JP2022150761A - ヒータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱的不快感を抑制しつつ、接触検知の反応強度をより安定的に強くする。【解決手段】発熱線20は、第1発熱線21および第2発熱線22を有する。受信電極40は、第1発熱線21と第2発熱線22との間に設けられる。発信電極30は、第1発熱線21と受信電極40との間に設けられる第1発信電極31、および、第2発熱線22と受信電極40との間に設けられる第2発信電極32を有する。第1発熱線21、第1発信電極31、受信電極40、第2発信電極32および第2発熱線22は、絶縁基材10の所定の層にこの順で並んで延びている。そして、第1発熱線21と第1発信電極31との間の距離Dh1、第1発信電極31と受信電極40との間の距離Ds1、第2発熱線22と第2発信電極32との間の距離Dh2、第2発信電極32と受信電極40との間の距離Ds2は、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有している。【選択図】図4
Description
本発明は、輻射熱を放射して対象物を暖めるヒータ装置に関するものである。
従来、車両に搭載され、乗員に対して輻射熱を放射して乗員を暖めるヒータ装置が知られている。
特許文献1に記載のヒータ装置は、絶縁基材の所定の層に発熱線を所定間隔で折り返して配置し、その隣り合う発熱線同士の間に、物体接触検知用の発信電極と受信電極とを配置している。これにより、このヒータ装置は、面内の温度分布を良好にしつつ、片面基板化を可能とした面状ヒータを構成している。
特許文献1に記載のヒータ装置は、絶縁基材の所定の層に発熱線を所定間隔で折り返して配置し、その隣り合う発熱線同士の間に、物体接触検知用の発信電極と受信電極とを配置している。これにより、このヒータ装置は、面内の温度分布を良好にしつつ、片面基板化を可能とした面状ヒータを構成している。
このヒータ装置は、発熱線に通電されると、その発熱線が発熱し、乗員に対して輻射熱を放射する機能を有している。また、このヒータ装置は、発信電極と受信電極とで形成されるコンデンサの静電容量の変化により、乗員の指などの物体が接触または近接したことが検出された場合、発熱線への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する機能を有している。これにより、このヒータ装置は、乗員側表面に触れた物体の温度が上昇することを抑制し、乗員などに熱的不快感が生じることを防いでいる。なお、以下の説明では、発信電極と受信電極とで形成されるコンデンサの静電容量を「コンデンサ容量C」という。
しかしながら、上記特許文献1に記載のヒータ装置は、絶縁基材の所定の層に、発熱線、発信電極、受信電極、発熱線がこの順に配列されている。すなわち、一方の発熱線と発信電極とが隣り合って配置され、他方の発熱線と受信電極とが隣り合って配置されている。そのため、ヒータ装置の温度を所定の温度にするよう制御部が発熱線への通電をオンオフ制御またはデューティ制御する際、発熱線に流れる電流および電圧の変動に起因してコンデンサ容量Cが大きく振れることで接触検知のノイズが大きくなるといった課題がある。
また、特許文献1に記載のヒータ装置は、受信電極の全体に亘り複数の広幅部を所定間隔で設け、発信電極の全体に亘り複数の枝配線を所定間隔で設けているので、コンデンサ容量Cが大きくなる構成であり、接触検知の反応強度が弱くなるといった課題もある。また、特許文献1に記載のヒータ装置は、絶縁基材に設けた導電材の単位面積当たりの占有率が比較的大きい構成となるので、乗員の指などの物体が接触したときの熱的不快感が生じることも懸念される。このように、特許文献1に記載のヒータ装置には、物体が接触したときの熱的不快感の抑制を踏まえ、さらなる改良の余地がある。
本発明は上記点に鑑みて、ヒータ装置において、物体が接触したときの熱的不快感を抑制可能な構成としつつ、接触検知の反応強度をより安定的に強くすることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明によると、ヒータ装置は、絶縁基材(10)、発熱線(20)、受信電極(40)、発信電極(30)および制御部(80)を備える。発熱線は、第1発熱線(21)および第2発熱線(22)を有し、通電により発熱する。受信電極は、第1発熱線と第2発熱線との間に設けられる。発信電極は、第1発熱線と受信電極との間に設けられる第1発信電極(31)、および第2発熱線と受信電極との間に設けられる第2発信電極(32)を有する。制御部は、絶縁基材に発熱線が配置される領域の温度を所定の温度にするよう発熱線への通電を制御すると共に、発信電極と受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検知した場合、発熱線への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。ここで、第1発熱線、第1発信電極、受信電極、第2発信電極および第2発熱線は、絶縁基材の所定の層にこの順で並んで延びるように設けられている。そして、第1発熱線と第1発信電極との間の距離をDh1、第1発信電極と発信電極との間の距離をDs1、第2発熱線と第2発信電極との間の距離をDh2、第2発信電極と発信電極との間の距離をDs2とすると、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有している。
一般に、静電容量式の接触検知においては、発信電極と受信電極とで形成されるコンデンサの静電容量(以下、「コンデンサ容量C」という)に対し、使用者の指などの物体が接触又は近接したときに変化する静電容量(以下、「変化容量ΔC」という)の割合が大きいほど反応強度が強くなる。すなわち、反応強度∝ΔC/Cの関係にある。
上記式において、コンデンサ容量Cは、電極の形状特性と電極長さとを掛け合せた値の所定の関数で表される。すなわち、C=f(形状特性×電極長さ)の関係にある。一方、変化容量ΔCは、電極の形状特性の所定の関数で表される。すなわち、ΔC=f(形状特性)の関係にある。
また、上記式において、平行平板コンデンサの形状特性は、平行平板の面積をS、平行平板同士の間の誘電率をε、平行平板同士の間の距離をDsとすると、C=εS/Dsの関係にある。なお、上記請求項1に係る発明のように、発信電極と受信電極とを絶縁基材の所定の層に配置する場合、発信電極と受信電極において互いに対向する面(すなわち、絶縁基材の面方向を法線とする電極の厚み面)の面積が、平行平板の面積Sとなる。また、発信電極と受信電極との間の距離Dsが平行平板同士の間の距離Dsとなる。
一方で、発信電極と受信電極との間には、発信電極と受信電極とが対向する方向(すなわち、絶縁基板の面方向)以外にも、絶縁基材の面に垂直な方向(以下、「Z方向」という)に放物線状に電気力線が形成される。発信電極と受信電極に対して表皮材などを介して物体が接触又は近接する場合、変化容量ΔCはそのZ方向の電気力線の影響を反映しやすい。さらに温度分布に関わる熱流動をも踏まえると系は複雑になるものの、発明者らは、鋭意研究を続ける中で効果的な形状を見出した。
