JP6740725B2 - Heating device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、加熱装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heating device and an image forming apparatus.
加熱装置において被加熱物に高周波の交流電界を照射することにより非接触状態で被加熱物を加熱する高周波誘電加熱が利用されている。このような加熱装置は様々な装置及びシステムにおいて利用され、例えばインクジェットプリンタ等の画像形成装置において記録用紙上のインクを乾燥させる乾燥装置等として利用される。 2. Description of the Related Art In a heating device, high-frequency dielectric heating is used in which an object to be heated is irradiated with a high-frequency AC electric field to heat the object to be heated in a non-contact state. Such a heating device is used in various devices and systems, for example, it is used as a drying device for drying ink on recording paper in an image forming apparatus such as an inkjet printer.
例えば、冷凍食品等の被解凍物を誘電加熱する装置であって、電磁シールドを兼ねる解凍室内に複数の電極を配列し、3個の高周波電力発生回路と電極との間にそれぞれインダクタンスが異なる導体を含む複数のインピーダンス整合回路を設置する構成が開示されている(特許文献1)。 For example, a device for dielectrically heating an object to be thawed such as frozen food, in which a plurality of electrodes are arranged in a thaw chamber that also serves as an electromagnetic shield, and conductors having different inductances between the three high-frequency power generation circuits and the electrodes. There is disclosed a configuration in which a plurality of impedance matching circuits including is installed (Patent Document 1).
高周波誘電加熱を利用した加熱装置において加熱効率を向上させようとする場合、交流電界により被加熱物に印加される電流(印加電流)を効率的且つ安全に増加させる必要がある。印加電流の増加は単純には電極対に供給される電源電圧の増加により達成されるが、電源電圧の増加は消費電力の増加、伝送路の発熱等の問題を引き起こす場合がある。 In order to improve the heating efficiency in a heating device using high frequency induction heating, it is necessary to efficiently and safely increase the current (applied current) applied to the object to be heated by the AC electric field. The increase in the applied current is simply achieved by increasing the power supply voltage supplied to the electrode pair, but the increase in the power supply voltage may cause problems such as an increase in power consumption and heat generation in the transmission path.
高周波誘電加熱を利用した加熱装置は通常、電源側の出力インピーダンスと負荷側(電極対、被加熱物等を含む加熱部側)の入力インピーダンスとを整合させる整合部を備える。整合部は各種の電子デバイスを含んで構成されるため、電極対に近い場所に設置されると交流電界の影響により誤作動を起こす可能性がある。そのため、整合部は電極対からある程度離れた場所に設置される必要があり、整合部と電極対とを接続する伝送路が長くならざるを得ない場合が多い。長い伝送路は電力損失、発熱等の原因となるため、単純に電源電圧を増加させることができない場合が多い。 A heating device using high-frequency dielectric heating usually includes a matching unit that matches an output impedance of a power source side and an input impedance of a load side (a heating unit side including an electrode pair, an object to be heated, etc.). Since the matching unit is configured to include various electronic devices, it may malfunction due to the influence of the AC electric field if it is installed near the electrode pair. Therefore, the matching section needs to be installed at a place apart from the electrode pair to some extent, and in many cases, the transmission path connecting the matching section and the electrode pair must be long. Since a long transmission line causes power loss, heat generation, etc., it is often impossible to simply increase the power supply voltage.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安全且つ効率的に加熱効率を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to safely and efficiently improve heating efficiency.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、交流電圧を発生させる電源と、前記交流電圧が印加される電極対から発生する交流電界を被加熱物に照射することにより前記被加熱物を加熱する加熱部と、前記電極対と伝送路を介して接続し、前記電源側の出力インピーダンスと前記加熱部側の入力インピーダンスとを整合させる整合部とを備え、前記加熱部は、前記交流電界により前記被加熱物に印加される電流を増加させる電流増加素子を含み、前記電流増加素子は、前記伝送路に接続されたインダクタであり、前記インダクタが接続されない場合の前記電源の動作周波数よりも前記インダクタが接続された場合の前記電源の動作周波数の方が、前記電極対と前記伝送路とで生じる並列共振周波数に近い値となる、加熱装置である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides a power source for generating an AC voltage and an AC electric field generated from an electrode pair to which the AC voltage is applied, by irradiating the object to be heated. A heating unit that heats an object to be heated, and a matching unit that is connected to the electrode pair through a transmission path and that matches the output impedance of the power source side and the input impedance of the heating unit side, the heating unit , the AC field by viewing including the current increase device increases the current applied to the object to be heated, the current increase element, said a inductor connected to the transmission line, the power supply when the inductor is not connected In the heating device, the operating frequency of the power source when the inductor is connected is closer to the parallel resonance frequency generated between the electrode pair and the transmission line than the operating frequency of .
