JPH0554957A

JPH0554957A - 感熱発熱体の温度制御装置

Info

Publication number: JPH0554957A
Application number: JP21562391A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kuroyama; 勝彦黒山; Michiharu Kamikawa; 道治上川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1991-08-27
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】安定したイオン伝導性感熱樹脂層の温度インピ
ーダンス特性が得られ、制御温度が経年変化しにくい感
熱発熱体の温度制御装置を提供することにある。【構成】感熱発熱体Ｈの一方端の発熱線１はトライアッ
クＴを介して商用交流電源ＡＣに接続される。感熱発熱
体Ｈの温度検出電極線３の両端電圧は温度制御部Ｐの整
流平滑回路７で整流平滑され、比較器８にて温度調整回
路１０で設定される基準電圧と比較される。比較器８は
出力を正負サイクル同期回路Ｍの演算回路１２に与える
ようになっている。演算回路１２は出力をゼロクロスト
リガパルス回路１４に与え、ゼロクロストリガパルス回
路１４は演算回路１２の出力が”Ｈ”のとき、商用電源
ＡＣの電圧波形のゼロクロス点に対応して負のゼロクロ
ストリガパルスを発生し、トライアックＴをトリガす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として電気カーペット
や電気フロアヒータ等の床暖房装置に用いられる感熱発
熱体の温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より通電に伴って発熱する線路より
なる発熱線と、導体線路よりなる温度検出電極との間に
温度に応じてインピーダンスが変化する負特性のイオン
伝導性感熱樹脂層を設けた感熱発熱体が提供されてい
る。このような感熱発熱体では、発熱線からイオン伝導
性感熱樹脂層を介して温度検出電極に至る漏れ電流の量
の変化によって感熱発熱体の温度変化を知ることができ
る。

【０００３】図１１はイオン伝導性感熱樹脂層３を用い
た感熱発熱体Ｈの概略構成を示している。同図におい
て、感熱発熱体Ｈは中糸５に発熱線１がスパイラル状に
巻き付けられ、それらを覆うように、中糸５の中心軸と
同軸上にイオン伝導性感熱樹脂層２が押出成形されてい
る。円柱状に押出成形されたイオン伝導性感熱樹脂層２
には、さらに温度検出電極線３が密着するようにスパイ
ラル状に巻き付けられ、その周囲を絶縁材料６で覆って
いる。

【０００４】図１２は図１１に示した感熱発熱体Ｈを商
用電源ＡＣに接続し、温度検出電極線３の両端に、感熱
発熱体Ｈの温度に応じて温度・電圧特性電圧Ｖ_TC（tem
p) （以下Ｖ_TC（temp) と略する）が発生するようにし
た結線図を示す。この図において感熱発熱体Ｈの一方端
の発熱線１と温度検出電極線３は互いに短絡され、か
つ、商用電源ＡＣに接続されている。感熱発熱体Ｈの他
方端では発熱線１のみが商用電源ＡＣに接続されてい
る。

【０００５】このように結線することによって、発熱線
１と温度検出電極線３との間のイオン伝導性感熱樹脂層
２に電圧が印加されるようになり、発熱線１からイオン
伝導性感熱樹脂層２を通して温度検出電極線３に漏れ電
流が流れ込み、この電流によって温度検出電極線３の両
端に電圧が発生する。この電圧は商用電源ＡＣの電圧波
形が正弦波である場合、商用電源ＡＣの電圧波形より幾
分位相がずれた正弦波の波形となる。前記電流の量は、
イオン伝導性感熱樹脂層２のインピーダンスＺによって
支配されているため、発生する正弦波の電圧波高値はイ
オン伝導性感熱樹脂層３のインピーダンスＺの値によっ
て決定される。このインピーダンスＺは、負の大きな温
度係数をもっているため、温度の変化に従って変化す
る。したがって、感熱発熱体Ｈの温度検出電極線３の両
端に、感熱発熱体Ｈの温度に応じてＶ_TC（temp) が発生
することになり、このＶ_TC（temp）をある値に制御する
ことによって、感熱発熱体Ｈの温度をある値に制御でき
るのである。

【０００６】図１３は従来の感熱発熱体Ｈの温度制御装
置（特公昭６０ー１５８７６９号）を示しており、この
この従来例装置は図示するように発熱線１をスイッチ要
素Ｓを介して商用電源ＡＣに接続し、感熱発熱体Ｈのイ
オン伝導性感熱樹脂層２を通り、発熱線１から温度検出
電極線３に流れる漏れ電流を検出する温度制御部４を設
け、漏れ電流の大きさに応じてスイッチ要素Ｓを開閉制
御するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように感熱発熱体
Ｈの温度制御を発熱線１への商用電源供給をオン・オフ
することで行う場合はできるだけオン・オフ周期を短く
した方が、表面温度が一定になるため、使用者が快適に
感じるようになる。しかしながら、スイッチ要素Ｓとし
てリレーの接点を用いてオン・オフ制御を行った場合
は、リレーの接点の寿命が短いため、あまりオン・オフ
周期を短くすることができないという欠点があった。

【０００８】そこで発熱線１への商用電源供給をオン・
オフするスイッチ要素Ｓとして、双方向性半導体スイッ
チを用いた場合には寿命の問題点がなくなり、オン・オ
フ周期を短くすることができる。また、双方向性半導体
スイッチはリレーのような機械式の接点を持たないた
め、接点のオン・オフによるメカニカルノイズの発生が
ないという特徴を持っている。

【０００９】しかしながら、双方向性半導体スイッチと
してトライアックを用いた場合、商用電源ＡＣ電圧のゼ
ロクロス点でわずかな歪みを生じるため、発熱線に通電
される電圧は厳密にいえば、完全な正弦波ではなくなる
のである。前記発熱線１と温度検出電極線３は上記のよ
うに二重スパイラル状に構成されているので、発熱線１
に通電される電圧波形に歪みが生じた場合、温度検出電
極線３の両端に発生する電圧波形にも大きな歪みが生じ
てしまい、正確に感熱発熱体Ｈの温度検出が行えなくな
るという問題がある。

【００１０】特にイオン伝導性感熱樹脂層２に直流が印
加された場合、分極が生じ、温度ーインピーダンス特性
が大きく変化するため、発熱体１の制御温度が変化して
しまう問題もある。図１４に感熱発熱体Ｈのイオン伝導
性感熱樹脂層２のインピーダンスＺの温度特性を２種
類、初期状態を実線で、直流印加後を破線で示してい
る。このようなイオン伝導性感熱樹脂層２においてはイ
オン性の添加物が電気を流す働きをしている。イオン伝
導性感熱樹脂層２に直流成分が印加された場合、イオン
が分極してしまい電気を流すイオンが減ってしまうの
で、同じ温度でみた場合、直流印加後のイオン伝導性感
熱樹脂層２のインピーダンスＺは初期状態のそれに比べ
て大きくなってしまうのである。その結果、温度検出電
極線３の両端に発生する電圧Ｖ_TC（temp) がある一定の
値になると発熱線１への通電を停止させて温度制御を行
う場合、制御温度が高くなる方向に変化するため危険で
ある。従ってイオン伝導性感熱樹脂層２に印加できる電
圧は交流に限定されている。