上述の先行技術文献として挙げた特許文献1に記載のヒータ装置では、絶縁基材の所定の層に、第1発熱線、発信電極、受信電極、第2発熱線の順に配置していた。この配置の場合、制御部が発熱線への通電を制御する際、第1発熱線および第2発熱線に流れる電流および電圧の変動に起因して、発信電極と受信電極とで形成されるコンデンサ容量Cが大きく振れることで接触検知のノイズが大きくなるといった課題があった。
それに対し、請求項1に係る発明では、ヒータ装置は、絶縁基材の所定の層において、第1発信電極と第2発信電極とで受信電極を挟むように配置し、その外側に第1発熱線と第2発熱線とを配置する構成とした。これにより、制御部が発熱線への通電を制御する際、発熱線に流れる電流および電圧の変動があっても、第1発信電極と受信電極で形成されるコンデンサ容量C、並びに第2発信電極と受信電極で形成されるコンデンサ容量Cの振れが低減され、接触検知ノイズを抑制することが可能となった。
さらに、請求項1に係る発明では、ヒータ装置は、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有する構成とした。以下、Dh1、Dh2を単に「Dh」と表記し、Ds1、Ds2を単に「Ds」と表記する。請求項1に記載した配線の配置において、発明者らは、熱解析のシミュレーションを行った結果、Ds/Dhを大きくするほど面平均温度が向上することを見出した。これは、発熱線と発信電極との間の距離Dhを近くすることで、高温の発熱線から発信電極への伝熱量が増加し、その発信電極が受信電極側に熱を拡散させることで面平均温度が上がると考えられる。さらに、発明者らは、この熱解析のシミュレーション結果から、Ds/Dh=1付近に変曲点があることを見出した。
また、請求項1に記載した配線の配置において、発明者らは、電磁界解析のシミュレーションを行った結果、Ds/Dhを大きくするほど反応強度が向上することを見出した。これは、発信電極と受信電極との間の距離Dsを遠くすることでコンデンサ容量Cが減少し、それと共にZ方向の電気力線の増加により変化容量ΔCが増加するので、反応強度が向上すると考えられる。さらに、発明者らは、この電磁界解析のシミュレーション結果からも、Ds/Dh=1付近に変曲点があることを見出した。
これらのシミュレーション結果に基づき、上記請求項1に係る発明では、ヒータ装置は、Dh≦Ds(詳細には、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2)の関係を有する構成とした。これにより、ヒータ装置の面平均温度を向上し、かつ、反応強度を安定的に強くできる。
これらのシミュレーション結果に基づき、上記請求項1に係る発明では、ヒータ装置は、Dh≦Ds(詳細には、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2)の関係を有する構成とした。これにより、ヒータ装置の面平均温度を向上し、かつ、反応強度を安定的に強くできる。
請求項5に係る発明によると、ヒータ装置は、絶縁基材(10)、発熱線(20)、受信電極(40)、発信電極(30)および制御部(80)を備える。発熱線は、絶縁基材に設けられ、通電により発熱する。受信電極は、絶縁基材に直線状または曲線状に設けられる。発信電極は、受信電極と並んで延びる第1発信電極(31)、受信電極に対して第1発信電極とは反対側で受信電極と並んで延びる第2発信電極(32)、および、受信電極の先端部(44)側で第1発信電極と第2発信電極とを接続する第3発信電極(33)を有し、受信電極の先端部の三方に設けられる。制御部は、発信電極と受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検知した場合、発熱線への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。そして、受信電極のうち先端部は、受信電極のうち先端部を除く一般部(45)よりも面密度が高い構成とされている。
これによれば、仮に受信電極を一般部から先端部に亘り線状に形成した場合、使用者の指などの物体が受信電極の先端部に接触又は近接するときの反応強度は、受信電極の一般部にその物体が接触又は近接するときの反応強度よりも弱くなる。そこで、請求項5に係る発明では、受信電極のうち先端部の面密度を、受信電極のうち先端部を除く一般部の面密度よりも高い構成とした。これにより、使用者の指などの物体が受信電極の先端部に接触又は近接するときの変化容量ΔCを大きくすることで反応強度を担保できる。なお、上述したように、C=f(形状特性×電極長さ)の関係にあることから、受信電極の先端部の面密度を高くしても、受信電極の全体長さの一部だけなので、コンデンサ容量Cへの寄与は限定的なのに対し、変化容量ΔCを大きくすることが可能である。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。なお、以下の説明および各図面に記載した「上」、「下」、「左」、「右」の用語は、説明の便宜上用いるものであり、ヒータ装置の使用状態などを限定するものではない。
(第1実施形態)
第1実施形態のヒータ装置について説明する。図1に示すように、ヒータ装置1は、車両などの移動体の室内に設置されている。ヒータ装置1は、車室内の暖房装置の一部を構成している。ヒータ装置1は、移動体に搭載された電池または発電機などの電源装置から電力を供給されて発熱する電気ヒータである。ヒータ装置1は、柔軟性を有する薄い板状に形成された面状ヒータであり、電力が供給されると発熱するヒータ本体部2を有している。そして、ヒータ装置1は、主としてヒータ本体部2の厚み方向へ輻射熱Hを放射し、その方向に位置する対象物を暖めるために利用される。
第1実施形態のヒータ装置について説明する。図1に示すように、ヒータ装置1は、車両などの移動体の室内に設置されている。ヒータ装置1は、車室内の暖房装置の一部を構成している。ヒータ装置1は、移動体に搭載された電池または発電機などの電源装置から電力を供給されて発熱する電気ヒータである。ヒータ装置1は、柔軟性を有する薄い板状に形成された面状ヒータであり、電力が供給されると発熱するヒータ本体部2を有している。そして、ヒータ装置1は、主としてヒータ本体部2の厚み方向へ輻射熱Hを放射し、その方向に位置する対象物を暖めるために利用される。
ヒータ装置1は、例えば車両走行用エンジンの起動直後に、乗員3に対して即効的に暖かさを提供するための装置として利用することが可能である。ヒータ装置1は、車室内の座席4に着座する乗員3の足元などに輻射熱Hを放射するように設置される。例えば、ヒータ装置1は、ステアリング5を支持するためのステアリングコラム6を覆うように設けられたステアリングコラムカバー7の下面や、そのステアリングコラムカバー7より下方に位置するダッシュボード8などに設置される。ヒータ装置1は柔軟性を有しているので、それぞれの取り付け面に沿って設置される。