本発明によれば、安全且つ効率的に加熱効率を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve heating efficiency safely and efficiently.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る加熱装置1の機能的構成を例示する図である。加熱装置1は電源11、加熱部12、及び整合部13を含む。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration of a
電源11は高周波の交流電圧を出力する。交流電圧の周波数は公知の高周波誘電加熱を実現可能な値であればよく、使用環境に応じて適宜設定されるべきものであるが、例えば3MHz〜300MHz程度の値とすることができる。
The
加熱部12は高周波誘電加熱により被加熱物20を加熱する。加熱部12は電極対22及び電流増加素子26を含む。電極対22は電源11から供給される交流電圧が印加されることにより高周波の交流電界Mを発生させる。電極対22は通常複数設けられ、各電極対22がそれぞれ交流電界Mを発生させる。交流電界Mが被加熱物20に照射されることにより、被加熱物20内に印加電流が発生し、被加熱物20が加熱される。電流増加素子26は被加熱物20内に発生する印加電流を増加させるように作用する素子である。
The
整合部13は電源11及び加熱部12(電極対22)と接続し、電源11側のインピーダンス(出力インピーダンス)と加熱部12側のインピーダンス(入力インピーダンス)とを整合させる。整合部13は、例えば出力インピーダンスと入力インピーダンスとの差に基づいて両者が等しい値となるように制御する電子デバイスを用いて構成される。
The matching
上記本実施の形態に係る加熱装置1は被加熱物20内に発生する印加電流を増加させるように作用する電流増加素子26を備えているため、電源11の出力電圧の増加だけに依存することなく、被加熱物20の加熱効率を向上させることができる。
Since the
ここで、図2及び図3に示す比較例に係る加熱装置501を参照し、被加熱物20内に発生する印加電流を増加させるために必要な条件等について説明する。図2は、比較例に係る加熱装置501のハードウェア構成を例示する図である。比較例に係る加熱装置501は電源11、加熱部512、及び整合部13を含む。
Here, with reference to the
加熱部512は筐体21、複数の電極対22、給電配線23、及び接地配線24を含む。電極対22、給電配線23、及び接地配線24は磁気遮蔽性を有する筐体21内に配置されている。各電極対22は陽電極22A及び陰電極22Bの組から構成され、それぞれ給電配線23を介して整合部13と接続し、接地配線24を介してGNDと接続している。各電極対22は給電配線23を介して電源11からの交流電圧が印加されることにより交流電界を発生させる。被加熱物20(記録用紙上のインク等の液体)は各電極対22から発生する交流電界が照射されることにより加熱される。
The
整合部13は筐体31、方向性結合器32、可変容量33、内部インダクタ34、及びマイクロコントローラ35を含む。方向性結合器32、可変容量33、及び内部インダクタ34は磁気遮蔽性を有する筐体31内に配置されている。方向性結合器32は電源11及び可変容量33と接続し、進行波及び反射波を出力する。可変容量33は方向性結合器32及び内部インダクタ34と接続し、マイクロコントローラ35からの制御信号に応じて容量を変化させる。マイクロコントローラ35は進行波及び反射波に基づいて、例えば反射波が0になるように可変容量34の容量を変化させる。
The
上記のように、電極対22から発生する交流電界が整合部13の誤作動を引き起こすことがないように、加熱部512と整合部13との間隔を大きくとったり、加熱部512及び整合部13の構成要素を筐体21,31で覆ったりする必要がある。そのため、給電配線23が長くならざるを得ない場合が多い。給電配線23が長くなる程電力損失が大きくなり、被加熱物20の加熱効率が悪くなる。また、給電配線23による電力損失を補うため電源11の出力電圧を大きくすると、電力コストが増大化したり、給電配線23の発熱が過剰になったりする場合がある。
As described above, in order to prevent the AC electric field generated from the
図3は、比較例に係る加熱装置501の等価回路を例示する図である。容量C0,C1は可変容量33が有する2種類の容量を示している。インダクタンスL0は内部インダクタ34のインダクタンスを示している。抵抗R1は給電配線23の抵抗を示している。容量C2は給電配線23のGNDに対する寄生容量を示している。インダクタンスL1は電極対22自体が有しているインダクタンスを示している。抵抗R2は電極対22の抵抗を示している。容量C3は電極対22の寄生容量を示している。抵抗R3及び容量C4は被加熱物20の抵抗及び容量を示している。主に誘電体である被加熱物20は抵抗R3及び容量C4の直列成分として表現される。インピーダンスZ1は電源11側の出力インピーダンスを示している。インピーダンスZ2は負荷側の入力インピーダンスを示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the
電流I1は容量C2を流れる電流を示している。電流I2は抵抗R1を流れる電流を示している。電流I3はインダクタンスL1を流れる電流を示している。電流I4は容量C3を流れる電流を示している。電流I5は容量C4を流れる電流を示している。電流I5は電極対22が発生させる交流電界により被加熱物20に印加される印加電流である。