【００１１】双方向性半導体スイッチを用いて商用電源
の周期の数倍から数百倍程度の極めて短いオン・オフ周
期で商用電源供給をオン・オフするとき、発熱線１に印
加される商用電源ＡＣの正サイクル部分の積分値と負サ
イクル部分の積分値とが同一でない場合、その差分が直
流電力として発熱線１に印加され、感熱発熱体Ｈの制御
温度が変化するという問題がある。

【００１２】また印加開始及び終了が商用電源ＡＣの電
圧波形のゼロクロス部以外の部分で行われた場合は、雑
音電源が発生し電灯ラジオ等に雑音が混入する。ゼロク
ロスの正弦波であった場合でも、発熱線１に印加される
正サイクルの数と負サイクルの数とが同一とならない場
合には、その差分の直流電力が発熱線１に印加されたの
と同様になる。よって発熱線１への商用電源ＡＣの通電
を極めて短い周期でオン・オフして、温度制御を行う場
合、イオン伝導性感熱樹脂層２に直流電力が印加され、
上述した分極によってイオン伝導性感熱樹脂層２の温度
インピーダンス特性が変化し正しく温度制御が行えなく
なるという問題がある。

【００１３】本発明は上述の問題点に鑑みて為されたも
ので、請求項１、２記載の発明の目的とするところは、
商用電源の周期の数倍から数百倍程度の極めて短いオン
・オフ周期で発熱線への商用電源供給をオン・オフした
場合でもイオン伝導性感熱樹脂層に直流電力が印加され
ることがなく、安定したイオン伝導性感熱樹脂層の温度
インピーダンス特性が得られ、制御温度が経年変化しに
くい感熱発熱体の温度制御装置を提供することにある。

【００１４】請求項３記載の発明は、上記目的に加え
て、回路構成が簡単となる感熱発熱体の温度制御装置を
提供することを目的とする。請求項４記載の発明は、請
求項３記載の発明の目的に加えて、偶数個のゼロクロス
パルスを確実に得ることができ、しかもゼロクロスパル
スの幅を自由に変えることができる感熱発熱体の温度制
御装置を提供することを目的とする。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明の目的に加えて、簡単な回路構成で商用電源の正負サ
イクル数を検出することができる感熱発熱体の温度制御
装置を提供することを目的とする。請求項６記載の発明
は、請求項３記載の発明の目的に加えて、トライアック
を双方向性半導体スイッチとしてトライアックを用いた
場合に、動作感度を良好なものとして正確な温度制御が
行える感熱発熱体の温度制御装置を提供することを目的
とする。

【００１６】請求項７記載の発明は、請求項３記載の発
明の目的に加えて、トリガ回路を省略できる感熱発熱体
の温度制御装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は一方の温度検出電極を兼ね
る発熱線路と他方の温度検出電極との間に負特性のイオ
ン伝導性感熱樹脂層を設けて発熱体と温度センサーとを
一体とした感熱発熱体の温度信号を検出して、双方向性
半導体スイッチにより、前記発熱線路への商用電源供給
をオン・オフして温度制御を行う温度制御装置におい
て、前記発熱線路への商用電源供給波形をゼロクロスの
正弦波でかつ正負対称個数となるように制御する制御手
段を備えたものである。

【００１８】請求項２記載の発明は、一方の温度検出電
極を兼ねる発熱線路と他方の温度検出電極との間に負特
性のイオン伝導性感熱樹脂層を設けて発熱体と温度セン
サーとを一体とした感熱発熱体の温度信号を検出して、
双方向性半導体スイッチにより、前記発熱線路への商用
電源供給をオン・オフして温度制御を行う温度制御装置
において、前記発熱線路への商用電源供給波形がゼロク
ロスの正弦波で正負対称個数または正負対称個数、非対
称個数ランダム、または繰り返しとなるように前記双方
向性半導体スイッチをオン・オフさせて、平均的に前記
商用電源供給波形が正負対称個数となるように制御する
制御手段を備えたものである。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、商用電源波形の正負の状態に応じて”Ｈ”
と”Ｌ”が入れ換わる電源状態信号と、前記感熱発熱体
の温度に応じて”Ｈ”、”Ｌ”に変化する温度状態信号
と、前記双方向性半導体スイッチの動作の状態に応じ
て”Ｈ”、”Ｌ”に変化するオン・オフ状態信号を論理
回路で論理演算処理することによって、前記双方向性半
導体スイッチを動作させるトリガ信号であるゼロクロス
パルスの発生パルス数を常に偶数個になるようにした前
記制御手段を備えたものである。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、商用電源波形の正負状態を検出する回路に
単方向性のフォトカプラを用い、前記フォトカプラに流
れる電流を制限抵抗器で制御することによって、商用電
源波形が正から負に変わる場合はゼロクロス点を少し過
ぎてから、出力が”Ｌ”から”Ｈ”に切り換わり、逆に
負から正に変わる場合には、ゼロクロス点の少し手前で
出力が”Ｈ”から”Ｌ”に切り換わるようにした前記制
御手段を備えたものである。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明において、フリップフロップのクロック入力端子に、
商用電源波形のゼロクロス点に同期したパルス信号を入
力することによって、前記商用電源波形の正負のサイク
ル数を検出する手段を前記制御手段に備えたものであ
る。請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明におい
て、前記発熱線路へ通電される商用電源供給波形を正負
対称個数にする信号を双方向性半導体スイッチのトリガ
手段に絶縁伝達する手段を有し、、トリガ手段を負の直
流電源で動作させるようにした前記制御手段を備えたも
のである。

【００２２】請求項７記載の発明は、請求項３記載の発
明において、光ゲートを持つ双方向性半導体スイッチを
用いて、前記発熱線への商用電源からの通電を制御する
ように構成し、前記論理回路の出力信号で直接、双方向
性半導体スイッチを駆動する前記制御手段を備えたもの
である。

【００２３】

【作用】而して請求項１又は２記載の発明によれば、発
熱線に通電される商用交流電力は正サイクル部分と負サ
イクル部分が同じまたはそれと同等になりイオン伝導性
感熱樹脂層に直流成分が印加されることがなくなり、そ
のため、イオン伝導性感熱樹脂層の温度・インピーダン
ス特性が変化しにくくなって、制御温度が経年変化しに
くくなる。

【００２４】請求項３記載の発明では、商用電源波形の
正負の状態に応じて”Ｈ”と”Ｌ”が入れ換わる電源状
態信号と、前記感熱発熱体の温度に応じて”Ｈ”、”
Ｌ”に変化する温度状態信号と、前記双方向性半導体ス
イッチの動作の状態に応じて”Ｈ”、”Ｌ”に変化する
オン・オフ状態信号を論理回路で論理演算処理すること
によって、前記双方向性半導体スイッチを動作させるト
リガ信号であるゼロクロスパルスの発生パルス数を常に
偶数個になるようにした前記制御手段を備えているの
で、タイマ回路、カウンタ等が省略できて回路構成が簡
単となる。