図2は、ヒータ装置1のヒータ本体部2を平面状にした図である。この状態で、ヒータ装置1は、軸Xと軸Yによって規定されるX-Y平面に沿って広がっている。また、図3は、図2のIII-III線の断面図である。図3に示すように、ヒータ装置1のヒータ本体部2は、軸Zの方向に厚さを有する薄い板状に形成されている。
図2および図3に示すように、ヒータ装置1は、絶縁基材10、発熱線20、発信電極30、受信電極40、絶縁層50および表皮材60などを備えている。絶縁基材10および絶縁層50は、優れた電気絶縁性を有し、かつ高温に耐える樹脂材料(例えばポリイミドフィルム)により形成されている。絶縁基材10のうち乗員3とは反対側に配置される面に発熱線20、発信電極30および受信電極40が設けられている。すなわち、発熱線20と発信電極30と受信電極40は、同一層に設けられている。絶縁基材10のうち乗員3とは反対側に配置される面と、発熱線20、発信電極30および受信電極40を絶縁層50が覆っている。一方、絶縁基材10のうち乗員3側に配置される面には、表皮材60が設けられている。
なお、図2および図4は、絶縁基材10のうち乗員3とは反対側から絶縁層50を透過して視た図となっている。このことは、後述する各実施形態および比較例で参照する図9~図12、図14でも同じである。
図2に示すように、発熱線20は、絶縁基材10の所定の層において蛇行するように、所定間隔で折り返されて配置されている。発熱線20は、通電により発熱する金属材料により形成されている。発信電極30および受信電極40も、通電可能な金属材料により形成されている。
以下、図2で例示した各配線(すなわち、発熱線20、発信電極30および受信電極40)の配置について説明する。また、以下の説明では、説明の便宜上、参照する図の紙面の「上」、「下」、「左」、「右」といった用語を用いて説明するが、それらの用語は、ヒータ装置1が車両等に設置される状態などを限定するものではない。なお、このことは、後述する各実施形態および比較例の説明でも同じである。
図2で例示した各配線の配置において、発熱線20は、絶縁基材10に設けられたプラス端子71から図2の紙面上側へ延び、その先端P1から左側へ延び、その先端P2から上側へ延び、その先端P3から右側に延び、その先端P4から上側へ延び、といった形状を複数回繰り返し、絶縁基材10の左側の領域を蛇行するように設けられている。その後、その発熱線20は、絶縁基材10の左側の領域から右側の領域に延び、その先端P5から下側へ延び、その先端P6から左側へ延び、その先端P7から下側へ延び、その先端P8から右側に延び、その先端P9から下側へ延び、といった形状を複数回繰り返し、絶縁基材10の右側の領域を蛇行した後、グランド端子72に接続されている。
発信電極30は、発熱線20から一定の間隔をあけて、発熱線20に沿って設けられている。すなわち、発信電極30と発熱線20とは平行に設けられている。具体的には、発信電極30は、絶縁基材10に設けられた第1検知端子73から、発熱線20に沿って絶縁基材10の左側の領域を蛇行するように設けられた後、絶縁基材10の左側の領域から右側の領域に延び、発熱線20に沿って絶縁基材10の右側の領域を蛇行するように設けられている。
受信電極40は、発信電極30から一定の間隔をあけて、発信電極30と平行に設けられている。具体的には、受信電極40は、絶縁基材10に設けられた第2検知端子74から上側に延びる中央配線41と、その中央配線41の途中または先端から左側に延びる複数の左配線42と、中央配線41の途中または先端から右側に延びる複数の右配線43により構成されている。受信電極40のうち中央配線41は、発信電極30のうち絶縁基材10の左側の領域に設けられる配線と、発信電極30のうち絶縁基材10の右側の領域に設けられる配線との間に設けられている。受信電極40のうち左配線42は、受信電極40のうち絶縁基材10の左側の領域で折り返されて隣り合う配線同士の間に設けられている。受信電極40のうち右配線43は、受信電極40のうち絶縁基材10の右側の領域で折り返されて隣り合う配線同士の間に設けられている。
このような配置により、各配線は、絶縁基材10の各所において、発熱線20、発信電極30、受信電極40、発信電極30、発熱線20の順に並んで設けられている。
このような配置により、各配線は、絶縁基材10の各所において、発熱線20、発信電極30、受信電極40、発信電極30、発熱線20の順に並んで設けられている。
なお、図2で示した各配線の配置は、一例を示したものであり、ヒータ装置1が備える各配線の配置は、これに限定されるものではない。
発熱線20の両端に設けられるプラス端子71およびグランド端子72は、制御部80に電気的に接続されている。そのため、発熱線20は、制御部80により通電が制御される。制御部80による通電制御により発熱線20に電流が流れると、発熱線20は発熱する。なお、制御部80は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するROM、RAM等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路を含んで構成されている。記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。制御部80は、絶縁基材10のうち発熱線20が設けられる領域に設けられた図示しない温度センサによりその領域の温度を検出する。そして、制御部80は、発熱線20が設けられる領域の温度を所定の目標温度に制御するため、発熱線20への通電をオンオフ制御またはデューティ制御する。
また、発信電極30の一端に設けられる第1検知端子73と、受信電極40の一端に設けられる第2検知端子74も、制御部80が有する図示しない検出回路に電気的に接続されている。制御部80は、発信電極30と受信電極40とで形成されるコンデンサに蓄えられる静電容量(以下「コンデンサ容量C」という)の変化により、乗員3を含む物体が接触又は近接したことを検出する機能を有している。具体的には、制御部80の有する検出回路から発信電極30に対しパルス状の電圧が印加されると、発信電極30と受信電極40との間に電界が形成され、所定の電荷が蓄積される。
図3に示したように、乗員3の指9などの物体がヒータ本体部2の乗員側表面に接触または接近した場合、Z方向に放物線状に飛ぶ電気力線Eの一部が、その物体により遮られる。すると、その物体により遮られた分、受信電極40で検知される電界が減少し、発信電極30と受信電極40とで形成されるコンデンサ容量Cも小さくなる。そのため、制御部80の有する検出回路は、物体が接触又は近接したときに変化する静電容量(以下、「変化容量ΔC」という)の変化を捉えて、物体の接触または近接を検出することが可能である。
