JPH0536468A - 面状ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面状ヒータを容易にかつ正確に温度制御を行
なえる面状ヒータ装置を提供する。 【構成】 板体１を、銅、アルミニウムなどの熱伝導の
良好な材質にて形成する。板体１の下面に、板体１より
小型の板状の発熱素子Ｒを貼着し面状ヒータ本体Ｈを構
成する。最高温部となる発熱素子Ｒの略中央に、正特性
の第１のサーミスタTH1 を取り付け、最低温部となる板
体１の端部に、正特性の第２のサーミスタTH2 を取り付
ける。第１のサーミスタTH1 の抵抗値のみが増加して
も、第２のサーミスタTH2 の抵抗値が増加しなければ、
合成抵抗値としては大きな値とならない。板体１の最高
温部のみが上昇しても、発熱体Ｒの電力の供給を制御し
ないので、立上がり特性は低下しない。最低温部のよう
に、温度上昇が小さく放熱容量が大きくても、合成抵抗
値は安定して上昇するので、温度リップルを生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面状ヒータの温度を制
御する制御手段を備えた面状ヒータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の面状ヒータは、たとえばＰＰＣ
の原稿定着用などのＯＡ機器に用いられている。

【０００３】そして、従来、面状ヒータの温度を制御す
る場合、サーミスタの抵抗値の変化により発熱体に供給
する電力を制御している。

【０００４】ところが、面状ヒータの面積が広い場合、
放熱面積自体も広くなり、周囲環境条件によっては面状
ヒータに高温部と低温部とが存在し、高温部と低温部の
温度差が非常に大きくなる。

【０００５】このため、高温部にサーミスタを配設する
と温度の上昇が早くサーミスタは早いうちから発熱体へ
の電力の供給を制御するためヒータの立上がり特性が低
下する。

【０００６】一方、低温部にサーミスタを配設すると温
度の上昇が遅くなり温度変化が小さいため温度リップル
が発生する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、高温部
にサーミスタを配設すると立上がり特性が低下し、反対
に、低温部に配設すると温度リップルが発生し温度制御
が難しい問題を有している。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、面状ヒータでも容易にかつ正確に温度制御を行なえ
る面状ヒータ装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の面状ヒータ装置
は、熱伝導の良好な板体およびこの板体に取り付けられ
この板体を加熱する発熱体を有する面状ヒータ本体と、
この面状ヒータ本体の高温部に取り付けられこの高温部
の温度を検出する第１のサーミスタと、前記面状ヒータ
本体の低温部に取り付けられこの低温部の温度を検出す
る第２のサーミスタと、前記第１のサーミスタおよび前
記第２のサーミスタの合成抵抗値を検出して前記発熱体
を制御する制御手段とを具備したものである。

【００１０】

【作用】本発明は、第１のサーミスタで面状ヒータ本体
の高温部の温度を検出し、第２のサーミスタで面状ヒー
タ本体の低温部の温度を検出し、制御手段は第１のサー
ミスタおよび第２のサーミスタの合成抵抗値を検出して
発熱体を制御するため、容易に正確に面状ヒータ本体の
温度を制御する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の面状ヒータ装置の一実施例を
図面を参照して説明する。

【００１２】まず、面状ヒータについて図１および図２
を参照して説明する。

【００１３】図１および図２において、１は矩形平板状
の板体で、この板体１は、たとえば銅、アルミニウムな
どの熱伝導の良好な材質にて形成されている。そして、
板体１の下面には、この板体１よりやや小型の発熱体と
しての板状の抵抗体からなる発熱素子Ｒが貼着されてい
る。そうして、板体１および発熱素子Ｒで面状ヒータ本
体Ｈを構成している。

【００１４】また、最高温部となる発熱素子Ｒの略中央
には、正特性の第１のサーミスタTH1 が取り付けられ、
最低温部となる発熱素子Ｒが貼着されていない板体１の
端部には、同様に正特性の第２のサーミスタTH2 が取り
付けられている。

【００１５】そして、面状ヒータ本体Ｈの温度を制御す
る制御回路について説明する。

【００１６】商用交流電源Ｅの両端間には、トライアッ
クTA1 を介して発熱素子Ｒが接続されている。そして、
トライアックTA1 には、抵抗R1、フォトトライアックPT
1 および抵抗R2が並列に接続され、抵抗R1およびフォト
トライアックPT1 の接続点は、トライアックTA1 のゲー
トに接続されている。

【００１７】また、商用交流電源Ｅの出力端子間には、
４つのダイオードD1，D2，D3，D4からなる全波整流用の
ダイオードブリッジDBが接続され、このダイオードブリ
ッジDBの出力端子間には、抵抗R3を介して、平滑用のコ
ンデンサC1が接続されている。さらに、このコンデンサ
C1に並列に、抵抗R4、トランジスタTR1 およびツェナダ
イオードZD1 からなる低電圧回路およびＩＣからなる定
電圧出力用の３端子レギュレータIC1 が接続されてい
る。また、３端子レギュレータIC1 の出力端子間には、
平滑用のコンデンサC1が接続されている。

【００１８】そして、この平滑用のコンデンサC2には、
抵抗R5およびサーミスタTH1 ，TH2の直列回路と、分圧
用の抵抗R6，R7の直列回路とが並列に接続されている。
また、抵抗R5およびサーミスタTH1 の接続点は、コンパ
レータとなるオペアンプOP1の反転入力端子に接続さ
れ、抵抗R6および抵抗R7の接続点は抵抗R8を介してオペ
アンプOP1 の非反転入力端子に接続されている。さら
に、オペアンプOP1 の非反転入力端子と出力端子との間
には帰還抵抗R9が接続され、オペアンプOP1 の出力端子
は、発光ダイオードLED1、フォトトライアックPT1 にフ
ォトカップリングされた発光ダイオードLED2および抵抗
R10 を介して３端子レギュレータIC1 の出力端子に接続
されている。そして、オペアンプOP1 、フォトトライア
ックPT1 および発光ダイオードLED2などにて、制御手段
Ｃを構成している。

