JPH0211991B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は感熱樹脂材を用いた面状発熱体やコ
ード状発熱体等の消費するワツト数が増減自在な
感熱発熱装置に関するものである。

従来、感熱樹脂材と、この感熱樹脂材に互いに
分離して並設された例えば550W、800Wの如く一
対のワツト数の異なる発熱線路と、この一対の発
熱線路間にあつて感熱樹脂材のインピーダンス変
化を検出する温度検出電極と、この一対の発熱線
路のいずれか一方を発熱線として不使用とする切
換スイツチとを備えてある感熱発熱装置にあつて
は、発熱線として使用する発熱線路、温度検出電
極および発熱線として使用しない発熱線路が互い
に並設しているので、ワツト数の小さい場合も、
ワツト数の大きい場合も、いずれも発熱線として
不使用の発熱線路が存在することになり、そのた
め加熱されない発熱線路では温度が低く、温度分
布にムラが発生し、しかも各発熱線路の端子以外
に温度検出電極端子を別個に設けるため端子数が
多くなるという問題がある。

したがつて、この発明の目的は、温度分布のム
ラを軽減するとともに、端子数を少なくする感熱
発熱装置を提供することである。

この発明の第１の実施例を第１図ないし第４図
に示す。すなわち、まず面状発熱体について説明
する。第１図および第２図に示すように、負の温
度−インピーダンス特性を示す板状の感熱樹脂材
１の片面にアルミニウム箔などからなる抵抗値の
小さい（すなわちワツト数大の）発熱線路３をジ
クザグ状に配設するとともに、前記感熱樹脂材１
の前記と同一面上に前記発熱線路３との間に所定
の間隔を付して同じくアルミニウム箔などからな
る抵抗値の大きい（ワツト数の小さい）発熱線路
２をジグザグ状に並設している。感熱樹脂材１の
インピーダンスを得る実施例として感熱樹脂材１
の他面全域にわたつて同じくアルミニウム箔など
の板状の導電材を多数個に分割してなる補助導電
材６を前記発熱線路３および発熱線路２の両方に
対面するように分布配設している。さらにその外
側を絶縁フイルム４で両面から被覆している。

前記面状発熱体５の制御回路は、切替スイツチ
SWの切替により、第３図の場合はワツト数の大
きい発熱線路３がリレー接点７ａを介して電源８
に接続され、ワツト数の小さい発熱線路２がコン
デンサ１１およびフイルタ回路１２に接続されて
温度検出電極として働く。一方第４図の場合は切
替スイツチSWの切替により、前記の逆の低ワツ
ト使用の場合で、ワツト数の大きい発熱線路３が
温度検出電極として働く。このように、ワツト数
の大きい場合も小さい場合も温度検出電極が存在
するだけで、温度検出電極と不使用の発熱線路と
が別個に存在するということがなくなり温度分布
のムラが軽減できるのである。更にワツト数の
大、小の切替の動作を第３図の場合について詳述
すると、前記面状発熱体５の発熱線路３に対して
給電用リレー７の常開のリレー接点７ａを介し電
源８を接続し、前記電源８を定電圧直流電源に変
換する電源回路９の出力電圧V_Dで発振回路１０
を動作させ、前記発振回路１０より出力される高
周波電圧Ｖを電圧分割用コンデンサ１１で分圧し
て前記面状発熱体５の温度検出電極として作用す
る発熱線路２と発熱線路３との間に印加し、前記
面状発熱体５のインピーダンスに対応する電圧信
号をフイルタ回路１２を介して出力し、その検出
値を次段のスイツチング回路１３の前段部を構成
する比較回路１４に入力して、前記比較回路１４
の基準電圧と前記検出値とを比較し、前記検出値
がこの基準電圧を下まわると前記比較回路１４が
それまでの安全温度範囲においてオン状態に保持
していたスイツチング回路１３の後段部を構成す
るトランジスタ１５をオフ状態に反転させ、前記
トランジスタ１５に直列接続された給電用リレー
７の励磁コイルが駆動を停止し、前記電源８と発
熱線路３との間に接続された常開接点７ａをそれ
までのオン状態からオフ状態に反転させ、ヒータ
回路の給電路をしや断するようにしたものであ
る。