制御部80は、物体の接触又は近接を検知した場合、発熱線20への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。発熱線20と発信電極30と受信電極40はいずれも線状に形成され、低熱容量となっている。また、発熱線20と発信電極30と受信電極40はいずれも絶縁基材10の同一層に設けられているため、ヒータ本体部2を構成する層構成が少なくなるのでヒータ本体部2の総厚みが小さくなり、配線金属量も少なくなる。そのため、このヒータ装置1は、ヒータ本体部2の熱容量が小さくなるので、物体が触れた時に温度を急速に下げる機能を向上することができる。
また、第1実施形態では、絶縁基材10のうち各配線(すなわち、発熱線20、受信電極40および発信電極30)が設けられるヒータ本体部2の面積をSb、各配線においてヒータ本体部2の厚み方向(すなわちZ方向)法線とする面の面積の合計値をSwとしたとき、Sb≧0.5×Sw となるように、各配線の長さおよび幅が設定されている。これにより、ヒータ本体部2の単位面積当たりの導電材の占有率を下げることが可能となり、使用者の指などがヒータ本体部2に触れた時に熱的不快感が生じることを防ぐことができる。
さらに、第1実施形態のヒータ装置1では、使用者の指などの物体がヒータ本体部2に接触又は近接したときの接触検知の反応強度が安定的に強くなるように各配線が配置されている。この第1実施形態のヒータ装置1における各配線の配置について、図4を参照して詳細に説明する。なお、図4では、絶縁基材10と各配線を区別して見やすくするため、断面ではないが、各配線にハッチングを付している。このことは、後述する実施形態および比較例で参照する図9~図12、図14でも同じである。
上述したように、ヒータ装置1が備える各配線は、絶縁基材10の各所において、発熱線20、発信電極30、受信電極40、発信電極30、発熱線20の順に並んで設けられている。以下、説明の便宜上、図4に示した各配線を、図4の紙面上側から第1発熱線21、第1発信電極31、受信電極40、第2発信電極32、第2発熱線22と呼ぶこととする。
発熱線20は、第1発熱線21および第2発熱線22を有している。第1発熱線21と第2発熱線22との間に、第1発信電極31と受信電極40と第2発信電極32が配置されている。これにより、制御部80が発熱線20への通電を制御する際、発熱線20に流れる電流および電圧の変動があっても、第1発信電極31と受信電極40とで形成されるコンデンサ容量C、並びに第2発信電極32と受信電極40とで形成されるコンデンサ容量Cの振れが低減され、接触検知ノイズを抑制することが可能である。
ここで、第1発熱線21と第1発信電極31との間の距離をDh1、第1発信電極31と発信電極30との間の距離をDs1、第2発熱線22と第2発信電極32との間の距離をDh2、第2発信電極32と発信電極30との間の距離をDs2とする。このとき、各配線は、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有している。
また、第1発熱線21の幅をWh1、第2発熱線22の幅をWh2とする。このとき、各配線は、Dh1≦Wh1、かつ、Dh2≦Wh2の関係を有している。
また、第1発信電極31の幅をWd1、第2発信電極32の幅をWd2、受信電極40の幅をWiとする。このとき、各配線は、Wd1≦Wi、かつ、Wd2≦Wiの関係を有している。
また、各配線は、Wi≦Ds1、かつ、Wi≦Ds2の関係を有している。
また、各配線は、Wi≦Ds1、かつ、Wi≦Ds2の関係を有している。
以下、このように各配線の間隔、線幅および面積を規定した意義について説明する。
まず、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の意義について、図5および図6のグラフを参照して説明する。なお、以下、Dh1、Dh2を単に「Dh」と表記し、Ds1、Ds2を単に「Ds」と表記する。
まず、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の意義について、図5および図6のグラフを参照して説明する。なお、以下、Dh1、Dh2を単に「Dh」と表記し、Ds1、Ds2を単に「Ds」と表記する。
図5のグラフは、各配線の配置関係について、発明者らが行った熱解析のシミュレーション結果を示したものである。このシミュレーションでは、第1発熱線21と第2発熱線22との間の距離を固定し、各配線の幅を固定した状態で、Ds/Dhを変化させて、ヒータ本体部2の面平均温度を算出した。このシミュレーション結果から、Ds/Dhを大きくするほど面平均温度が向上することがわかる。これは、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhを近くすることで、高温の発熱線20から発信電極30への伝熱量が増加し、その発信電極30が受信電極40側に熱を拡散させることで面平均温度が上がると考えられる。さらに、発明者らは、この熱解析のシミュレーション結果から、Ds/Dh=1付近に変曲点があることを見出した。すなわち、Ds/Dhが1より小さいと、面平均温度が急激に低下する傾向にある。そのことから、Ds/Dhを1以上(すなわち、Dh≦Ds)とすることで、面平均温度を安定的に向上できる。
また、図6のグラフは、各配線の配置関係について、発明者らが行った電磁界解析のシミュレーション結果を示したものである。このシミュレーションでも、第1発熱線21と第2発熱線22との間の距離を固定し、各配線の幅を固定した状態で、Ds/Dhを変化させて、反応強度(すなわち、ΔC/C)を算出した。このシミュレーション結果から、Ds/Dhを大きくするほど反応強度が向上することがわかる。これは、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsを遠くすることでコンデンサ容量Cが減少し、それと共にZ方向の電気力線の増加により変化容量ΔCが増加するので、反応強度が向上すると考えられる。さらに、発明者らは、この電磁界解析のシミュレーション結果からも、Ds/Dh=1付近に変曲点があることを見出した。すなわち、Ds/Dhが1より小さいと、反応強度の低下率が大きくなる傾向にある。そのことから、Ds/Dhを1以上(すなわち、Dh≦Ds)とすることで、反応強度を安定的に強くできる。
次に、Dh1≦Wh1、かつ、Dh2≦Wh2の意義について説明する。なお、以下、Dh1、Dh2を単に「Dh」と表記し、Wh1、Wh2を単に「Wh」と表記する。
これによれば、発熱線20の幅Whよりも発熱線20と発信電極30との間の距離Dhを小さくし、高温の発熱線20に発信電極30をより近づけることで、発熱線20から発信電極30への伝熱量が増加するので、面平均温度を向上することができる。また、第1発熱線21と第2発熱線22との間の距離を固定した状態で、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhを近くすることに伴い、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsを遠くすれば、反応強度を安定的に強くできる。