【００２５】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
発明において、商用電源波形の正負状態を検出する回路
に単方向性のフォトカプラを用い、前記フォトカプラに
流れる電流を制限抵抗器で制御することによって、商用
電源波形が正から負に変わる場合はゼロクロス点を少し
過ぎてから、出力が”Ｌ”から”Ｈ”に切り換わり、逆
に負から正に変わる場合には、ゼロクロス点の少し手前
で出力が”Ｈ”から”Ｌ”に切り換わるようにした前記
制御手段を有するから、ゼロクロスパルスが出力されて
いるときに、論理回路の出力が変化せず、偶数個のゼロ
クロスパルスが確実に得られ、しかもゼロクロスパルス
の幅が変わった場合でも、制限抵抗器の値を変えること
により対応でき、ゼロクロスパルスの幅を自由に選べ
る。

【００２６】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明において、フリップフロップのクロック入力端子に、
商用電源波形のゼロクロス点に同期したパルス信号を入
力することによって、前記商用電源波形の正負のサイク
ル数を検出する手段を前記制御手段に備えたものである
から、簡単な回路構成で商用電源の正負サイクル数を検
出することができる。

【００２７】請求項６記載の発明では、請求項３記載の
発明において、前記発熱線路へ通電される商用電源波形
を正負対称個数にする信号を双方向性半導体スイッチの
トリガ手段に絶縁伝達する手段を有し、、トリガ手段を
負の直流電源で動作させるようにした前記制御手段を備
えたものであるから、双方向性半導体スイッチがトライ
アックである場合、最も感度の良い、トリガモードが使
用でき、そのためトライアックの動作感度が良くなっ
て、発熱線に印加される電圧のゼロクロス点付近の歪み
を小さくすることができ、温度検知電極の両端に発生す
る温度・電圧特性電圧の歪みも小さくでき、正確な温度
制御が行える。

【００２８】請求項７記載の発明では、請求項３記載の
発明において、光ゲートを持つ双方向性半導体スイッチ
を用いて、前記発熱線への商用電源からの通電を制御す
るように構成し、前記論理回路の出力信号で直接、双方
向性半導体スイッチを駆動する前記制御手段を備えたも
のであるから、トリガ回路を省略できる。

【００２９】

【実施例】以下に本発明を説明する。まず上述した図１
１に示すイオン伝導性感熱樹脂層２を用いた感熱発熱体
Ｈは直流が印加された場合に、分極によってインピーダ
ンスＺが変化して正しい温度制御が行えないという問題
点があったが、本発明は次のような波形の電圧を印加し
てこの問題点を解消するのである。

【００３０】つまり図９（ａ）に示すように商用電源Ａ
Ｃの電圧波形のゼロクロスの正の半波部分から通電を開
始し、ゼロクロスの負の半波部分を通電したところで終
了するか、図９（ｂ）に示すように逆にゼロクロスの負
の半波部分から通電を開始し、ゼロクロスの正の半波部
分を通電したところで終了するように通電を制御する。
この場合ゼロクロスの正弦波で正負サイクル対称個数が
発熱線１に通電されるため、オン・オフ周期が短い場合
でも直流成分がまったく発生しないのである。

【００３１】または図１０に示すように発熱線１への最
初の通電はゼロクロスの正の半波部分から開始し、ゼロ
クロスの正の半波部分を通電したところで終了し、正の
半波部分に相当する直流成分を印加するようにしても良
い。この場合次の通電電圧はゼロクロスの負の半波部分
から通電が開始し、ゼロクロスの負の半波部分を通電し
たところで終了しているため、今度は負の半波部分に相
当する直流成分が印加される。よって前に通電されたゼ
ロクロスの正の半波部に相当する直流成分が打ち消され
ることになる。この図１０の例では最初が正の半波で始
まり、次の通電が負の半波で始まっているが、最初が負
の半波で始まり、次の通電が正の半波で始まっていても
良いことはいうまでもない。

【００３２】また、正の半波が余計に通電された次の通
電は必ず負の半波が余計に通電されるようにしている
が、必ずしも正、負が規則正しく交互に余計に通電され
なくても、イオン伝導性感熱樹脂層２でイオンの分極が
発生しない範囲で長期的に見れば正負対称個数となるよ
うに正負をランダムに制御しても同様に直流成分を打ち
消すことができる。

【００３３】以上のような原理に基づいた実施例装置に
より本発明を詳説する。（実施例１）図１に、本実施例のブロック図を示す。感
熱発熱体Ｈの一方端の発熱線１は、電源スイッチＳＷ
と、双方向性半導体スイッチ（以下トライアックとす
る）Ｔを介して商用電源ＡＣに接続している。感熱発熱
体Ｈの温度検出電極線３は一端を、トライアックＴのＴ
₁と商用交流電源ＡＣの回路グランドGND とに接続し、
他端を温度制御部Ｐの整流平滑回路７の入力端に接続し
ている。

【００３４】温度制御部Ｐは、整流平滑回路７と、整流
平滑回路７の出力と基準電圧を比較する比較器８と、商
用電源ＡＣに電源スイッチＳＷを介して接続された直流
電源回路９と、この直流電源回路９の出力電圧を分圧し
て上記比較器８の基準電圧を発生する温度調整回路１０
と、比較器８の出力が”Ｌ”になってから一定時間経過
後に比較器８の出力を”Ｈ”にするためのタイマ回路１
１とからなり、比較器８の出力を正負サイクル同期回路
Ｍの演算回路１２の入力端子ａに与えるようになってい
る。

【００３５】正負サイクル同期回路Ｍは、商用電源ＡＣ
の電圧波形の正負サイクルを検出する正負サイクル検出
回路１３と、演算回路１２とからなり、正負サイクル検
出回路１３からは商用電源ＡＣの正負サイクルに同期し
て、正の半波部分では”Ｌ”のパルス信号が、また負の
半波部分では”Ｈ”のパルス信号が発生して演算回路１
２の入力端子ｂに与えるようになっている。

【００３６】演算回路１２は出力端子Ｘからの出力信号
を自己の入力端子ｃにフィードバックするとともに、ゼ
ロクロストリガ回路１４に与えるようになっており、入
力端子ａが”Ｈ”、入力端子ｂが”Ｌ”になった場合に
出力を”Ｌ”から”Ｈ”に反転して、その状態を入力端
子ａが”Ｌ”で入力端子ｂが”Ｈ”となるまで保持し、
入力端子ａが”Ｌ”で入力端子ｂが”Ｈ”のとき出力
を”Ｈ”から”Ｌ”へ反転するようになっている。

【００３７】ゼロクロストリガパルス回路１４は、演算
回路１２の出力端子Ｘが”Ｈ”のとき、商用電源ＡＣの
電圧波形のゼロクロス点に対応して負のゼロクロストリ
ガパルスを発生し、トライアックＴのゲート端子Ｇに入
力するものである。次に本実施例の動作を図２に示すタ
イムチャートに基づいて説明する。まず電源スイッチＳ
Ｗが投入されると、図２（ａ）に示す商用電源ＡＣの電
圧波形の正、負の各半サイクルに対応して、正負サイク
ル検出回路１３から出力される正負サイクル信号が図２
（ｃ）に示すように演算回路１２の入力端子ｂに入力さ
れる。この場合正負サイクル信号は厳密には商用電源Ａ
Ｃの電圧波形のゼロボルトラインでスイッチングしてい
るのでなく、負のある電圧ラインＬ₀でスイッチングし
ている。

