に沿って見たときに前記第1電極および前記第2電極を囲う第5開口部を有する、
誘電加熱装置。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の誘電加熱装置と、
印刷媒体に液体を吐出する液体吐出部と、を備え、
前記搬送部は、前記液体が付着した前記印刷媒体を前記被加熱物として搬送する、印刷システム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022009218A JP2023108217A (ja) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 誘電加熱装置、および、印刷システム |
CN202310089701.6A CN116494659A (zh) | 2022-01-25 | 2023-01-19 | 感应加热装置及印刷系统 |
US18/100,587 US20230234375A1 (en) | 2022-01-25 | 2023-01-24 | Dielectric heating apparatus and printing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022009218A JP2023108217A (ja) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 誘電加熱装置、および、印刷システム |
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---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2022009218A Pending JP2023108217A (ja) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 誘電加熱装置、および、印刷システム |
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2022
- 2022-01-25 JP JP2022009218A patent/JP2023108217A/ja active Pending
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2023
- 2023-01-19 CN CN202310089701.6A patent/CN116494659A/zh active Pending
- 2023-01-24 US US18/100,587 patent/US20230234375A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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