これによれば、発熱線20の幅Whよりも発熱線20と発信電極30との間の距離Dhを小さくし、高温の発熱線20に発信電極30をより近づけることで、発熱線20から発信電極30への伝熱量が増加するので、面平均温度を向上することができる。また、第1発熱線21と第2発熱線22との間の距離を固定した状態で、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhを近くすることに伴い、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsを遠くすれば、反応強度を安定的に強くできる。
続いて、Wd1≦Wi、かつ、Wd2≦Wiの意義について説明する。なお、以下、Wd1、Wd2を単に「Wd」と表記する。
これによれば、第1発信電極31と第2発信電極32とで1本の受信電極40を挟むように配置しているので、Wd≦Wiとすることで、2本の発信電極30と1本の受信電極40によるコンデンサの容量形成を安定させることができる。
これによれば、第1発信電極31と第2発信電極32とで1本の受信電極40を挟むように配置しているので、Wd≦Wiとすることで、2本の発信電極30と1本の受信電極40によるコンデンサの容量形成を安定させることができる。
次に、Wi≦Ds1、かつ、Wi≦Ds2の意義について、図7および図8のグラフを参照して説明する。なお、以下の説明においても、Ds1、Ds2を単に「Ds」と表記する。
図7のグラフは、各配線の配置関係について、発明者らが行った導電材の面占有率解析のシミュレーション結果を示したものである。このシミュレーションでは、第1発熱線21と第2発熱線22との間の距離を固定し、発熱線20の幅Whと発信電極30の幅Wdを固定した状態で、Ds/Wiを変化させて、導電材の面占有率を算出した。このシミュレーション結果から、Ds/Wiを大きくするほど、ヒータ本体部2における導電材の占有率が減少することがわかる。ここで、使用者の指などがヒータ本体部2に触れた時の熱的不快感を抑制する観点では、ヒータ本体部2の単位面積当たりの導電材の占有率を下げることが優位となる。したがって、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsを大きくし、受信電極40のWiを小さくすることで、導電材の占有率が減少するため、熱的不快感を抑制できる。さらに、発明者らは、この導電材の面占有率解析のシミュレーション結果から、Ds/Wi=1付近に変曲点があることを見出した。すなわち、Ds/Wiが1より大きいと、導電材の占有率が急激に増加する傾向にある。そのことから、Ds/Wiを1以上(すなわち、Wi≦Ds)とすることで、ヒータ装置1の使用者に熱的不快感が生じることを抑制できる。
また、図8のグラフは、各配線の配置関係について、発明者らが行った電磁界解析のシミュレーション結果を示したものである。このシミュレーションでも、第1発熱線21と第2発熱線22との間の距離を固定し、発熱線20の幅Whと発信電極30の幅Wdを固定した状態で、Ds/Wiを変化させて、反応強度(すなわち、ΔC/C)を算出した。このシミュレーション結果から、Ds/Wiを大きくするほど反応強度が向上することがわかる。これは、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsを遠くすることでコンデンサ容量Cが減少し、それと共にZ方向の電気力線の増加により変化容量ΔCが増加するので、反応強度が向上すると考えられる。さらに、発明者らは、この電磁界解析のシミュレーション結果からも、Ds/Wi=1付近に変曲点があることを見出した。すなわち、Ds/Wiが1より小さいと、反応強度の低下率が大きくなる傾向にある。そのことから、Ds/Wiを1以上(すなわち、Wi≦Ds)とすることで、反応強度を安定的に強くできる。
以上説明した第1実施形態のヒータ装置1は、次の作用効果を奏するものである。
(1)第1実施形態では、ヒータ装置1は、絶縁基材10の所定の層において、第1発信電極31と第2発信電極32とで受信電極40を挟むように配置し、その外側に第1発熱線21と第2発熱線22とを配置する構成としている。これによれば、制御部80が発熱線20への通電を制御する際、発熱線20に流れる電流および電圧の変動があっても、第1発信電極31と受信電極40とで形成されるコンデンサ容量C、並びに第2発信電極32と受信電極40とで形成されるコンデンサ容量Cの振れが低減され、接触検知ノイズを抑制できる。
(1)第1実施形態では、ヒータ装置1は、絶縁基材10の所定の層において、第1発信電極31と第2発信電極32とで受信電極40を挟むように配置し、その外側に第1発熱線21と第2発熱線22とを配置する構成としている。これによれば、制御部80が発熱線20への通電を制御する際、発熱線20に流れる電流および電圧の変動があっても、第1発信電極31と受信電極40とで形成されるコンデンサ容量C、並びに第2発信電極32と受信電極40とで形成されるコンデンサ容量Cの振れが低減され、接触検知ノイズを抑制できる。
(2)第1実施形態では、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhと、発信電極30と発信電極30との間の距離Dsは、Dh≦Dsの関係を有している。これによれば、図5および図6のグラフを参照して説明したように、ヒータ装置1の面平均温度を向上し、かつ、反応強度を安定的に強くできる。
(3)第1実施形態では、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhと、発熱線20の幅Whは、Dh≦Whの関係を有している。これによれば、発熱線20の幅Whよりも発熱線20と発信電極30との間の距離Dhを小さくし、高温の発熱線20に発信電極30をより近づけることで、発熱線20から発信電極30への伝熱量が増加するので、面平均温度を向上することができる。また、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhを近くすることに伴い、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsを遠くすれば、反応強度を安定的に強くできる。
(4)第1実施形態では、発信電極30の幅Wdと、受信電極40の幅Wiは、Wd≦Wiの関係を有している。これによれば、2本の発信電極30と1本の受信電極40によるコンデンサの容量形成を安定させることができる。
(5)第1実施形態では、受信電極40の幅Wiと、発信電極30と発信電極30との間の距離Dsは、Wi≦Dsの関係を有している。これによれば、図7および図8のグラフを参照して説明したように、ヒータ装置1の使用者に熱的不快感が生じることを抑制し、かつ、接触検知の反応強度を安定的に強くできる。
(6)第1実施形態では、ヒータ本体部2の面積Sbと、各配線のうちヒータ本体部2の厚み方向を法線とする面の面積の合計値Swとの関係がSb≧0.5×Sw となるように、各配線の長さおよび幅が設定されている。これにより、ヒータ本体部2の単位面積当たりの導電材の占有率を下げることが可能となり、使用者の指などがヒータ本体部2に触れた時に熱的不快感が生じることを防ぐことができる。