The current I1 indicates the current flowing through the capacitor C2. The current I2 indicates the current flowing through the resistor R1. The current I3 indicates the current flowing through the inductance L1. The current I4 indicates the current flowing through the capacitor C3. The current I5 indicates the current flowing through the capacitor C4. The current I5 is an applied current applied to the object to be heated 20 by the AC electric field generated by the
被加熱物20の加熱効率を向上させるためには、電流I5を大きくしなければならない。電流I5を大きくするためには電流I3を大きくしなければならない。電流I3を大きくするためには、電流I1をできるだけ大きくし、電流I2をできるだけ小さくすることが必要となる。以下に、電流I3を大きくするための電流I1,I2の条件について説明する。 In order to improve the heating efficiency of the object to be heated 20, the current I5 must be increased. In order to increase the current I5, the current I3 must be increased. In order to increase the current I3, it is necessary to increase the current I1 as much as possible and the current I2 as small as possible. The conditions of the currents I1 and I2 for increasing the current I3 will be described below.
図4は、図3に示す等価回路における電流I1,I2,I3の大きさ及び位相の相互関係を例示する図である。図5は、図4に示す相互関係において理想的な相互関係を例示する図である。ここで、電流I1,I2,I3を下記式(1),(2),(3)と表記すると、下記式(4)が導き出される。 FIG. 4 is a diagram illustrating the mutual relationship between the magnitudes and phases of the currents I1, I2, I3 in the equivalent circuit shown in FIG. FIG. 5: is a figure which illustrates the ideal mutual relationship in the mutual relationship shown in FIG. Here, if the currents I1, I2, I3 are expressed by the following equations (1), (2), (3), the following equation (4) is derived.
I1=|I1|exp(jθ1) …(1)
I2=|I2|exp(jθ2) …(2)
I3=|I3|exp(jθ3) …(3)
|I3|2=|I2−I1|2=|I2|2+|I1|2−2|I1||I2|cos(θ2−θ1) …(4)
I1=|I1|exp(jθ1) (1)
I2=|I2|exp(jθ2) (2)
I3=|I3|exp(jθ3) (3)
| I3 | 2 = | I2- I1 | 2 = | I2 | 2 + | I1 | 2 -2 | I1 || I2 | cos (θ2-θ1) ... (4)
式(4)より、|I3|を大きくするためには、∠I2−∠I1=θ2−θ1=180°とし、|I1|をできるだけ大きくすることが理想的である。また、∠V2−∠I2=90°とし、容量C2をできるだけ大きくすることが理想的である。また、∠Z2≒90°(L性)にする、すなわち入力インピーダンスの絶対値|Z2|をできるだけ大きくすることが理想的である。|Z2|を大きくすることにより|I2|を小さくすることができる。また、|I3|が一定のとき、|I5|は|I4|が小さい程大きくなるため、|I4|をできるだけ小さくする、すなわち容量C3をできるだけ小さくすることが理想的である。 From the equation (4), in order to increase |I3|, it is ideal that ∠I2-∠I1=θ2-θ1=180° and that |I1| is maximized. Further, it is ideal that ∠V2−∠I2=90° and the capacitance C2 is as large as possible. Further, it is ideal that ∠Z2≈90° (L property), that is, the absolute value |Z2| of the input impedance is made as large as possible. By increasing |Z2|, |I2| can be decreased. Further, when |I3| is constant, |I5| becomes larger as |I4| becomes smaller. Therefore, it is ideal to make |I4| as small as possible, that is, make the capacitance C3 as small as possible.