前記面状発熱体５は、感熱樹脂材１の端縁に臨
む発熱線路３の両端子３ａ，３ａ間に電源を通電
して発熱させ、同じく感熱樹脂材１の端縁に臨む
温度検出電極として作用する発熱線路２の端子２
ａ，２ａが温度検出電極の端子と発熱線の端子と
を兼用していることとなり、前記端子２ａと前記
発熱線路３の端子３ａとの間に前述の第３図に示
すような回路構成で高周波電圧を印加することに
より、両端子２ａ，３ａ間の感熱樹脂材１のイン
ピーダンスを検出し、それによつて温度制御を行
うようにしている。

このように、感熱樹脂材１の片面に分布配設し
た多数個の補助導電材６を介して感熱樹脂材１の
インピーダンスを得る構成によると、発熱線路３
と温度検出電極との間には、この間に印加される
電圧が、温度検出電極とこの温度検出電極に対向
する補助導電材６との間、補助導電材６とこの補
助導電材６に対向する発熱線路３との間でそれぞ
れ分圧される第２図に仮想線で示すような分圧電
界経路Ｐが複数領域にわたつて与えられることと
なり、前記分圧電界経路Ｐにおいて感熱樹脂材１
の層中に製造に伴つて混入する鉄粉片などの異物
Ｑにより、例えば前記発熱線路３と補助導電材６
間、あるいは温度検出電極と補助導電材６間が短
絡しても、発熱線路３と温度検出電極との間が短
絡することがなく、しかも前記異物Ｑの混入が複
数個に及ぶ場合でも、多数個に分割した補助導電
材６…が分布して配設されているため前記短絡の
発生を大幅に抑えることができ、そのために感熱
樹脂材１の厚みを大きくする必要がなく、屈曲性
を阻害することもない。

また、感熱樹脂材１の厚みをｔとすると、前記
発熱線路３と温度検出電極との間に付与される分
圧電界経路Ｐには厚み2tの感熱樹脂材１を介在さ
せたのと同等のインピーダンスが付与されること
になり、従来例の構造だとこれと同一インピーダ
ンスを付与するのに厚み2tの感熱樹脂材１を用い
る必要があるのに対し、この実施例ではその半分
の厚みの感熱樹脂材１で発熱線路３と温度検出電
極との間に温度検出精度上に支障のない十分なイ
ンピーダンスを付与することができる。

さらに、発熱線路３の加熱に伴ない感熱樹脂材
１のうち前記発熱線路３の近傍の領域が他部領域
に先立ちインピーダンスが低下するが、前記面状
発熱体５では感熱樹脂材１を挟んで発熱線路３と
温度検出電極とを感熱樹脂材１の厚み方向に対向
配置する構造をとらないため、その時点では感熱
樹脂材１のうち前記温度検出電極近傍の領域はイ
ンピーダンスが十分に変化せず、感熱樹脂材１の
全域が十分温度上昇しないうちから局部的な温度
上昇に応答して温度制御が行われるといつた不都
合を生じることがなく、全域にわたつて均一な温
度制御を行うことができる。

しかも、発熱線路３と温度検出電極とを感熱樹
脂材１の同一面上に並設する構造であるため、エ
ツチング処理により前記発熱線路３および温度検
出電極を形成する場合には、アルミニウム箔など
の導電材の溶去領域がそれだけ少なくて済み、エ
ツチング処理を短時間で行うことができ、導電面
材の利用効率も向上する。

そして、並設される発熱線路３と温度検出電極
とが感熱樹脂材１の表面に密に分散することによ
り、これらが面状発熱体の補強材として利用し、
面状発熱体の耐強度の向上をもはかることができ
る。

さらに、補助強導電材６からはリード線を取る
必要がないことと、補強導電板６に流れる電流は
微少な制御電流のみであることなどから補助導電
材６にアルミ箔などの金属箔を使用する場合には
その厚さはたとえば20μ程度に充分薄くすること
も可能であり、場合によつては導電ペイント等で
もよい等の省資材的な特徴がある。