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対して各配線の形状を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対して各配線の形状を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図9は、第2実施形態に係るヒータ装置1の一部を示す拡大図であり、第1実施形態で参照した図4に対応する部位を示す図である。図9に示すように、第2実施形態では、第1発熱線21、第1発信電極31、受信電極40、第2発信電極32、第2発熱線22は、曲線状および波線状に形成され、各配線同士が平行に並んで延びている。このように、ヒータ装置1の各配線は、上記第1実施形態に示したような直線状のものに限らず、この第2実施形態で示したような曲線状、波線状としてもよい。
なお、第2実施形態においても、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhと、発信電極30と発信電極30との間の距離Dsは、Dh≦Dsの関係を有している。また、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhと、発熱線20の幅Whは、Dh≦Whの関係を有している。また、発信電極30の幅Wdと、受信電極40の幅Wiは、Wd≦Wiの関係を有している。また、受信電極40の幅Wiと、発信電極30と発信電極30との間の距離Dsは、Wi≦Dsの関係を有している。
これにより、第2実施形態のヒータ装置1も、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
これにより、第2実施形態のヒータ装置1も、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
(第3~第4実施形態)
次に、第3~第4実施形態について説明する。
一般に、使用者の指などの物体が受信電極40の先端部付近に接触又は近接したときの接触検知の反応強度は、受信電極40のうち先端部を除く一般部に物体が接触又は近接したときの反応強度よりも弱くなる傾向にある。そこで、次に説明する第3~第4実施形態は、受信電極40の先端部付近の反応強度を高めることを目的としたものである。
次に、第3~第4実施形態について説明する。
一般に、使用者の指などの物体が受信電極40の先端部付近に接触又は近接したときの接触検知の反応強度は、受信電極40のうち先端部を除く一般部に物体が接触又は近接したときの反応強度よりも弱くなる傾向にある。そこで、次に説明する第3~第4実施形態は、受信電極40の先端部付近の反応強度を高めることを目的としたものである。
(第3実施形態)
第3実施形態のヒータ装置1も、図10および図11に示すように、絶縁基材10の所定の層に、発熱線20、発信電極30および受信電極40を備えている。各配線の基本的な構成は、第1実施形態で説明したものと同一であるので、その説明を省略する。
第3実施形態のヒータ装置1も、図10および図11に示すように、絶縁基材10の所定の層に、発熱線20、発信電極30および受信電極40を備えている。各配線の基本的な構成は、第1実施形態で説明したものと同一であるので、その説明を省略する。
図11は、受信電極40の先端部44とその近傍の構成を示している。受信電極40の先端部44の三方には、発信電極30が設けられている。以下、説明の便宜上、図11に示した発信電極30を、第1発信電極31、第2発信電極32、第3発信電極33と呼ぶこととする。第1発信電極31は、受信電極40に対して図11の紙面上側に配置され、受信電極40と並んで延びる部位である。第2発信電極32は、受信電極40に対して第1発信電極31とは反対側(すなわち、受信電極40に対して図11の紙面下側)に配置され、受信電極40と並んで延びる部位である。第3発信電極33は、受信電極40の先端部44側(すなわち、受信電極40に対して図11の紙面右側)で第1発信電極31と第2発信電極32とを接続する部位である。なお、第1発信電極31、第2発信電極32、第3発信電極33は、同一の材料により連続して形成されている。第1発信電極31、第2発信電極32および第3発信電極33の外側には発熱線20が配置されている。
第3実施形態では、受信電極40の先端部44が、受信電極40の一般部45よりも面密度が高い構成とされている。具体的には、受信電極40の先端部44の線幅をWit、受信電極40の一般部45の線幅をWiとすると、Wit>Wiの関係を有している。これにより、受信電極40は、先端部44の線幅Witを一般部45の線幅Wiよりも広くすることで、先端部44の面密度が高い構成となる。
受信電極40の先端部44のこのような形状特性により、使用者の指などの物体が受信電極40の先端部44に接触又は近接するときの変化容量ΔCが大きくなるので、反応強度を担保できる。なお、上述したように、C=f(形状特性×電極長さ)の関係にあることから、受信電極40の先端部44の面密度を高くしても、受信電極40の全体長さの一部だけなので、コンデンサ容量Cへの寄与は限定的なのに対し、変化容量ΔCを大きくできる。
また、第3実施形態では、第1発信電極31と第2発信電極32との間の距離をDa、受信電極40の先端部44において一般部45が延びる方向の距離をDbとすると、Da≦Dbの関係を有している。これにより、使用者の指などの物体が受信電極40の先端部44に接触又は近接するときの変化容量ΔCをより大きくし、受信電極40の先端部44の反応強度をより安定的に強くできる。
ここで、第3実施形態のヒータ装置1と比較するため、比較例のヒータ装置100の構成の一部を図12に示す。図12に示すように、比較例のヒータ装置100は、受信電極40の一般部45から先端46に亘り線幅が同一に形成されたものである。なお、比較例のヒータ装置100は、第3実施形態に対して受信電極40の先端部の形状を変えたものであり、従来技術ではない。
図13のグラフは、第3実施形態のヒータ装置1と比較例のヒータ装置100について、発明者らが行った電磁界解析のシミュレーション結果を示したものである。このシミュレーションでは、図11および図12にそれぞれ2点鎖線の円Xで示した領域を中心に物体が接触したときの変化容量ΔCの指数を算出した。
図13に示したシミュレーション結果によると、比較例のヒータ装置100における変化容量ΔCの指数を1としたとき、第3実施形態のヒータ装置1における変化容量ΔCの指数は1.3程度となることがわかる。このように、第3実施形態のヒータ装置1は、受信電極40の先端部44の付近に物体が接触又は近接するときの反応強度を、比較例のヒータ装置100に比べて、1.3倍程度強くすることが可能である。
(第4実施形態)