【００３８】演算回路１２の入力端子ａには温度制御部
Ｐの比較器８の出力が商用電源ＡＣの正負サイクルに無
関係に図２（ｂ）に示すように入力している。一方電源
スイッチＳＷ及びトライアックＴのオン・オフによって
商用電源ＡＣにより発熱線１に商用交流電力が通電され
ることになり、これによって発熱線１からイオン伝導性
感熱樹脂層２を介して温度検出電極線３に漏れ電流が流
れる。温度検出電極線３の一端は商用電源ＡＣの回路グ
ランドGND に接続しているので、イオン伝導性感熱樹脂
層２を流れた漏れ電流は、温度検出電極線３の他端にＶ
_TC（temp) を発生させる。Ｖ_TC(temp)は、温度制御部Ｐ
の整流平滑回路７に入力されて交流温度信号から直流温
度信号に変換される。変換された直流温度信号は比較器
８の一方の入力端子に入力され、温度調整回路１０から
の基準電圧と比較される。

【００３９】ここで電源スイッチＳＷを投入した時点で
はトライアックＴがオフであり、そのためＶ_TC（temp)
が零であるため、整流平滑回路７の出力も零であるため
比較器８の出力は”Ｈ”となる。つまり演算回路１２の
入力端子ａの入力が”Ｈ”となる。そのため演算回路１
２の出力は図２（ｄ）に示すように、入力端子ａが”
Ｈ”となってから、入力端子ｂが”Ｌ”となった時点
で”Ｈ”状態となる。

【００４０】この出力が”Ｈ”となると、この”Ｈ”期
間中ゼロクロストリガ回路１４は図２（ｅ）に示すよう
にゼロクロストリガパルスを発生してトライアックＴを
トリガする。このトリガによってトライアックＴがオン
して発熱線１に商用電源ＡＣの電圧が図２（ｆ）に示す
ように印加されるである。発熱線１に商用交流電力が通
電されると、これによって発熱線１からイオン伝導性感
熱樹脂層２を介して温度検出電極線３に漏れ電流が流
れ、温度検出電極線３の他端にＶ_TC（temp) が発生す
る。このＶ_TC（temp) は整流平滑回路７で平滑されて直
流温度信号に変換されるわけであるが、発熱線１の発熱
によって温度が上昇するため、Ｖ_TC（temp) も大きくな
る。そして直流温度信号が比較器８の基準電圧より大き
くなると、比較器８の出力が”Ｌ”となる。ここで基準
電圧を発生する温度調整回路１０は、分圧比率を変化さ
せることにより基準電圧を変化させて比較器８のスイッ
チングレベルを変えることができ、感熱発熱体Ｈの温度
制御ができるようになっている。さて比較器８の出力
が”Ｌ”となると、演算回路１２の入力端子ａも”Ｌ”
となり、結果演算回路１２の出力も正負サイクル検出回
路１３の信号の立ち上がりで”Ｌ”に反転する。演算回
路１２の出力が”Ｌ”となると、ゼロクロストリガ回路
１４はゼロクロストリガパルスの発生を停止するため、
トライアックＴがオフし、発熱線１への通電を遮断す
る。

【００４１】このようにしてゼロクロストリガパルス
回路１４は、演算回路１２の出力端子Ｘが”Ｈ”のとき
に負のゼロクロストリガパルスを発生してトライアック
Ｔを駆動し、結果的に常に偶数個のゼロクロストリガパ
ルスをトライアックＴのゲート端子Ｇに与え、発熱線１
に正負対称個数となる商用交流電力を通電することがで
きるのである。

【００４２】尚１度オフすると温度信号がなくなり、永
久にオンできないので、本実施例回路では比較器８の出
力が”Ｌ”となると、タイマ回路１１が働いて一定時間
経過後比較器８の出力を強制的に”Ｈ”にし、オフして
いる時間が一定となるオンーオフ温度制御が行えるよう
にしている。（実施例２）本実施例は図１に示した正負サイクル同期
回路Ｍの要素回路である正負サイクル検出回路１３に図
３に示すように単方向性フォトカプラＦ₁を用いて構成
したものである。

【００４３】単方向性フォトカプラＦ₁は発光ダイオー
ドＤ₁とフォトトランジスタＴｒ₁で構成されていて、
発光ダイオードＤ₁で構成される一次入力端子のカソー
ド端子Ｋ₁は発光ダイオードＤ₁に流れる電流を制限す
る抵抗器Ｒ₁および電源スイッチＳＷを介して商用電源
ＡＣに接続され、アノード端子Ａ₁は、商用電源ＡＣお
よび直流電源回路９の共用回路グランドGND に接続され
ている。一方、フォトトランジスタＴｒ₁で構成される
二次出力端子のコレクタ端子Ｃ₁は、温度制御部Ｐの要
素回路である直流電源回路９に接続され、エミッタ端子
Ｅ₁が抵抗器Ｒ ₂を介して商用電源ＡＣ及び直流電源回
路９の共用回路グランドGND に接続される。またエミッ
タ端子Ｅ₁は演算回路１２の入力端子ｂにも接続されて
いる。

【００４４】而して回路グランドGND に対して、商用電
源ＡＣの電圧が正のとき単方向性フォトカプラＦ₁の一
次入力側の発光ダイオードＤ₁はカソード端子Ｋ₁がア
ノード端子Ａ₁に比べてプラス電位となる。従って発光
ダイオードＤ₁は逆バイアスされるため、発光しないこ
とになる。発光ダイオードＤ₁が発光しなければ単方向
性フォトカプラＦ₁の二次出力側のフォトトランジスタ
Ｔｒ₁のコレクタ端子Ｃ₁とエミッタ端子Ｅ₁との間は
導通しないため、抵抗器Ｒ₂には電流が流れず、演算回
路１２の入力端子ｂは回路グランドGND と同じ電位とな
る。回路グランドGND に対して、商用電源ＡＣが負のと
き、単方向性フォトカプラＦ₁の一次入力側の発光ダイ
オードＤ₁は、カソード端子Ｋ₁がアノード端子Ａ₁に
比べてマイナス電位となる。従って発光ダイオードＤ₁
は順バイアスされるため発光する。発光ダイオードＤ₁
が発光すれば単方向性フォトカプラＦ₁の二次出力側の
フォトトランジスタＴｒ₁のコレクタ端子Ｃ₁とエミッ
タ端子Ｅ₁との間は導通し、抵抗器Ｒ₂に電流が流れ
て、抵抗器Ｒ₂の両端間に電圧を生じることになり、演
算回路１２の入力端子ｂは、回路グランドGND に対して
抵抗器Ｒ₂の両端間に生じた電圧の分だけ、電位が高く
なる。このようにして、商用電源ＡＣの正負サイクルに
同期してパルス信号が作られ、演算回路１２の入力端子
ｂに入力される。このパルス信号は、商用電源ＡＣのゼ
ロクロス点に完全に一致しているものではない。商用電
源ＡＣが正から負に変化してもフォトカプラＦ₁の発光
ダイオードＤ₁は、順バイアス電圧がある一定の値にな
るまでは発光しないため、商用電源ＡＣが正から負に変
化するゼロクロス点から少し時間が経過してから発光を
開始し、負から正に変化するゼロクロス点の少し前の時
点で発光を終了する。従って演算回路１２の入力端子ｂ
に入力されるパルス信号もフォトカプラＦ₁の発光ダイ
オードＤ₁の発光タイミングに完全に同期したものとな
る。