図6は、第1の実施の形態に係る加熱装置1のハードウェア構成を例示する図である。加熱装置1は電源11、加熱部12、及び整合部13を含む。本実施の形態に係る加熱部12は電流増加素子26として追加インダクタ41、及び千鳥状に配置された陽電極22A及び陰電極22Bを含む。追加インダクタ41は電流I2を小さくするように作用する電流増加素子26の一例である。千鳥状に配置された陽電極22A及び陰電極22Bは電流I4を小さくするように作用する電流増加素子26の一例である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
加熱部12は筐体21(第1の筐体)、複数の電極対22、給電配線23(伝送路)、接地配線24、及び追加インダクタ41を含む。電極対22、給電配線23、接地配線24、及び追加インダクタ41は磁気遮蔽性を有する筐体21内に配置されている。
The
各電極対22は陽電極22A及び陰電極22Bの組から構成されている。各電極対22は給電配線23及び追加インダクタ41を介して整合部13と接続し、接地配線24を介してGNDと接続している。各電極対22は給電配線23及び追加インダクタ41を介して電源11から供給される交流電圧が印加されることにより交流電界Mを発生させる。
Each
本実施の形態に係る陽電極22A及び陰電極22Bは千鳥状に配置されている。被加熱物20は対をなす陽電極22A及び陰電極22Bの間を通過することにより交流電界Mが照射され、加熱される。陽電極22A及び陰電極22Bは千鳥状に配置されることにより直線状に配置された場合より電気容量が小さくなる。すなわち、千鳥状に配置された陽電極22A及び陰電極22Bは電極対22の寄生容量を減少させる素子(容量減少素子)として作用する。
The
追加インダクタ41は加熱部12全体のインピーダンス(入力インピーダンスZ2)が増加するように作用する素子(インピーダンス増加素子)である。追加インダクタ41の具体的構造は特に限定されるべきものではないが、具体的構造として、例えば空心ソレノイド型、コアを有するソレノイド型、トロイダル型等が挙げられる。
The
整合部13は筐体31(第2の筐体)、方向性結合器32、可変容量33、内部インダクタ34、及びマイクロコントローラ35を含む。方向性結合器32、可変容量33、及び内部インダクタ34は磁気遮蔽性を有する筐体31内に配置されている。方向性結合器32は電源11及び可変容量33と接続し、進行波及び反射波を出力する。可変容量33は方向性結合器32及び内部インダクタ34と接続し、マイクロコントローラ35からの制御信号に応じて容量を変化させる。内部インダクタ34は可変容量33及び給電配線23と接続している。マイクロコントローラ35はマイクロコンピュータ等を含んで構成され、方向性結合器32からの進行波及び反射波に基づいて可変容量34を変化させる制御信号を生成し出力する。マイクロコントローラ35は、例えば反射波が0になるように可変容量33の容量を変化させる。
The matching
図7は、第1の実施の形態に係る加熱装置1の等価回路を例示する図である。容量C0,C1は可変容量33が有する2種類の容量を示している。インダクタンスL0は内部インダクタ34のインダクタンスを示している。抵抗R1は給電配線23の抵抗を示している。容量C2は給電配線23のGNDに対する寄生容量を示している。インダクタンスLAは追加インダクタ41のインダクタンスを示している。インダクタンスL1は電極対22自体が有しているインダクタンスを示している。抵抗R2は電極対22の抵抗を示している。容量C3は電極対22の寄生容量を示している。本実施の形態のように千鳥状に配置された陽電極22A及び陰電極22Bからなる電極対22の寄生容量C3は、陽電極及び陰電極を直線状に配置した場合における電極対の寄生容量より小さくなる。抵抗R3及び容量C4は被加熱物20の抵抗及び容量を示している。主に誘電体である被加熱物20は抵抗R3及び容量C4の直列成分として表現される。インピーダンスZ1は電源11側の出力インピーダンスを示している。インピーダンスZ2は負荷側の入力インピーダンスを示している。
FIG. 7: is a figure which illustrates the equivalent circuit of the
電流I1は容量C2を流れる電流を示している。電流I2は抵抗R1を流れる電流を示している。電流I3はインダクタンスL1を流れる電流を示している。電流I4は容量C3を流れる電流を示している。電流I5は容量C4を流れる電流を示している。電流I5は電極対22が発生させる交流電界Mにより被加熱物20に印加される印加電流である。
