JP7077905B2

JP7077905B2 - ヒータ装置

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Publication number: JP7077905B2
Application number: JP2018191138A
Authority: JP
Inventors: 公威石川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2022-05-31
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Description

本発明は、ヒータ装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されたヒータ装置がある。この装置は、物体が本体部に接触すると、接触した部位の温度が迅速に低下する輻射ヒータとして構成されている。この装置は、静電容量変化を検出する検出部によって物体が本体部の所定範囲内にあることが検出された場合、通電部への通電量を通常状態よりも少なくなるように通電部の通電量を制御する。

特開２０１４－１９０６７４号公報

ところで、上記特許文献１に記載された装置は、静電容量変化を検知することで物体の本体部への接触または近接を判定している。しかしながら、発熱によって本体部の温度が上昇すると、静電容量が変化して接触または近接を誤判定してしまう可能性がある。

このような、温度変化による誤判定を抑制する技術を採用した装置として、特許第５５１９４８７号公報に記載されたものがある。この装置は、温度を検知するサーミスタを備え、サーミスタで検知された温度に基づいて静電容量の温度変化に起因する変化量を求め、静電容量の検出値から変化量を除外し、除外された検出値に基づいて手指の接触の有無を判定する。

より具体的には、この装置は、各温度と、当該温度に対応する補正基準値とを対応付けした対応テーブルを予めマイコンの記憶部に記憶している。そして、マイコンは、この対応テーブルを参照して、温度検出値に応じた補正基準値を求め、この補正基準値と静電容量検出値との差分値と閾値との大小関係に基づいて手指の接触の有無を判定する。

しかしながら、静電容量の温度変化に起因する変化量は、製品毎の個別バラツキが大きい。したがって、上記したような対応テーブルを参照して温度検出値に応じた補正基準値を求め、この補正基準値を用いて手指の接触の有無を判定する構成では、静電容量の温度変化に起因する変化量の個別バラツキを考慮する必要があり、手指の接触判定の感度が低下してしまうといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、温度変化による影響を抑制しつつ、より精度よく接触または非接触を判定できるようにする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ヒータ装置であって、絶縁基材（２３）に配置された発熱部（２２）と、絶縁基材に配置され、物体の接触または非接触を検出するための複数の電極（２５１、２５２）と、複数の電極の間の静電容量の変化に基づいて物体の接触または非接触を判定する接触判定部（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１４）と、を備え、接触判定部は、所定単位時間（Ｔ）当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、物体の接触を判定し、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定した場合、物体の非接触を判定し、接触判定部により所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第１判定閾値未満の一方向の変化であると判定された場合、所定単位時間より短い所定時間間隔（Ｔｓ）毎に、複数の電極の間の静電容量の検出値の変化の大きさが第１判定閾値および第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、複数の電極の間の静電容量を基準値に補正する補正部（Ｓ１０４）をさらに備え、接触判定部は、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化を、補正部により補正された基準値に対する複数の電極の間の静電容量の変化量として特定する。
また、請求項２に記載の発明は、ヒータ装置であって、絶縁基材（２３）に配置された発熱部（２２）と、絶縁基材に配置され、物体の接触または非接触を検出するための複数の電極（２５１、２５２）と、複数の電極の間の静電容量の変化に基づいて物体の接触または非接触を判定する接触判定部（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１４）と、を備え、接触判定部は、所定単位時間（Ｔ）当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、物体の接触を判定し、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定した場合、物体の非接触を判定し、接触判定部により所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定された場合、所定単位時間より短い所定時間間隔（Ｔｓ）毎に、複数の電極の間の静電容量の検出値の変化の大きさが第１判定閾値および第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、複数の電極の間の静電容量を基準値に補正する補正部（Ｓ１１８）をさらに備え、接触判定部は、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化を、補正部により補正された基準値に対する複数の電極の間の静電容量の変化量として特定する。