【００４５】尚その他の回路の動作は図１の回路に準ず
るため説明を省略する。（実施例３）本実施例３は、図１回路の正負サイクル同
期回路Ｍを図４に示すように双方向性フォトカプラＦ₂
とフリップフロップＦＲ及びオアゲートＯＲで構成した
ものである。

【００４６】双方向性フォトカプラＦ₂は、双方向に接
続された２個の発光ダイオードＤ₂、Ｄ₃とフォトトラ
ンジスタＴｒ₂で構成されている。双方向に接続された
２個の発光ダイオードＤ₂、Ｄ₃からなる双方向性フォ
トカプラＦ₂の一次入力端子Ｕ₁、Ｕ₂は一方の端子Ｕ
₁を回路グランドGND に、他方の端子Ｕ₂を抵抗器
Ｒ ₃、電源スイッチＳＷを介して商用電源ＡＣにそれぞ
れ接続している。また、フォトトランジスタＴｒ₂で構
成されている二次出力端子Ｃ₂、Ｅ₂は、一方のエミッ
タ端子Ｅ₂を抵抗器Ｒ₄を介して回路グランドGND に、
他方のコレクタ端子Ｃ₂を温度制御部Ｐの要素回路であ
る直流電源回路９に夫々接続している。

【００４７】而して電源スイッチＳＷが閉じられ、双方
向性フォトカプラＦ₂の一次入力端子Ｕ₁、Ｕ₂に抵抗
器Ｒ₃を介して商用電源ＡＣの電力が印加されると一次
入力端子Ｕ₁、Ｕ₂間には２個の発光ダイオードＤ₂、
Ｄ₃が双方向に設けられているため、端子Ｕ₁の電位が
端子Ｕ₂に対して正、負どちらの場合でも、２個の発光
ダイオードＤ₂、Ｄ₃のうち少なくともどちらか一方が
発光することになる。

【００４８】しかしながら、発光ダイオードＤ₂、Ｄ₃
は、カソードアノード間が順バイアスされた場合でも、
バイアス電圧がある値より小さいと発光しないので、商
用電源ＡＣの電圧のゼロクロス点の前後は発光ダイオー
ドＤ₂、Ｄ₃のどちらも発光しないことになる。双方向
性フォトカプラＦ₂の二次出力端子Ｃ₂、Ｅ₂は、発光
ダイオードＤ₂、Ｄ₃の少なくともどちらか一方が発光
すればフォトトランジスタＴｒ₂がスイッチングするの
で、導通状態となる。従って、抵抗器Ｒ₄には商用電源
ＡＣのゼロクロス点の前後は以外で、電流が流れること
になるので、抵抗器Ｒ₄の端子間には商用電源ＡＣのゼ
ロクロス点の前後で”Ｌ”であり、その他の部分ではＨ
であるような商用電源ＡＣ電圧に同期したパルス信号が
発生することになる。抵抗器Ｒ₄の端子間に発生したパ
ルス信号は、ノットゲートＩＮを通すことにより動作が
反転され、商用電源ＡＣの電圧のゼロクロス点の前後
で”Ｈ”であり、その他の部分では”Ｌ”であるよう
な、ゼロクロスのパルス信号に変換されて、フリップフ
ロップＦＲのクロック入力端子に入力される。

【００４９】温度制御部Ｐの要素回路である比較器８の
出力端子は、抵抗器Ｒ₆を介してトランジスタＴｒ₃の
ベース端子Ｂ₃に接続されている。トランジスタＴｒ₃
のコレクタ端子Ｃ₃は、直流電源回路９とフリップフロ
ップＦＲのＫ端子に接続され、エミッタ端子Ｅ₃は、抵
抗器Ｒ₅を介して介して回路グランドGND に接続され、
直接フリップフロップＦＲのＪ端子にも接続されてい
る。比較器８の出力端子が”Ｌ”の間は、トランジスタ
Ｔｒ₃のベース端子Ｂ₃の電位は回路グランドGND と同
じ電位となり、トランジスタＴｒ₃はオフ状態にある。
従って抵抗器Ｒ₅には電流が流れず、エミッタ端子Ｅ₃
が回路グランドGND と同じ電位となる。

【００５０】一方コレクタ端子Ｃ₃は直流電源回路９に
直接接続されているので、コレクタ端子Ｃ₃とエミッタ
端子Ｅ₃にそれぞれ接続されたフリップフロップＦＲの
Ｋ端子とＪ端子はＫ端子が”Ｈ”状態、Ｊ端子が”Ｌ”
状態となり、フリップフロップＦＲの出力端子Ｑは常
に”Ｌ”状態となる。比較器８の出力端子が”Ｈ”にな
ると、トランジスタＴｒ₃のベース端子Ｂ₃は回路グラ
ンドGND に対して電位を持つことになり、トランジスタ
Ｔｒ₃はオン状態になる。トランジスタＴｒ₃がオン状
態になれば、コレクタ端子Ｃ₃とエミッタ端子Ｅ₃の間
が導通状態となって、抵抗器Ｒ₅に電流が流れ、トラン
ジスタＴｒ₃のコレクタ端子Ｃ₃とエミッタ端子Ｅ₃が
同じ電位となるため、フリップフロップＦＲのＫ端子、
Ｊ端子共に”Ｈ”状態になり、フリップフロップＦＲの
出力端子Ｑはクロック入力端子に入力されている商用電
源ＡＣの電圧に同期したゼロクロスのパルス信号が立ち
下がる毎に”Ｈ”、”Ｌ”が反転するようになる。フリ
ップフロップＦＲの出力端子Ｑは、オアゲートＯＲの一
方の入力端子と接続されている。また、オアゲートＯＲ
の他方の入力端子は、比較器８の出力端子と接続されて
いるので、オアゲートＯＲの出力端子は比較器８の出力
端子とフリップフロップＦＲの出力端子Ｑが共に”Ｌ”
であるとき以外は、”Ｈ”となる。オアゲートＯＲの出
力信号をゼロクロストリガ回路１４に入力し、オアゲー
トＯＲの出力信号が”Ｈ”のときだけ、トライアックＴ
のゲート端子Ｇにゼロクロスのトリガ信号が入力される
ようにしているので、ゼロクロスのトリガ信号は、偶数
個のゼロクロスパルス信号となり、正負サイクル対称個
数の商用電源ＡＣの電圧が発熱線１に印加されるのであ
る。