第4実施形態も、第3実施形態と同じく、受信電極40の先端部の反応強度を高めることを目的としたものである。図14に示すように、第4実施形態では、受信電極40のうち先端部は、一般部45から連続して延びる部位から枝分かれした複数の受信枝部47を有している。また、発信電極30は、受信枝部47に対応する位置に、第1発信電極31および第2発信電極32から枝分かれした複数の発信枝部34を有している。複数の受信枝部47と複数の発信枝部34とは、受信電極40の一般部45が延びる方向において交互に設けられている。なお、図14では、受信電極40の先端部に4本の受信枝部47が設けられ、発信電極30にも4本の発信枝部34が設けられているが、これに限らず、受信枝部47及び発信枝部34の本数は任意に設定できる。また、発信枝部34は、第3発信電極33から枝分かれした構成としてもよい。
第4実施形態も、第3実施形態と同じく、受信電極40の先端部の反応強度を高めることを目的としたものである。図14に示すように、第4実施形態では、受信電極40のうち先端部は、一般部45から連続して延びる部位から枝分かれした複数の受信枝部47を有している。また、発信電極30は、受信枝部47に対応する位置に、第1発信電極31および第2発信電極32から枝分かれした複数の発信枝部34を有している。複数の受信枝部47と複数の発信枝部34とは、受信電極40の一般部45が延びる方向において交互に設けられている。なお、図14では、受信電極40の先端部に4本の受信枝部47が設けられ、発信電極30にも4本の発信枝部34が設けられているが、これに限らず、受信枝部47及び発信枝部34の本数は任意に設定できる。また、発信枝部34は、第3発信電極33から枝分かれした構成としてもよい。
以上説明した第4実施形態においても、受信電極40の先端部に受信枝部47を設けることで、受信電極40の先端部の面密度を高くすることが可能である。また、発信電極30に発信枝部34を設けることで、発信電極30のうち受信電極40の先端部に対応する部位の面密度を高くすることが可能である。これにより、第4実施形態においても、受信電極40の先端部の形状特性およびその周囲の発信電極30の形状特性により、使用者の指などの物体が受信電極40の先端部の付近に接触又は近接するときの変化容量ΔCが大きくなるので、反応強度を担保できる。なお、上述したように、C=f(形状特性×電極長さ)の関係にあることから、受信電極40の先端部の面密度を高くしても、受信電極40の全体長さの一部だけなので、コンデンサ容量Cへの寄与は限定的なのに対し、変化容量ΔCを大きくできる。
(他の実施形態)
(1)上記各実施形態では、ヒータ装置1が備える各配線は、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有するものとして説明したが、これに限らず、Dh1<Ds1、かつ、Dh2<Ds2の関係を有するものとしてもよい。これにより、Dh1=Ds1、かつ、Dh2=Ds2よりも大きい効果が得られる。また、各配線は、必要に応じて、Dh1=Ds1、かつ、Dh2=Ds2に対して製造公差などを含まない寸法関係(例えば、Dh1×1.1<Ds1、かつ、Dh2×1.1<Ds2)としてもよい。
(1)上記各実施形態では、ヒータ装置1が備える各配線は、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有するものとして説明したが、これに限らず、Dh1<Ds1、かつ、Dh2<Ds2の関係を有するものとしてもよい。これにより、Dh1=Ds1、かつ、Dh2=Ds2よりも大きい効果が得られる。また、各配線は、必要に応じて、Dh1=Ds1、かつ、Dh2=Ds2に対して製造公差などを含まない寸法関係(例えば、Dh1×1.1<Ds1、かつ、Dh2×1.1<Ds2)としてもよい。
(2)上記各実施形態では、ヒータ装置1が備える各配線は、Dh1≦Wh1、かつ、Dh2≦Wh2の関係を有するものとして説明したが、これに限らず、Dh1<Wh1、かつ、Dh2<Wh2の関係を有するものとしてもよい。これにより、Dh1=Wh1、かつ、Dh2=Wh2よりも大きい効果が得られる。また、各配線は、必要に応じて、Dh1=Wh1、かつ、Dh2=Wh2に対して製造公差などを含まない寸法関係(例えば、Dh1×1.1<Wh1、かつ、Dh2×1.1<Wh2)としてもよい。
(3)上記各実施形態では、ヒータ装置1が備える各配線は、Wd1≦Wi、かつ、Wd2≦Wiの関係を有するものとして説明したが、これに限らず、Wd1<Wi、かつ、Wd2<Wiの関係を有するものとしてもよい。これにより、Wd1=Wi、かつ、Wd2=Wiよりも大きい効果が得られる。また、各配線は、必要に応じて、Wd1=Wi、かつ、Wd2=Wiに対して製造公差などを含まない寸法関係(例えば、Wd1×1.1<Wi、かつ、Wd2×1.1<Wi)としてもよい。
(4)上記各実施形態では、ヒータ装置1が備える各配線は、Wi≦Ds1、かつ、Wi≦Ds2の関係を有するものとして説明したが、これに限らず、Wi<Ds1、かつ、Wi<Ds2の関係を有するものとしてもよい。これにより、Wi=Ds1、かつ、Wi=Ds2よりも大きい効果が得られる。また、各配線は、必要に応じて、Wi=Ds1、かつ、Wi=Ds2に対して製造公差などを含まない寸法関係(例えば、Wi×1.1<Ds1、かつ、Wi×1.1<Ds2)としてもよい。
(5)上記第3実施形態では、ヒータ装置1が備える各配線は、Da≦Dbの関係を有するものとして説明したが、これに限らず、Da<Dbの関係を有するものとしてもよい。これにより、Da=Dbよりも大きい効果が得られる。また、各配線は、必要に応じて、Da=Dbに対して製造公差などを含まない寸法関係(例えば、Da×1.1<Db)としてもよい。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
1 ヒータ装置
10 絶縁基材
20 発熱線
21 第1発熱線
22 第2発熱線
30 発信電極
31 第1発信電極
32 第2発信電極
40 受信電極
80 制御部
10 絶縁基材
20 発熱線
21 第1発熱線
22 第2発熱線
30 発信電極
31 第1発信電極
32 第2発信電極
40 受信電極
80 制御部
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明によると、ヒータ装置は、絶縁基材(10)、発熱線(20)、受信電極(40)、発信電極(30)および制御部(80)を備える。発熱線は、第1発熱線(21)および第2発熱線(22)を有し、通電により発熱する。受信電極は、第1発熱線と第2発熱線との間に設けられる。発信電極は、第1発熱線と受信電極との間に設けられる第1発信電極(31)、および第2発熱線と受信電極との間に設けられる第2発信電極(32)を有する。制御部は、絶縁基材に発熱線が配置される領域の温度を所定の温度にするよう発熱線への通電を制御すると共に、発信電極と受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検知した場合、発熱線への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する。ここで、第1発熱線、第1発信電極、受信電極、第2発信電極および第2発熱線は、絶縁基材の所定の層にこの順で並んで延びるように設けられている。そして、第1発熱線と第1発信電極との間の距離をDh1、第1発信電極と受信電極との間の距離をDs1、第2発熱線と第2発信電極との間の距離をDh2、第2発信電極と受信電極との間の距離をDs2とすると、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有している。