このような構成によれば、接触判定部は、所定単位時間（Ｔ）当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、物体の接触を判定する。さらに、接触判定部は、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定した場合、物体の非接触を判定する。したがって、温度変化による影響を抑制しつつ、より精度よく接触または非接触を判定することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係るヒータ装置の取り付け位置を示した図である。第１実施形態に係るヒータ装置の構成を示した図である。図２中のIII－III断面図である。第１実施形態に係るヒータ装置のブロック図である。静電容量センサ部に物体としての手指が接触した後、手指が非接触となった場合の発信電極と受信電極の間の静電容量の変化を示した図である。同一ロット、同一形状のヒータＡ～Ｃにおける通電時間に対する発熱部の温度と静電容量の変化を示した図である。静電容量センサ部の温度が上昇し、静電容量センサ部に手指が接触しても、発信電極と受信電極の間の静電容量を示すＡＤ値が接触判定閾値に到達しない例を示した図である。サーミスタで検知された温度に基づいて静電容量の温度変化に起因する変化量を求め、静電容量の検出値から変化量を除外し、除外された検出値に基づいて手指の接触の有無を判定する例を示した図である。ヒータ温度に対応する補正容量とを対応付けした対応テーブルについて説明するための図である。個別バラツキにより対応テーブルの特性から開離した特性のヒータの場合に、補正容量が大きくなりすぎて、手指が接触したと誤判定する例を示した図である。物体の検出に応じてヒータ出力を低減した際に、物体が非接触となっても発信電極と受信電極の間の静電容量を示すＡＤ値が接触判定閾値を下回らない例を示した図である。物体の接触および非接触の判定について説明するための図である。第１実施形態の制御部のフローチャートである。所定時間間隔Ｔｓ毎に静電容量を示すＡＤ値を０に補正する処理について説明するための図である。第２実施形態の制御部のフローチャートである。物体が接触したと判定された後、静電容量を示すＡＤ値を０に補正する処理について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。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、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態に係るヒータ装置について、図１～図８を用いて説明する。図１に示すように、ヒータ装置２０は、道路走行車両などの移動体の室内に設置されている。ヒータ装置２０は、室内のための暖房装置の一部を構成している。ヒータ装置２０は、移動体に搭載された電池、発電機などの電源から給電されて発熱する電気的なヒータである。ヒータ装置２０は、薄い板状に形成されている。ヒータ装置２０は、電力が供給されると発熱する。ヒータ装置２０は、その表面と垂直な方向に位置付けられた対象物を暖めるために、主としてその表面と垂直な方向へ向けて輻射熱を放射する。

室内には、乗員１２が着座するための座席１１が設置されている。ヒータ装置２０は、乗員１２の足元に輻射熱を放射するように室内に設置されている。ヒータ装置２０は、たとえば他の暖房装置の起動直後において、乗員１２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できる。ヒータ装置２０は、室内の壁面に設置される。ヒータ装置２０は、想定される通常の姿勢の乗員１２に対向するように設置される。道路走行車両は、ハンドル１３を支持するためのステアリングコラム１４を有している。ヒータ装置２０は、ステアリングコラム１４の下面と、コラムカバー１５の下面に、それぞれ乗員１２に対向するように設置されている。

次に、図２～図４を用いて、ヒータ装置２０の構成について説明する。図２～図４に示すように、ヒータ装置２０は、発熱部２２、絶縁基材２３、静電容量センサ部２５、絶縁層２３０、ヒータ制御装置２８および接触検知制御装置２９を有している。ヒータ装置２０は、上記特許文献１に記載されたヒータ装置と同様に、物体が静電容量センサ部２５に接触すると、接触した部位の温度が迅速に低下する構造を有する輻射ヒータとして構成されている。

発熱部２２、発信電極２５１および受信電極２５２は、絶縁基材２３における乗員側の面にパターン印刷によって形成されている。本実施形態の発熱部２２、発信電極２５１および受信電極２５２は、絶縁基材２３の一面に配置されている。