【００５１】図５に、図４に示した感熱発熱体Ｈの温度
制御装置の動作タイミングチャートを示す。商用電源Ａ
Ｃに接続された双方向性フォトカプラＦ₂の商用電源Ａ
Ｃの電圧波形（図５（ａ））に同期したスイッチング動
作により、エミッタ端子Ｅ₂と回路グランドGND の間に
設けられた抵抗器Ｒ₄の両端に図５（ｂ）に示すように
商用電源ＡＣの電圧のゼロクロス点の前後で”Ｌ”であ
り、その他の部分で”Ｈ”となるゼロクロスのパルス信
号が発生する。このようにして発生させたゼロクロスの
パルス信号は、ノットゲートＩＮによって反転され、商
用電源ＡＣの電圧のゼロクロス点の前後で”Ｈ”であ
り、その他の部分で”Ｌ”となるゼロクロスのパルス信
号に変換され、図５（ｃ）に示すようにフリップフロッ
プＦＲのクロック入力端子に入力される。図５（ｄ）に
示す比較器８の出力信号が”Ｌ”から”Ｈ”に変化した
時点からフリップフロップＦＲの出力信号は、図５
（ｅ）に示すように前記ゼロクロスのパルス信号が立ち
下がる毎に”Ｌ”と”Ｈ”が反転する信号となる。前記
ゼロクロスのパルス信号とフリップフロップＦＲの出力
信号とが、入力されるオアゲートＯＲの出力信号は図５
（ｆ）に示すようにゼロクロスのパルス信号とフリップ
フロップＦＲの出力信号Ｑが共に”Ｌ”となる場合に限
り”Ｌ”になる。

【００５２】フリップフロップＦＲの出力信号は比較器
８の出力信号が”Ｈ”になってから１つ目の前記ゼロク
ロスのパルス信号の立ち下がりにより初めて”Ｌ”か
ら”Ｈ”に変化し、次の立ち下がりにより”Ｈ”から”
Ｌ”に変化していく、以後比較器８の出力信号が”Ｈ”
である限りこの反転動作を繰り返す。従って比較器８の
出力信号が”Ｈ”になってから、フリップフロップＦＲ
の出力信号が”Ｌ”である間には、必ず偶数個のゼロク
ロスのパルス信号が存在することになる。

【００５３】オアゲートＯＲの出力信号Ｑが”Ｈ”のと
きに限り、ゼロクロストリガ回路１４は、トライアック
Ｔのゲート端子Ｇに図５（ｇ）に示すゼロクロスのトリ
ガ信号を出力するのでゼロクロスのトリガ信号は偶数個
のゼロクロスパルス信号となり、図５（ｈ）に示すよう
に発熱線１に印加される電圧は正負サイクル対称個数の
ゼロクロスの正弦波となる。

【００５４】（実施例４）上述したように正負サイクル
同期回路Ｍの出力が”Ｈ”のときのみに商用電源ＡＣの
電圧のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロスパル
スを発生させれば、パルスの数は偶数個となり、前記ゼ
ロクロスパルスをトライアックＴのゲート端子Ｇにトリ
ガ信号として印加すれば発熱線１には正負サイクル対称
個数の正弦波電圧が印加されることになる。

【００５５】ここでトライアックＴはゲート端子Ｇに入
力されるトリガ信号が回路グランドGND に対して負のパ
ルス信号である方が感度が良好であることが知られてい
る。しかし温度制御部Ｐ及び正負サイクル同期回路Ｍは
正の直流電源で動いているため、負のパルス信号が出力
できるように負の直流電源回路１５を設けて構成したゼ
ロクロストリガ回路１４に信号を伝達するためには絶縁
伝達が必要になる。

【００５６】そこで本実施例では図６に示すように図１
回路の正負サイクル同期回路Ｍの出力信号を、ゼロクロ
ストリガ回路１４に単方向性フォトカプラＦ₃を用いて
絶縁伝達するようにしたものである。つまり正負サイク
ル同期回路Ｍの出力端子には単方向性フォトカプラＦ₃
の一次入力端子を構成する発光ダイオードＤ₄のアノー
ド端子Ａ₃を接続している。またカソード端子Ｋ₃は抵
抗器Ｒ₆を介して回路グランドGND に接続している。

【００５７】そのため正負サイクル同期回路Ｍの出力
が”Ｈ”になると発光ダイオードＤ₄が発光することに
なる一方、単方向性フォトカプラＦ₃の二次出力端子を
構成するフォトトランジスタＴｒ₄のコレクタ端子Ｃ₃
は抵抗器Ｒ₇を介して回路グランドGND に接続されてお
り、エミッタ端子Ｅ₃はトランジスタＴｒ₆のコレクタ
端子Ｃ₆、エミッタ端子Ｅ₆を介して負の直流電源回路
１５に接続されている。またコレクタ端子Ｃ₃は同時に
抵抗器Ｒ₈を介してトライアックＴのゲート端子Ｇに接
続されているため、フォトトランジスタＴｒ₄とトラン
ジスタＴｒ₆が共にオンしているとき、回路グランドGN
D から負の直流電源回路１５に電流が流れ、抵抗器Ｒ₇
の端子に負の電圧が生じ、抵抗器Ｒ₈を介してトライア
ックＴのゲート端子Ｇに印加されて、トライアックＴの
端子Ｔ₁、Ｔ₂間が通電する。トランジスタＴｒ₆のベ
ース端子Ｂ₆は抵抗器Ｒ₁₀を介して回路グランドGND に
接続され、同時に双方向性フォトカプラＦ₄の二次出力
端子を構成するフォトトランジスタＴｒ₅のコレクタ端
子Ｃ₅、エミッタ端子Ｅ₆を介して、トランジスタＴｒ
₆のエミッタ端子Ｅ₆に接続されている。フォトトラン
ジスタＴｒ₅がオンしてコレクタ端子Ｃ₅、エミッタ端
子Ｅ₅の間が通電している場合、トランジスタＴｒ₆の
エミッタ端子Ｅ₆とベース端子Ｂ₆が同じ電位になり、
トランジスタＴｒ₆はオフする。

【００５８】逆にフォトトランジスタＴｒ₅がオフして
いる場合、フォトトランジスタＴｒ ₅のコレクタ端子Ｃ
₅、エミッタ端子Ｅ₆の間が通電しないので、トランジ
スタＴｒ₆のエミッタ端子Ｅ₆とベース端子Ｂ₆との間
に電位が生じ、トランジスタＴｒ₆はオンする。つま
り、フォトトランジスタＴｒ₅がオンすればトランジス
タＴｒ₆はオフであり、フォトトランジスタＴｒ₅がオ
フすればトランジスタＴｒ₆はオンである。また、双方
向性フォトカプラＦ₄の一次入力端子は双方向に接続さ
れた発光ダイオードＤ₅、Ｄ₆で構成され、一方の端子
Ｕ₃は電源スイッチＳＷを介して商用電源ＡＣに接続さ
れ、他方の端子Ｕ₄は抵抗器Ｒ₉を介して回路グランド
GND に接続されている。商用電力のゼロクロス点付近以
外の部分で発光ダイオードＤ₅、Ｄ₆のどちらかが発光
し、ゼロクロス点付近では、発光ダイオードＤ₅、Ｄ₆
のどちらも発光しないことになる。双方向性フォトカプ
ラＦ ₄の一次入力側の発光ダイオードＤ₅、Ｄ₆が発光
すれば、二次出力側のフォトトランジスタＴｒ₅がオン
し、一次入力側の発光ダイオードＤ₅、Ｄ₆が発光しな
ければ、二次出力側のフォトトランジスタＴｒ₅はオフ
する。また、フォトトランジスタＴｒ₅とトランジスタ
Ｔｒ₆は逆動作するから、トランジスタＴｒ₆は商用電
源ＡＣの電圧のゼロクロス点付近でオンし、その他の部
分ではオフすることになる。単方向性フォトカプラＦ₃
のフォトトランジスタＴｒ₄とトランジスタＴｒ₆が共
にオンのとき、トライアックＴのゲート端子Ｇに負の電
圧が印加されるため、正負サイクル同期回路Ｍの出力
が”Ｈ”のとき、負のゼロクロストリガパルス信号がト
ライアックＴのゲート端子Ｇに印加され、端子Ｔ₁、Ｔ
₂間が導通し、発熱線１に商用電源ＡＣが通電される。