そのうえワツト数切替にする場合には切替スイ
ツチSWの切替により、不使用側の発熱線路２ま
たは３を温度検出電極として共用するようにした
ため、従来に比してそれらのパターン線幅の低下
が防げるので、抵抗値のばらつきが小さい幅に管
理でき、また強度低下がない。温度検出電極も密
に配設される（発熱線路と兼用であるので）こと
となるので温度制御のばらつきが小さくでき、発
熱むらが小さくできるという効果がある。また、
発熱線路と温度検出電極を切替スイツチSWによ
つて入れ替えても、感熱樹脂材１に対面している
電極の大きさとしては変化がないのでそのインピ
ーダンス値に変化がなく、ワツト数を切替えても
温度制御性能は変化がないという効果もある。

この発明の２の実施例を第５図に示す。すなわ
ち、この発熱体は、コード状の発熱体５′に適用
した例であつて、チユーブ状の感熱樹脂材１′の
外周面にそれぞれ帯状をなす発熱線路２′，３′を
並べて螺施状に巻装するとともに、前記感熱樹脂
材１′の中心軸に多数個に分割した線状の補助導
電材６′…を分布して配設し、そのあと感熱樹脂
材１′の外周を絶縁材４′で被覆したものであり、
切替スイツチSWにより発熱線路２′，３′のいず
れか一方の両端子間に電源を通電し、発熱線路
２′，３′間に高周波電圧を印加して感熱樹脂材
１′のインピーダンス変化を検出する。その他回
路構成は第１の実施例と同様である。

このように構成したため、線状の補助導電材
６′…が前記実施例の場合の板状の補助導電材６
と同じように作用し、発熱線路３′と発熱線路
２′との間に分散した複数の分圧電界経路が付与
されることになり、前記ジグザグ状に発熱線路が
並設された面状発熱の実施例と同様の効果を発揮
させることができる。

以上のように、この発明の感熱発熱装置は、感
熱樹脂材にワツト数の異なる一対の発熱線路を配
設し、切替スイツチにより発熱線路への通電先を
切替えるとともに、その不使用側を温度検出電極
として兼用するようにしたため、発熱線路の端子
以外に温度検出電極専用の端子を必要とせず、発
熱体の温度分布のムラの発生を軽減して温度制御
ができるという効果がある。

また、この感熱発熱装置は、一対の発熱線路に
対向した状態に補助導電材を配設したので、発熱
線路および温度検出電極間のインピーダンスを、
感熱樹脂材の一面および他面に発熱線路および温
度検出電極を設ける場合に比べて、２分の１の厚
みの感熱樹脂材で温度検出精度上の支障のない十
分なインピーダンスを得ることができ、屈曲性を
良好にできる。

さらに、この感熱発熱装置は、補助導電材を多
数個に分割して一対の発熱線路に対向した状態に
分布配設したので、感熱樹脂材中に製造に伴つて
混入する鉄粉片等の異物による発熱線路の温度検
出電極との間の短絡の発生を抑えることができ
る。したがつて、短絡の防止のために感熱樹脂材
の厚みを大きくする必要はなく、屈曲性を阻害す
ることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の一部破断平
面図、第２図はその断面図、第３図は制御回路
図、第４図はそのワツト数を切替えたときのワツ
ト数を切替えたときの回路図、第５図は第２の実
施例の破断斜視図である。 １，１′……感熱樹脂材、２，３，２′，３′…
…発熱線路、６，６′……補助導電材、SW……
切替スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感熱樹脂材と、前記感熱樹脂材の一面に互い
   に分離して並設された一対のワツト数の異なる発
   熱線路と、前記感熱樹脂材の他面に多数個に分割
   して前記一対の発熱線路に対向した状態に分布配
   設した補助導電材と、前記一対の発熱線路のいず
   れか一方を発熱線としては不使用とするとともに
   温度検出電極とする切換スイツチとを備えたこと
   を特徴とする感熱発熱装置。 ２ 前記感熱樹脂材がチユーブ状であつて、前記
   一対の発熱線路は前記感熱樹脂材の外周面に螺旋
   状に配設し、前記補助導電材は多数個に分断した
   線材からなり前記感熱樹脂材中に心材として配設
   している特許請求の範囲第１項記載の感熱発熱装
   置。