The current I1 indicates the current flowing through the capacitor C2. The current I2 indicates the current flowing through the resistor R1. The current I3 indicates the current flowing through the inductance L1. The current I4 indicates the current flowing through the capacitor C3. The current I5 indicates the current flowing through the capacitor C4. The current I5 is an applied current applied to the object to be heated 20 by the AC electric field M generated by the
電源11と可変容量C0,C1との間に方向性結合器32が接続されている。方向性結合器32は4つのポート(電力入力、電力出力、反射波出力、及び進行波出力)を有している。マイクロコントローラ35は反射波及び進行波に基づいて可変容量C0,C1を制御する。マイクロコントローラ35は、例えば反射波に相当する電圧ができるだけ小さくなるように可変容量C0,C1を切り換える。
A
図8は、第1の実施の形態に係る入力インピーダンスZ2の周波数特性を例示する図である。同図においてグラフの横軸は電極対22に印加される電圧(電力)の周波数を示している。同図において周波数fsにおいて入力インピーダンスZ2が最小となり、周波数fpにおいて入力インピーダンスZ2が最大となることが示されている。周波数fsではインダクタンスL1及び容量C3,C4の間で共振電流が循環している直列共振が生じている。周波数fpではインダクタンスL1及び容量C2,C3,C4の間で共振電流が循環している並列共振が生じている。
FIG. 8 is a diagram illustrating frequency characteristics of the input impedance Z2 according to the first embodiment. In the figure, the horizontal axis of the graph shows the frequency of the voltage (power) applied to the
電流I2を小さくするためには入力インピーダンスZ2を大きくすればよい。従って、電源11から出力される電圧(電力)の周波数(電源動作周波数)と周波数fpとができるだけ近い値となるように電極対22の構造、すなわちインダクタンスLA,L1及び容量C2,C3,C4を設計すればよい。電源動作周波数が入力インピーダンスZ2の周波数fsと周波数fpとの間に存在するとき、インダクタンスLAの値を増加させると周波数fpは低周波数側に移動する。このような特性に基づいてインダクタンスLAを調整(追加インダクタ41を設計)することにより、並列共振が生じる周波数fpを電源動作周波数に近づけることができる。
In order to reduce the current I2, the input impedance Z2 may be increased. Therefore, the structure of the
上記のように適切なインダクタンスLAを有する追加インダクタ41を加熱部12(給電配線23と電極対22との間)に追加することにより入力インピーダンスZ2を増加させることができる。これにより、給電配線23を流れる電流I2を減少させ、電流I3を増加させることができる。これにより、電流I5を追加インダクタ41が設けられていない場合(比較例に係る加熱装置501)より増加させることができ、安全且つ効率的に加熱効率を向上させることができる。
As described above, the input impedance Z2 can be increased by adding the
また、上記のように千鳥状に配置された陽電極22A及び陰電極22Bを用いることにより電極対22の寄生容量C3は比較的小さくなる。これにより、電流I3を減少させることなく電極対22を流れる電流I4を減少させることができる。これにより、電流I5を、陽電極及び陰電極を直線状に配置した場合より増加させることができ、安全且つ効率的に加熱効率を向上させることができる。
Further, the parasitic capacitance C3 of the
(第2の実施の形態)