ここで、第1発熱線21と第1発信電極31との間の距離をDh1、第1発信電極31と受信電極40との間の距離をDs1、第2発熱線22と第2発信電極32との間の距離をDh2、第2発信電極32と受信電極40との間の距離をDs2とする。このとき、各配線は、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有している。
(2)第1実施形態では、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhと、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsは、Dh≦Dsの関係を有している。これによれば、図5および図6のグラフを参照して説明したように、ヒータ装置1の面平均温度を向上し、かつ、反応強度を安定的に強くできる。
(5)第1実施形態では、受信電極40の幅Wiと、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsは、Wi≦Dsの関係を有している。これによれば、図7および図8のグラフを参照して説明したように、ヒータ装置1の使用者に熱的不快感が生じることを抑制し、かつ、接触検知の反応強度を安定的に強くできる。
なお、第2実施形態においても、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhと、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsは、Dh≦Dsの関係を有している。また、発熱線20と発信電極30との間の距離Dhと、発熱線20の幅Whは、Dh≦Whの関係を有している。また、発信電極30の幅Wdと、受信電極40の幅Wiは、Wd≦Wiの関係を有している。また、受信電極40の幅Wiと、発信電極30と受信電極40との間の距離Dsは、Wi≦Dsの関係を有している。
これにより、第2実施形態のヒータ装置1も、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
これにより、第2実施形態のヒータ装置1も、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Claims (9)
- ヒータ装置において、
絶縁基材(10)と、
第1発熱線(21)および第2発熱線(22)を有し、通電により発熱する発熱線(20)と、
前記第1発熱線と前記第2発熱線との間に設けられる受信電極(40)と、
前記第1発熱線と前記受信電極との間に設けられる第1発信電極(31)、および前記第2発熱線と前記受信電極との間に設けられる第2発信電極(32)を有する発信電極(30)と、
前記絶縁基材に前記発熱線が配置される領域の温度を所定の温度にするよう前記発熱線への通電を制御すると共に、前記発信電極と前記受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検知した場合、前記発熱線への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する制御部(80)と、を備え、
前記第1発熱線、前記第1発信電極、前記受信電極、前記第2発信電極および前記第2発熱線は、前記絶縁基材の所定の層にこの順で並んで延びるように設けられており、
前記第1発熱線と前記第1発信電極との間の距離をDh1、前記第1発信電極と前記発信電極との間の距離をDs1、前記第2発熱線と前記第2発信電極との間の距離をDh2、前記第2発信電極と前記発信電極との間の距離をDs2とすると、Dh1≦Ds1、かつ、Dh2≦Ds2の関係を有している、ヒータ装置。 - 前記第1発熱線の幅をWh1、前記第2発熱線の幅をWh2とすると、
Dh1≦Wh1、かつ、Dh2≦Wh2の関係を有している、請求項1に記載のヒータ装置。 - 前記第1発信電極の幅をWd1、前記第2発信電極の幅をWd2、前記受信電極の幅をWiとすると、
Wd1≦Wi、かつ、Wd2≦Wiの関係を有している、請求項1または2に記載のヒータ装置。 - 前記受信電極の幅をWiとすると、
Wi≦Ds1、かつ、Wi≦Ds2の関係を有している、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヒータ装置。 - ヒータ装置において、
絶縁基材(10)と、
前記絶縁基材に設けられ、通電により発熱する発熱線(20)と、
前記絶縁基材に直線状または曲線状に設けられる受信電極(40)と、
前記受信電極と並んで延びる第1発信電極(31)、前記受信電極に対して前記第1発信電極とは反対側で前記受信電極と並んで延びる第2発信電極(32)、および、前記受信電極の先端部(44)側で前記第1発信電極と前記第2発信電極とを接続する第3発信電極(33)を有し、前記受信電極の前記先端部の三方に設けられる発信電極(30)と、
前記発信電極と前記受信電極との間の静電容量の変化により物体の接触又は近接を検知した場合、前記発熱線への通電量を通常状態より低くするか又は通電を停止する制御部(80)と、を備え、
前記受信電極のうち前記先端部は、前記受信電極のうち前記先端部を除く一般部(45)よりも面密度が高い構成とされている、ヒータ装置。 - 前記受信電極のうち前記先端部の幅をWit、前記受信電極のうち前記一般部の幅をWiとすると、
Wit>Wiの関係を有している、請求項5に記載のヒータ装置。 - 前記受信電極のうち前記先端部は、前記一般部から連続して延びる部位から枝分かれした受信枝部(47)を有しており、
前記発信電極は、前記受信枝部に対応する位置に、前記第1発信電極、前記第2発信電極または前記第3発信電極から枝分かれした発信枝部(34)を有している、請求項5に記載のヒータ装置。 - 前記第1発信電極と前記第2発信電極との間の距離をDa、前記受信電極の前記先端部において前記一般部が延びる方向の距離をDbとすると、
Da≦Dbの関係を有している、請求項6に記載のヒータ装置。 - 前記絶縁基材のうち前記発熱線、前記受信電極および前記発信電極が設けられる面の面積をSb、前記発熱線と前記受信電極と前記発信電極のうち前記絶縁基材の厚み方向を法線とする面の面積の合計値をSwとすると、
Sb≧0.5×Sw の関係を有している、請求項1ないし8のいずれか1つに記載のヒータ装置。
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