絶縁基材２３は、ほぼ四角形の薄い板状に形成された絶縁性の樹脂によって構成されている。

発熱部２２は、通電によって発熱する。発熱部２２は、発熱することによって、乗員１２に暖かさを感じさせる輻射熱を放射することができる。各発熱部２２は、高い熱伝導率を有する材料によって作られている。

発熱部２２は、金属材料によって作ることができる。各発熱部２２は、熱伝導率が銅よりも低い材料から選択される。たとえば各発熱部２２は、銅、銅とスズとの合金（Ｃｕ－Ｓｎ）、銀、スズ、ステンレス鋼、ニッケル、ニクロムなどの金属およびこれらを含む合金を用いて構成することができる。

静電容量センサ部２５は、発信電極２５１および受信電極２５２を有している。発信電極２５１および受信電極２５２は、電気抵抗値の比較的小さな金属材料によって作ることができる。発信電極２５１と受信電極２５２には、それぞれ接触検知制御装置２９が接続されている。

接触検知制御装置２９によって、発信電極２５１と受信電極２５２の間に所定電圧が印加されると、発信電極２５１と受信電極２５２との間に電界が形成される。図３の矢印Ｅは、電気力線を表している。そして、発信電極２５１と受信電極２５２との間に指が近付くと、電気力線Ｅの一部が指側に移動し、受信電極２５２で受信される電界が減少する。

絶縁層２３０は、高い絶縁性を有しており、例えば、ポリイミドフィルム、絶縁樹脂等により構成される。

ヒータ制御装置２８および接触検知制御装置２９は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。

接触検知制御装置２９は、発信電極２５１と受信電極２５２との間に電界を形成し、発信電極２５１と受信電極２５２との間の静電容量の検出値を収集し、収集した静電容量の検出値をアナログ－デジタル変換した後のＡＤ値としてヒータ制御装置２８に出力する。

ヒータ制御装置２８は、発熱部２２への通電を行うものである。ヒータ制御装置２８は、接触検知制御装置２９から出力される発信電極２５１と受信電極２５２との間の静電容量の検出値を示すＡＤ値に基づいて物体の接触または非接触を判定する。

次に、静電容量センサ部２５の周囲の温度が一定の場合の発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量変化について説明する。図５は、静電容量センサ部２５に物体としての手指が接触した後、手指が非接触となった場合の発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化を示した図である。なお、図５には、手指が静電容量センサ部２５に接触する手前の状態と、手指が静電容量センサ部２５から離れた状態も示してある。図５の縦軸は、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の検出値をアナログ－デジタル変換した後のＡＤ値として示してある。図５の横軸は、通電時間となっている。

静電容量センサ部２５に手指が接触すると、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量のＡＤ値は大きくなる。従来のヒータ装置では、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量のＡＤ値が接触判定閾値よりも大きい場合、物体の接触と判定する。

また、静電容量センサ部２５から手指が離れると、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量のＡＤ値は小さくなる。従来のヒータ装置では、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量のＡＤ値が接触判定閾値以下になった場合、物体の非接触と判定する。

ところで、発熱部２２の発熱によって静電容量センサ部２５の温度が急速に上昇すると、発信電極２５１と受信電極２５２の抵抗値変化や線膨張による寸法変化により発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量が変化する。図６は、同一ロット、同一形状のヒータＡ～Ｃにおける通電時間に対する発熱部２２の温度と、静電容量の変化を示した図である。

図６に示すように、各ヒータＡ～Ｃの温度上昇に伴って各ヒータＡ～Ｃの静電容量は低下している。また、同一ロット、同一形状でも、静電容量の変化量に違いがあることが示されている。このように、静電容量の温度変化に起因する変化量は、製品毎の個別バラツキが大きくなっていることが分かる。