【００５９】（実施例５）本実施例は図７に示すように
図１回路のゼロクロストリガ回路１４をゼロクロスのフ
ォトトライアックＦＴ₁で構成したものである。フォト
トライアックＦＴ ₁の一次入力端子は発光ダイオードＤ
₇で構成され、二次出力端子は、負荷の電源がゼロクロ
スしているとき受光すると導通するトライアックＴＤ₁
で構成されている。フォトトライアックＦＴ₁の一次入
力側の発光ダイオードＤ₇のアノード端子Ａ₇は正負サ
イクル同期回路Ｍの出力端子に接続されていて、カソー
ド端子Ｋ₇は、抵抗器Ｒ₁₂を介して回路グランドGND に
接続されている。また、フォトトライアックＦＴ₁の二
次出力側のトライアックＴＤ₁は、一方の端子Ｔ₄がト
ライアックＴの端子Ｔ₂に接続され、他方の端子Ｔ₃は
トライアックＴのゲート端子Ｇに接続されていて、トラ
イアックＴの端子Ｔ₁とゲート端子Ｇとの間には、抵抗
器Ｒ₁₁が設けられている。正負サイクル同期回路Ｍの出
力が”Ｈ”となると、フォトトライアックＦＴ₁の一次
入力側の発光ダイオードＤ₇が順バイアスされて発光す
る。商用電源ＡＣの電圧がゼロクロスするとき発光し、
フォトトライアックＦＴ₁の入力出力側のフォトトライ
アックＦＴ₁の二次出力側のトライアックＴＤ₁が双方
向に通電する。トライアックＴＤ₁が双方向通電すれば
商用電源ＡＣの電圧がゼロクロス点から高くなる。従っ
てトライアックＴの端子Ｔ ₂からトライアックＴＤ₁の
端子Ｔ₄、Ｔ₃及び抵抗器Ｒ₁₁を介して、電流が流れ出
す。抵抗器Ｒ₁₁に電流が流れれば、その電流量に応じ
て、抵抗器Ｒ₁₁の両端子間に電圧が生じる。この電圧は
トライアックＴの端子Ｔ₁とゲート端子Ｇとの間に生じ
ることになってトライアックＴの端子Ｔ₁、Ｔ₂間が導
通し、発熱線１に商用電源ＡＣが通電される。正負サイ
クル同期回路Ｍの出力が”Ｌ”から”Ｈ”に変わり、”
Ｈ”から”Ｌ”に変わるまでの間には商用電源ＡＣの電
圧のゼロクロス点が必ず偶数個あるため、発熱線１に通
電される商用電源ＡＣは正負サイクル対称個数の正弦波
となる。

【００６０】（実施例６）本実施例は図１回路における
ゼロクロストリガ回路１４を省略し、正負サイクル同期
回路Ｍの出力でゼロクロスのフォトトライアックＦＴ₂
を直接駆動するようにしたもので、図８にその回路を示
す。本実施例回路は発熱線１の通電をオン・オフする双
方向性半導体スイッチ素子としてフォトトライアックＦ
Ｔ₂の二次側のトライアックＴＤ₂を用いたもので、フ
ォトトライアックＦＴ₂は一次側を発光ダイオードＤ₈
で構成し、発光ダイオードＤ₈のアノードＡ₈を直接正
負サイクル同期回路Ｍの出力端子に接続し、カソード端
子Ｋ₈を抵抗器Ｒ₁₃を介して回路グランドGND に接続し
ている。

【００６１】而して正負サイクル同期回路Ｍの出力が”
Ｈ”になると発光ダイオードＤ₈は順バイアスされ発光
する。一方、フォトトライアックＦＴ₂の二次出力側の
トライアックＴＤ₂は発光ダイオードＤ₈が発光すれ
ば、端子Ｔ₆、Ｔ₅間がゼロクロスで導通する。トライ
アックＴＤ₂の一方の端子Ｔ₆は発熱線１と電源スイッ
チＳＷを介して商用電源ＡＣに接続され、他方の端子Ｔ
₅は回路グランドGND に接続されている。正負サイクル
同期回路Ｍの出力が”Ｌ”から”Ｈ”に変わり、”Ｈ”
から”Ｌ”に変わるまでの間には商用電源ＡＣの電圧の
ゼロクロス点が必ず偶数個あるため、発熱線１に通電さ
れる商用電力は、正負サイクル対称個数の正弦波とな
る。

【００６２】従って、感熱発熱体”Ｈ”の発熱線１にオ
ン・オフ通電される商用電源ＡＣの電圧はゼロクロスの
正負サイクル対称個数の正弦波となり、感熱発熱体”
Ｈ”の発熱線１と温度検出電極線３との間にあるイオン
伝導性感熱樹脂層２を流れる電流もゼロクロスの正負サ
イクル対称個数の正弦波となるので、イオン伝導性感熱
樹脂層２の温度・インピーダンス特性がイオン分極等に
より変化することがなくなり、制御温度が経年変化しに
くくなる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１又は２記載の発明は叙述のよう
に構成しているので、発熱線に印加される商用交流電力
は正サイクル部分と負サイクル部分が同じまたはそれと
同等になりイオン伝導性感熱樹脂層に直流成分が印加さ
れることがなくなり、そのため、イオン伝導性感熱樹脂
層の温度・インピーダンス特性が変化しにくくなって、
制御温度が経年変化しにくくなるという効果がある。

【００６４】請求項３記載の発明は、請求項１の発明に
おいて、商用電源波形の正負の状態に応じて”Ｈ”と”
Ｌ”が入れ換わる電源状態信号と、前記感熱発熱体の温
度に応じて”Ｈ”、”Ｌ”に変化する温度状態信号と、
前記双方向性半導体スイッチの動作の状態に応じて”
Ｈ”、”Ｌ”に変化するオン・オフ状態信号を論理回路
で論理演算処理することによって、前記双方向性半導体
スイッチを動作させるトリガ信号であるゼロクロスパル
スの発生パルス数を常に偶数個になるようにした前記制
御手段を備えているので、上記の効果に加えてタイマ回
路、カウンタ等が省略できて回路構成が簡単となるとい
う効果がある。

【００６５】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、商用電源波形の正負状態を検出する回路に
単方向性のフォトカプラを用い、前記フォトカプラに流
れる電流を制限抵抗器で制御することによって、商用電
源波形が正から負に変わる場合はゼロクロス点を少し過
ぎてから、出力が”Ｌ”から”Ｈ”に切り換わり、逆に
負から正に変わる場合には、ゼロクロス点の少し手前で
出力が”Ｈ”から”Ｌ”に切り換わるようにした前記制
御手段を備えたものであるから、ゼロクロスパルスが出
力されているときに、論理回路の出力が変化せず、偶数
個のゼロクロスパルスが確実に得られ、しかもゼロクロ
スパルスの幅が変わった場合でも、制限抵抗器の値を変
えることにより対応でき、ゼロクロスパルスの幅を自由
に選べるとい効果がある。

