JPH0799081A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶セル等の被加熱物に密着して加熱する加
熱装置において、中央部と周辺部の温度勾配を改善して
温度差を小さくする。 【構成】 基板２上に導電性の薄膜材料３を一様に付着
して四角形状のヒーター１を形成し、その相対する二辺
にバスバー８ａ，８ｂを設ける。このバスバー８ａ，８
ｂは、各々の相対向する一辺を互いに平行にして一直線
状にし、また所定の電圧降下を生じるように幅を小さく
したり、薄くしたり、あるいは抵抗値の幾分高い物質を
使って形成する。そして、これらのバスバー８ａ，８ｂ
の両端側に電力供給用の接続端子９ａ，９ｂ及び１０
ａ，１０ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子（液晶
セル）などを加熱するのに適した加熱装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９は液晶セル等の被加熱物に密着して
温度制御を行う従来の加熱装置の構成図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は側面図となっている。同図におい
て、１は基板２の表面に導電性の薄膜材料３を一様に付
着して形成したヒーターで、例えばＩＴＯ付フィルム，
ＩＴＯ付ガラス，金蒸着フィルム等として形成される。

【０００３】また、４ａ，４ｂは上記ヒーター１の相対
する二辺に設けたバスバーで、等幅の帯状に形成されて
おり、その中央に電力供給用の接続端子５ａ，５ｂが設
けられている。

【０００４】上記ヒーター１の両側のバスバー４ａ，４
ｂは、ヒーター１の相対する二辺全面にほぼ均一に電圧
が加わるように、つまり該バスバー４ａ，４ｂでできる
だけ電圧降下が起きないように、抵抗値の十分低い物質
で幅が均一に形成されている。したがって、接続端子５
ａ，５ｂの位置は、バスバー４ａ，４ｂの抵抗値が十分
低いので、バスバー４ａ，４ｂのどの位置でも大きな相
違はない。

【０００５】図１０は上記のヒーター１の温度制御を行
う場合の最も簡単な回路構成例を示したものである。こ
の例では、サーミスタ等の感温素子６によってヒーター
１の温度を検出し、その検出値に従って温度制御回路７
によりヒーター１への通電を制御する。すなわち、温度
制御回路７は、ある温度Ｔ１以下ではヒーター１に電気
が通電され、ある温度Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）以上では通電
されなくなるように制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の加熱装置にあっては、液晶セル等の被加熱
物にヒーターを密着して温度制御を行った場合、図１１
の熱分布（温度分布）図に示すように中央部から周辺部
にかけて温度勾配が生じ、均一に加熱することができ
ず、したがって液晶セルの場合などでは表示むらが発生
するという問題点があった。

【０００７】この原因は単純に周辺部の方が熱が逃げ易
いためであるが、その根拠としては、次のことがあげら
れる。すなわち、被加熱物をほぼ温度分布が均一な状態
（常温）から加熱した場合、温度上昇が少ないうちは図
１２に示すように大きな温度勾配が生じない。また、被
加熱物を制御温度に近い雰囲気中で温度制御した場合
は、図１３に示すようにほとんど温度勾配は生じない。

【０００８】この発明は、上記のような問題点に着目し
てなされたもので、中央部と周辺部の温度勾配が改善さ
れ、またヒーターを垂直あるいは斜めに傾斜して設置し
た場合でも温度勾配を最小にすることができる加熱装置
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の加熱装置は、
導電性の薄膜材料を基板上に一様に付着して形成した四
角形状のヒーターを有し、この四角形状のヒーターの相
対する二辺に、各々の相対向する一辺を互いに平行にし
たバスバーをそれぞれ所定の電圧降下を生じるように設
け、これらのバスバーの両端側にそれぞれ電力供給用の
接続端子を設けたものである。

【００１０】また、上記ヒーターの両バスバーの同一辺
側の接続端子にそれぞれ交互に電圧を印加するように構
成したものである。

【００１１】また、ヒーターのバスバーが設けられた辺
以外の他の二辺の近辺にそれぞれ感温素子を設け、この
二つの感温素子の出力差に応じて電力供給用の各接続端
子に印加する電圧の印加比率を自動的に調整するように
構成したものである。

【００１２】

【作用】この発明の加熱装置においては、四角形状のヒ
ーターの相対する二辺にバスバーが設けられ、このバス
バーの各々の相対向する一辺が互いに平行で、且つ所定
の電圧降下が生じるように形成され、その両端側に電力
供給用の接続端子が設けられているので、中央部と周辺
部の温度勾配が改善される。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す構成図であ
り、図９と同一符号は同一構成部分を示している。図に
おいて、１は導電性の薄膜材料３を基板２上に一様に付
着して形成した四角形状のヒーターで、例えばＩＴＯ付
フィルム，ＩＴＯ付ガラス等を四角に切断することによ
り形成される。