図9は、第2の実施の形態に係る加熱装置101のハードウェア構成を例示する図である。図10は、第2の実施の形態に係る加熱装置101の等価回路を例示する図である。本実施の形態に係る加熱装置101の加熱部112は第1の実施の形態に係る加熱装置1の加熱部12の追加インダクタ41をトランス42に置き換えたものである。本実施の形態に係るトランス42は電流増加素子26の一例であり、第1の実施の形態に係る追加インダクタ41と同様に入力インピーダンスZ2を大きくするように、すなわち給電配線23(抵抗R1)に流れる電流I2を小さくするように作用する素子(インピーダンス増加素子)である。
(Second embodiment)
FIG. 9: is a figure which illustrates the hardware constitutions of the
トランス42は給電配線23と電極対22との間に配置されている。トランス42の巻数比をN1:N2(1次側:2次側)とし、1次側の電圧をV1、1次側の電流をI2、2次側の電圧をV2、2次側の電流をI20とするとき、電圧V1,V2及び電流I2,I20の間には下記式(5)及び式(6)の関係が成り立つ。
The
(N1/N2)・V2=V1 …(5)
(N2/N1)・I20=I2 …(6)
(N1/N2)·V2=V1 (5)
(N2/N1)·I20=I2 (6)
ここで、電極対22の等価回路常数と被加熱物20の等価回路常数とが同じであれば、電極対22及び被加熱物20で消費される電力はトランス42の巻数比によらず同じになるため、電流I20の値は巻数比によらず一定となる。よって、式(6)からN1>N2であれば、I20>I2となり、給電配線23(抵抗R1)に流れる電流I2は小さくなる。すなわち、N1>N2であれば、トランス42の1次側から見たときの入力インピーダンスZ2が(N1/N2)2倍に大きく見えるため、抵抗R1に流れる電流I2は絞られることになる。
Here, if the equivalent circuit constant of the
上記本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様に電流I5を増加させることができ、安全且つ効率的に加熱効率を向上させることができる。 According to the present embodiment described above, the current I5 can be increased similarly to the first embodiment, and the heating efficiency can be safely and efficiently improved.
なお、上記第1の実施の形態及び第2の実施の形態において、電流I2を小さくするように作用する電流増加素子26として追加インダクタ41及びトランス42を例示し、電流I4を小さくするように作用する電流増加素子26として千鳥状に配置された陽電極22A及び陰電極22Bを例示した。しかし、電流I2を小さくするように作用する電流増加素子26及び電流I4を小さくするように作用する電流増加素子26の具体的構成は上記に限られるものではなく、周知又は新規な構成を適宜利用して構築され得るものである。
In the first embodiment and the second embodiment, the
(第3の実施の形態)
図11は、第3の実施の形態に係る加熱装置201のハードウェア構成を例示する図である。図12は、第3の実施の形態に係る加熱装置201の等価回路を例示する図である。本実施の形態に係る加熱装置201の加熱部212は第1の実施の形態に係る加熱装置1の加熱部12に追加コンデンサ43を追加したものである。本実施の形態に係る追加コンデンサ43は電流増加素子26の一例であり、給電配線23のGNDに対する寄生容量を大きくするように作用する素子(容量増加素子)であり、容量C2を流れる電流I1を大きくするように作用する。
(Third Embodiment)
FIG. 11: is a figure which illustrates the hardware constitutions of the
追加コンデンサ43の一端部は給電配線23と追加インダクタ41(追加インダクタ41を設けない場合には電極対22)との接続部分に接続されている。図12に示すように、追加コンデンサ43の容量C5は給電配線23の容量C2と平行になるように配置される。これにより、容量C2を流れる電流I1を大きくすることができる。
One end of the
上記本実施の形態によれば、第1の実施の形態の場合よりも更に電流I5を増加させることができ、加熱効率を向上させることができる。 According to the present embodiment described above, the current I5 can be further increased as compared with the case of the first embodiment, and the heating efficiency can be improved.