【００６６】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明において、フリップフロップのクロック入力端子に、
商用電源波形のゼロクロス点に同期したパルス信号を入
力することによって、前記商用電源波形の正負のサイク
ル数を検出する手段を前記制御手段に備えたものである
から、簡単な回路構成で商用電源の正負サイクル数を検
出することができるという効果がある。

【００６７】請求項６記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記発熱線路へ通電される商用電源供給波
形を正負対称個数にする信号を双方向性半導体スイッチ
のトリガ手段に絶縁伝達する手段を有し、トリガ手段を
負の直流電源で動作させるようにした前記制御手段を備
えたものであるから、双方向性半導体スイッチがトライ
アックである場合、最も感度の良い、トリガモードが使
用でき、そのためトライアックの動作感度が良くなっ
て、発熱線に印加される電圧のゼロクロス点付近の歪み
を小さくすることができ、温度検知電極の両端に発生す
る温度・電圧特性電圧の歪みも小さくでき、正確な温度
制御が行えるという効果がある。

【００６８】請求項７記載の発明は、請求項３記載の発
明において、光ゲートを持つ双方向性半導体スイッチを
用いて、前記発熱線への商用電源からの通電を制御する
ように構成し、前記論理回路の出力信号で直接、双方向
性半導体スイッチを駆動する前記制御手段を備えたもの
であるから、トリガ回路を省略できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の回路構成図である。

【図２】本発明の実施例１の動作説明用タイムチャート
である。

【図３】本発明の実施例２の回路構成図である。

【図４】本発明の実施例３の回路構成図である。

【図５】本発明の実施例３の動作説明用タイムチャート
である。

【図６】本発明の実施例４の回路構成図である。

【図７】本発明の実施例５の回路構成図である。

【図８】本発明の実施例６の回路構成図である。

【図９】本発明の原理説明用波形図である。

【図１０】本発明の原理説明用波形図である。

【図１１】本発明にかかる感熱発熱体の一部省略した構
成説明図である。

【図１２】図１１の感熱発熱体の動作原理説明用結線図
である。

【図１３】従来例装置の回路構成図である。

【図１４】イオン伝導性感熱樹脂層のインピーダンスー
温度特性の説明図である。

【符号の説明】

１発熱線２イオン伝導性感熱樹脂層３温度検出電極線７整流平滑回路８比較器路１２演算回路１４ゼロクロストリガ回路ＴトライアックＡＣ商用電源Ｐ温度制御部Ｍ正負サイクル同期回路Ｈ感熱発熱体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年９月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】図１３は従来の感熱発熱体Ｈの温度制御装
置（特公昭６０ー１５８７６９号）を示しており、この
従来例装置は図示するように発熱線１をスイッチ要素Ｓ
を介して商用電源ＡＣに接続し、感熱発熱体Ｈのイオン
伝導性感熱樹脂層２を通り、発熱線１から温度検出電極
線３に流れる漏れ電流を検出する温度制御部４を設け、
漏れ電流の大きさに応じてスイッチ要素Ｓを開閉制御す
るものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明の目的に加えて、簡単な回路構成で商用電源の正負サ
イクル数を検出することができる感熱発熱体の温度制御
装置を提供することを目的とする。請求項６記載の発明
は、請求項３記載の発明の目的に加えて、双方向性半導
体スイッチとしてトライアックを用いた場合に、動作感
度を良好なものとして正確な温度制御が行える感熱発熱
体の温度制御装置を提供することを目的とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】１発熱線２イオン伝導性感熱樹脂層３温度検出電極線７整流平滑回路８比較器１２演算回路１４ゼロクロストリガ回路ＴトライアックＡＣ商用電源Ｐ温度制御部Ｍ正負サイクル同期回路Ｈ感熱発熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の温度検出電極を兼ねる発熱線路と他
方の温度検出電極との間に負特性のイオン伝導性感熱樹
脂層を設けて発熱体と温度センサーとを一体とした感熱
発熱体の温度信号を検出して、双方向性半導体スイッチ
により、前記発熱線路への商用電源供給をオン・オフし
て温度制御を行う温度制御装置において、前記発熱線路
への商用電源供給波形をゼロクロスの正弦波でかつ正負
対称個数となるように制御する制御手段を備えたことを
特徴とする感熱発熱体の温度制御装置。
【請求項２】一方の温度検出電極を兼ねる発熱線路と他
方の温度検出電極との間に負特性のイオン伝導性感熱樹
脂層を設けて発熱体と温度センサーとを一体とした感熱
発熱体の温度信号を検出して、双方向性半導体スイッチ
により、前記発熱線路への商用電源供給をオン・オフし
て温度制御を行う温度制御装置において、前記発熱線路
への商用電源供給波形がゼロクロスの正弦波で正負対称
個数または正負対称個数、非対称個数ランダム、または
繰り返しとなるように前記双方向性半導体スイッチをオ
ン・オフさせて、平均的に前記商用電源供給波形が正負
対称個数となるように制御する制御手段を備えたことを
特徴とする感熱発熱体の温度制御装置。
【請求項３】商用電源波形の正負の状態に応じて”Ｈ”
と”Ｌ”が入れ換わる電源状態信号と、前記感熱発熱体
の温度に応じて”Ｈ”、”Ｌ”に変化する温度状態信号
と、前記双方向性半導体スイッチの動作の状態に応じ
て”Ｈ”、”Ｌ”に変化するオン・オフ状態信号を論理
回路で論理演算処理することによって、前記双方向性半
導体スイッチを動作させるトリガ信号であるゼロクロス
パルスの発生パルス数を常に偶数個になるようにした前
記制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の感
熱発熱体の温度制御装置。
【請求項４】商用電源波形の正負状態を検出する回路に
単方向性のフォトカプラを用い、前記フォトカプラに流
れる電流を制限抵抗器で制御することによって、商用電
源波形が正から負に変わる場合はゼロクロス点を少し過
ぎてから、出力が”Ｌ”から”Ｈ”に切り換わり、逆に
負から正に変わる場合には、ゼロクロス点の少し手前で
出力が”Ｈ”から”Ｌ”に切り換わるようにした前記制
御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の感熱発
熱体の温度制御装置。
【請求項５】フリップフロップのクロック入力端子に、
商用電源波形のゼロクロス点に同期したパルス信号を入
力することによって、前記商用電源波形の正負のサイク
ル数を検出する手段を前記制御手段に備えたことを特徴
とする請求項３記載の感熱発熱体の温度制御装置。
【請求項６】前記発熱線路へ通電される商用電源供給波
形を正負対称個数にする信号を双方向性半導体スイッチ
のトリガ手段に絶縁伝達する手段を有し、前記トリガ手
段を負の直流電源で動作させるようにした前記制御手段
を備えたことを特徴とする請求項３記載の感熱発熱体の
温度制御装置。
【請求項７】光ゲートを持つ双方向性半導体スイッチを
用いて、前記発熱線への商用電源からの通電を制御する
ように構成し、前記論理回路の出力信号で直接、双方向
性半導体スイッチを駆動する前記制御手段を備えたこと
を特徴とする請求項３記載の感熱発熱体の温度制御装
置。