【００１４】８ａ，８ｂは上記ヒーター１の相対する二
辺に設けられた変形のバスバーで、各々の相対向する一
辺を互いに平行にして一直線状にし、またこの部分で所
定の電圧降下を生じるように幅を細くしたり、厚さを薄
くしたり、あるいは抵抗値の幾分高い物質を使って形成
している。９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０ｂは各バスバー
８ａ，８ｂの両端側に設けられた電力供給用の接続端子
である。

【００１５】上記バスバー８ａ，８ｂは、相対向する一
辺ａ，ｂが平行で一直線状にしてあるが、これがもし図
２に示すように一直線状でないとすると、点Ａ，Ｂに電
流が集中し、そこだけ異常に発熱してしまうことにな
る。また接続端子９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂは、ヒー
ター１の四隅に設けている。

【００１６】図３は上記のヒーター１を用いて温度制御
を行う場合の回路構成を示すブロック図である。図中、
１１はパルス信号を発生する発振回路、１２はパルス幅
変調（ＰＷＭ）回路、１３はパルス幅変調された信号Ｕ
と反転器（インバータ）１４により反転された信号Ｌが
入力される制御回路、１５はサーミスタ等の感温素子６
によりヒーター１の温度を検出する温度検出回路、１
６，１７は増幅駆動用のアンプである。

【００１７】上記構成の回路において、発振回路１１よ
り出力されたパルス信号は、パルス幅変調回路１２を通
過した後、信号Ｕとその反転信号である信号Ｌとに分れ
て同時に制御回路１３に入力される。そして、温度検出
回路１５からの信号に応じて、信号Ｕはアンプ１６に出
力され、信号Ｌはアンプ１７に出力される。

【００１８】この時、アンプ１６はヒーター１の図で上
側の両端の接続端子９ａ，１０ａに、またアンプ１７は
下側の両端の接続端子９ｂ，１０ｂにそれぞれ電圧が印
加されるように接続されている。そして、信号Ｕ，Ｌは
共にＨ（高レベル）またはＬ（低レベル）のデジタル信
号であり、アンプ１６，１７はそれぞれ信号Ｕ，ＬがＨ
の時に通電するようになっている。

【００１９】すなわち、信号ＵとＬが互いに反転の関係
にあることから、ヒーター１には上側両端の接続端子９
ａ，１０ａと下側両端の接続端子９ｂ，１０ｂに交互に
電圧が加わることになる。

【００２０】ここで、上記ヒーター１に電圧を印加する
時の実際の回路は図４に示すようになっている。ヒータ
ー１の上側両端の接続端子９ａ，１０ａと下側両端の接
続端子９ｂ，１０ｂは、それぞれ連動するスイッチ１８
ａと１８ｂの両側の各接点に接続され、これらのスイッ
チ１８ａ，１８ｂの反対側の接点は直流電源１９に接続
されている。そして、電圧の印加されていない側の接続
端子は、フローティング状態となる。

【００２１】また、ヒーター１の上下に電圧が加わって
いる時間の比率は、パルス幅変調回路１２によって調整
可能になっている。したがって、特殊な場合は、片側０
対１００％ということも可能である。

【００２２】そしてヒーター１の温度制御は、従来と同
様感温素子６によってヒーター１の温度を検出し、ある
温度Ｔ１以下なら信号Ｕ，Ｌをそのままアンプ１６，１
７に送ってヒーター１の両バスバー８ａ，８ｂの同一辺
側の接続端子に交互に電圧を印加し、ある温度Ｔ２（Ｔ
１＜Ｔ２）以上になったら信号Ｕ，Ｌを共に強制的にＬ
の状態にし、ヒーター１への通電を中断させることによ
り行う。なお、上記の信号Ｕ，Ｌは、ＨとＬの状態が全
く逆であっても良い。

【００２３】このように、四角形状のヒーター１の相対
する二辺にバスバー８ａ，８ｂを設け、このバスバー８
ａ，８ｂの各々の相対向する一辺を互いに平行にし、且
つある程度の電圧降下が生じるように形成し、その両端
側に電力供給用の接続端子９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０
ｂを設けているので、中央部と周辺部の温度勾配を改善
することができる。

【００２４】すなわち、両バスバー８ａ，８ｂの相対向
する一辺が平行で一直線状であるので、前述のようにあ
る点で異常に発熱することがなく、またバスバー８ａ，
８ｂの部分である程度の電圧降下が生じるようにし、そ
の両側に接続端子９ａ，９ｂと１０ａ，１０ｂを設けて
いるので、熱の逃げ易い周辺部の影響を緩和することが
できる。