なお、上記第3の実施の形態において、電流I1を大きくするように作用する電流増加素子26として追加コンデンサ43を例示したが、電流I1を大きくするように作用する電流増加素子26の具体的構成は上記に限られるものではなく、周知又は新規な構成を適宜利用して構築され得るものである。
Although the
上記実施の形態に係る加熱装置1,101,201及びその変形は各種の装置及びシステムにおいて利用され、各種の物質を被加熱物20とすることができるものである。例えば、上記加熱装置1,101,201をインクジェットプリンタ等の画像形成装置に搭載し、記録用紙上に付着したインク、コーティング剤等の液体を加熱して乾燥させる乾燥装置として用いることができる。また、被加熱物20はシート状であることに限られるものではなく、例えば立体造形物を被加熱物20とする3Dプリンタ等に上記加熱装置を適用することも可能である。
The
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記実施の形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。この新規な実施の形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更、及び組み合わせを行うことができる。この実施の形態及びその変形は発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and its equivalent scope.
1,101,201,501 加熱装置
11 電源
12,112,212,512 加熱部
13 整合部
20 被加熱物
21 (第1の)筐体
22 電極対
23 給電配線
24 接地配線
22A 陽電極
22B 陰電極
26 電流増加素子
31 (第2の)筐体
32 方向性結合器
33 可変容量
34 内部インダクタ
35 マイクロコントローラ
41 追加インダクタ
42 トランス
43 追加コンデンサ
M 交流電界
1, 101, 201, 501
Claims (9)
前記交流電圧が印加される電極対から発生する交流電界を被加熱物に照射することにより前記被加熱物を加熱する加熱部と、
前記電極対と伝送路を介して接続し、前記電源側の出力インピーダンスと前記加熱部側の入力インピーダンスとを整合させる整合部と、
を備え、
前記加熱部は、前記交流電界により前記被加熱物に印加される電流を増加させる電流増加素子を含み、
前記電流増加素子は、前記伝送路に接続されたインダクタであり、
前記インダクタが接続されない場合の前記電源の動作周波数よりも前記インダクタが接続された場合の前記電源の動作周波数の方が、前記電極対と前記伝送路とで生じる並列共振周波数に近い値となる、
加熱装置。 A power supply that generates an alternating voltage,
A heating unit for heating the object to be heated by irradiating the object to be heated with an AC electric field generated from the electrode pair to which the AC voltage is applied,
A matching unit, which is connected to the electrode pair via a transmission line, and matches the output impedance of the power supply side and the input impedance of the heating unit side,
Equipped with
The heating unit is viewed including the current increase device increases the current applied to the object to be heated by the AC electric field,
The current increasing element is an inductor connected to the transmission line,
The operating frequency of the power supply when the inductor is connected to the operating frequency of the power supply when the inductor is not connected has a value close to the parallel resonance frequency generated between the electrode pair and the transmission path.
Heating device.
請求項1に記載の加熱装置。 The current increasing element is a transformer connected to the transmission line,
The heating device according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の加熱装置。 The current increasing element includes a capacitance reducing element that reduces a parasitic capacitance of the electrode pair,
Heating apparatus according to claim 1 or 2.
前記被加熱物は、対をなす前記陽電極及び前記陰電極の間を通過する、
請求項3に記載の加熱装置。 The capacitance reducing element constitutes the electrode pair, and includes positive electrodes and negative electrodes arranged in a staggered pattern,
The object to be heated passes between a pair of the positive electrode and the negative electrode,
The heating device according to claim 3 .
請求項1〜4のいずれか1項に記載の加熱装置。 The current increasing element includes a capacitance increasing element that increases a parasitic capacitance of the transmission path with respect to GND.
Heating apparatus according to any one of claims 1-4.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の加熱装置。 The heating unit includes a first housing that houses the electrode pair and the transmission path and has a magnetic shielding property.
Heating apparatus according to any one of claims 1-5.
請求項6に記載の加熱装置。 The current increasing element is disposed in the first housing,
The heating device according to claim 6 .
請求項1〜7のいずれか1項に記載の加熱装置。 The matching unit includes a variable capacitor, an internal inductor connected between the variable capacitor and the transmission line, a directional coupling connected between the power source and the variable capacitor, and outputs a traveling wave and a reflected wave. And a control element that changes the variable capacitance based on the traveling wave and the reflected wave, a second casing that houses at least the variable capacitance, the internal inductor, and the directional coupler and has a magnetic shielding property. Including the body and
Heating apparatus according to any one of claims 1-7.
画像形成装置。 The heating device according to any one of claims 1-8, heating the liquid deposited on the medium,
Image forming apparatus.
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