【００１９】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００２０】まず、商用交流電源Ｅからの電力をトライ
アックTA1 を介して発熱素子Ｒに供給する。面状ヒータ
本体Ｈが低温状態の場合は、第１のサーミスタTH1 およ
び第２のサーミスタTH2 のいずれもが低抵抗状態なの
で、オペアンプOP1 の非反転入力端子に入力される電圧
より、反転入力端子に入力される電圧の方が高いので、
オペアンプOP1 の出力端子からは、Ｈレベル出力を行な
い、発光ダイオードLED1，LED2のいずれも点灯させな
い。したがって、フォトトライアックPT1 はオフ状態を
保ち、トライアックTR1 は最大出力で発熱素子Ｒに電力
を供給する。そして、図４に示すように、発熱素子Ｒの
温度Ａの上昇にともない、板体１の温度Ｂが上昇する。

【００２１】一方、板体１の温度が上昇すると、まず、
第１のサーミスタTH1 の抵抗値が上昇し、続いて、第２
のサーミスタTH2 の抵抗値が上昇し、２つの第１のサー
ミスタTH1 および第２のサーミスタTH2 の合成抵抗値に
従い、オペアンプOP1 の出力はＨレベルからＬレベルに
変化させる。そして、第１のサーミスタTH1 および第２
のサーミスタTH2 のいずれも抵抗値が上昇し、オペアン
プOP1 の出力端子の出力がＬレベルに変化した後は、発
光ダイオードLED2を発光させ、フォトトライアックPT1
をオンさせて、トライアックTA1 のゲート電流をフォト
トライアックPT1 にバイパスさせて発熱素子Ｒへの電力
の供給を停止する。

【００２２】したがって、板体１の最高温部の温度の上
昇により第１のサーミスタTH1 の抵抗値のみが増加して
も、板体１の最低温部の温度が上昇せず第２のサーミス
タTH2 の抵抗値が増加しなければ、第１のサーミスタTH
1 および第２のサーミスタTH2 の合成抵抗値としては大
きな値とならないため、板体１の最高温部のみが上昇し
ても、発熱素子Ｒの電力の供給を制御しないので、立上
がり特性は低下しない。

【００２３】また、板体１の最低温部のように、温度上
昇が小さく放熱容量が大きくても、最高温部は放熱容量
より発熱量の方がはるかに大きいため、第１のサーミス
タTH1 の抵抗値が増加すると第１のサーミスタTH1 およ
び第２のサーミスタTH2 の合成抵抗値は安定して上昇す
るので、温度リップルを生ずることもない。

【００２４】次に、他の実施例を図５および図６を参照
して説明する。

【００２５】この実施例は、図５および図６に示すよう
に、板体11の裏面に突部12およびこの突部より内方の凹
部13が形成されている。そして、突部12の先端面に発熱
素子Ｒが貼着されたものである。そうして、板体11およ
び発熱素子Ｒで面状ヒータ本体Ｈが形成される。

【００２６】このように、板体11に突部12および凹部13
を形成することにより、突部13の発熱素子Ｒに生じた熱
は、板体11の板厚の薄い凹部13にも集まるので、板体１
全体としての熱の分布が均一になり、板体１全体として
の温度が均一になる。

【００２７】したがって、この図５および図６に示す板
体１を用いれば、最高温部および最低温部の温度差が小
さくなるので、図１ないし図３に示すように、最高温部
および最低温部にそれぞれ第１のサーミスタTH1 および
第２のサーミスタTH2 を取り付ければ、より正確に温度
制御を行なうことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の面状ヒータ装置によれば、第１
のサーミスタで面状ヒータ本体の高温部の温度を検出
し、第２のサーミスタで面状ヒータ本体の低温部の温度
を検出し、制御手段は第１のサーミスタおよび第２のサ
ーミスタの合成抵抗値を検出して発熱素子を制御するた
め、急速に温度上昇する高温部、または、発熱量と放熱
量の差が小さい低温部のいずれか一方の状態によらない
ため、立上がり特性が低下したり、温度リップルを生じ
ないので、容易に正確に面状ヒータ本体の温度を制御す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状ヒータ本体の一実施例を示す底面
図である。

【図２】同上側面図である。

【図３】同上面状ヒータに関する電気回路を示す回路図
である。

【図４】発熱体および板体の温度と時間との関係を示す
グラフである。

【図５】他の実施例の面状ヒータ本体を示す底面図であ
る。

【図６】同上側面図である。

【符号の説明】

１ 板体 Ｃ 制御手段 Ｈ 面状ヒータ本体 Ｒ 発熱体としての発熱素子 TH1 第１のサーミスタ TH2 第２のサーミスタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 熱伝導の良好な板体およびこの板体に取
   り付けられこの板体を加熱する発熱体を有する面状ヒー
   タ本体と、 この面状ヒータ本体の高温部に取り付けられこの高温部
   の温度を検出する第１のサーミスタと、 前記面状ヒータ本体の低温部に取り付けられこの低温部
   の温度を検出する第２のサーミスタと、 前記第１のサーミスタおよび前記第２のサーミスタの合
   成抵抗値を検出して前記発熱体を制御する制御手段とを
   具備したことを特徴とする面状ヒータ装置。