【００２５】図５は銀ペーストを塗布した本実施例の変
形バスバーの前面に電圧を印加して温度制御した時の熱
分布図である。従来と比べて基本的に中央部から周辺部
にかけての温度勾配はなくなっていないが、図の長手方
向（横方向）の温度勾配は改善されている。

【００２６】また、ヒーター１を垂直あるいは斜めに傾
斜して設置した場合、従来方式では図６に示すように温
度分布が上側に片寄ってしまうが、本実施例の方式によ
れば、上下の電圧の印加時間を適当に調整することがで
きるので、図７，図８に示すように温度勾配を最小にす
ることができる。

【００２７】図７はヒーター１を垂直状態にして温度制
御を行った場合の熱分布を示し、上下の電圧印加比率は
上側０％、下側１００％である。また図８はヒーター１
を２５°傾斜させた状態で温度制御を行った場合を示
し、上下の電圧印加比率は上側２０％、下側８０％であ
る。

【００２８】図１４はこの発明の他の実施例を示すブロ
ック図であり、図３と同一符号は同一構成部分を示して
いる。この実施例は、ヒーター１のバスバー８ａ，８ｂ
が設けられた辺以外の他の二辺の近辺にそれぞれサーミ
スタ等の感温素子６ａ，６ｂを設け、この二つの感温素
子６ａ，６ｂの出力差に応じて電力供給用の各接続端子
９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０ｂに印加する電圧の印加比
率を自動的に調整するようにしたものである。

【００２９】このように、バスバー８ａ，８ｂが設けら
れていない方の対向する二辺に感温素子６ａ，６ｂを設
け、両感温素子６ａ，６ｂの出力差により、適宜な制御
手段を用いて各接続端子への電圧印加比率を自動的に決
定することにより、ヒーター１の温度勾配を最小にして
常に適切な状態にすることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、四角
形状のヒーターの相対する二辺に、各々の相対向する一
辺を互いに平行にしたバスバーをそれぞれ所定の電圧降
下を生じるように設け、これらのバスバーの両端側にそ
れぞれ電力供給用の接続端子を設けたので、中央部と周
辺部の温度勾配を改善することができ、またヒーターを
垂直あるいは斜めにして設置した場合でも温度勾配を最
小にすることができるという効果がある。

【００３１】また、ヒーターのバスバーが設けられた辺
以外の他の二辺の近辺にそれぞれサーミスタ等の感温素
子を設け、この二つの感温素子の出力差に応じて電力供
給用の各接続端子に印加する電圧の印加比率を自動的に
調整することにより、ヒーターの温度勾配を最小にして
常に適切な状態にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示す構成図

【図２】 相対向する一辺が一直線状でないバスバーを
示す説明図

【図３】 図１のヒーターの温度制御を行う場合の回路
構成を示すブロック図

【図４】 図３のヒーターの電圧印加時の実際の回路図

【図５】 図３の回路でヒーターの温度制御を行った時
の熱分布図

【図６】 ヒーターを垂直状態にして温度制御を行った
時の従来の熱分布図

【図７】 ヒーターを垂直状態にして温度制御を行った
時の一実施例における熱分布図

【図８】 ヒーターを傾斜させた状態にして温度制御を
行った時の一実施例における熱分布図

【図９】 従来例を示す構成図

【図１０】 図９のヒーターの温度制御を行う場合の回
路構成を示すブロック図

【図１１】 図１０の回路でヒーターの温度制御を行っ
た時の熱分布図

【図１２】 ヒーターを常温から加熱した場合の熱分布
図

【図１３】 ヒーターを制御温度に近い雰囲気中で温度
制御を行った場合の熱分布図

【図１４】 この発明の他の実施例を示すブロック図

【符号の説明】

１ ヒーター ２ 基板 ３ 薄膜材料 ６ａ，６ｂ 感温素子 ８ａ，８ｂ バスバー ９ａ，９ｂ 接続端子 １０ａ，１０ｂ 接続端子 １３ 制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性の薄膜材料を基板上に一様に付着
   して形成した四角形状のヒーターを有し、この四角形状
   のヒーターの相対する二辺に、各々の相対向する一辺を
   互いに平行にしたバスバーをそれぞれ所定の電圧降下を
   生じるように設け、これらのバスバーの両端側にそれぞ
   れ電力供給用の接続端子を設けたことを特徴とする加熱
   装置。
2. 【請求項２】 ヒーターの両バスバーの同一辺側の接続
   端子にそれぞれ交互に電圧を印加することを特徴とする
   請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 ヒーターのバスバーが設けられた辺以外
   の他の二辺の近辺にそれぞれ感温素子を設け、この二つ
   の感温素子の出力差に応じて電力供給用の各接続端子に
   印加する電圧の印加比率を自動的に調整することを特徴
   とする請求項１または２記載の加熱装置。