したがって、静電容量センサ部２５の温度が上昇し、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量を示すＡＤ値が小さくなると、図７に示すように、静電容量センサ部２５に手指が接触しても、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量を示すＡＤ値が接触判定閾値に到達しない。したがって、従来のヒータ装置では、静電容量センサ部２５に手指が接触したことを判定できないといった問題がある。

図８は、特許文献１に記載された装置のように、サーミスタで検知された温度に基づいて静電容量の温度変化に起因する変化量を求め、静電容量の検出値から変化量を除外し、除外された検出値に基づいて手指の接触の有無を判定する例を示したものである。

この装置は、図９に示すようなヒータ温度と、当該ヒータ温度に対応する補正容量とを対応付けした対応テーブルを参照して、温度検出値に応じた補正容量を求め、この補正容量と静電容量検出値との差分値と閾値との大小関係に基づいて手指の接触の有無を判定する。対応テーブルの特性に近いヒータは、対応テーブルを参照して温度検出値に応じた補正容量を求め、手指の接触の有無を判定することができる。

しかしながら、個別バラツキにより対応テーブルの特性から開離した特性のヒータの場合、例えば、図１０に示すように、補正容量が大きくなりすぎてしまい、手指が接触していないにもかかわらず、手指が接触したと判定してしまうといった問題がある。また、手指が接触した後、手指が非接触となっても、手指の非接触を判定することができないといった問題もある。

また、手指の接触を検出した際にヒータ出力を低減するよう構成されたヒータ装置では、ヒータ出力を低減すると、ヒータ温度が低下し、図１１に示すように補正容量は徐々に上昇する。このため、その後、手指が非接触となっても補正容量を示すＡＤ値が接触判定閾値を下回らず、手指が非接触となっているにもかかわらず、非接触と誤判定されるといった問題もある。

そこで、本実施形態のヒータ装置は、図１２に示すように、所定単位時間Ｔ当たりの発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が判定閾値ΔＡ以上の増加であると判定した場合、物体の接触を判定する処理を実施する。さらに、本実施形態のヒータ装置は、所定単位時間Ｔ当たりの発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が判定閾値ΔＡ以上の減少であると判定した場合、物体の非接触を判定する処理を実施する。

図１３に、この処理のフローチャートを示す。なお、図１２に示すフローチャートは、ヒータ制御装置２８および接触検知制御装置２９の処理を示している。ここでは、ヒータ制御装置２８および接触検知制御装置２９の処理を制御装置２８、２９の処理として説明する。制御装置２８、２９は、ヒータ装置２０が動作状態になると、図１３に示す処理を実施する。

まず、制御装置２８、２９は、Ｓ１００にて、接触検知をスタートする。具体的には、発信電極２５１と受信電極２５２の間に所定電圧を印加する。これにより、発信電極２５１と受信電極２５２との間に電界が形成される。

次に、制御装置２８、２９は、Ｓ１０２にて、ヒータ駆動をスタートする。具体的には、発熱部２２への通電を開始する。これにより、発熱部２２の温度は上昇する。そして、発熱部２２が所定放射温度に発熱することによって、乗員１２に暖かさを感じさせる輻射熱を放射する。

次に、制御装置２８、２９は、Ｓ１０４にて、予め定められた所定期間、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量を示すＡＤ値を基準値に補正する。本実施形態では、静電容量を示すＡＤ値を０に補正する。具体的には、図１４に示すように、所定時間間隔Ｔｓ毎に、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化の大きさが判定閾値ΔＡよりも小さな所定基準値Ｃｂ未満であることを条件として、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量示すＡＤ値を０としてメモリに記憶させる処理を繰り返し実施する。ここで、所定時間間隔Ｔｓは、所定基準時間に相当する基準ステップＴと比較して非常に短い時間間隔となっている。

なお、所定時間間隔Ｔｓにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化の大きさがキャリブレーション上限Ｃｂ以上、または、キャリブレーション下限―Ｃｂ未満の場合は、物体の接触または物体の非接触の可能性があるため静電容量の補正は実施しない。

次に、制御装置２８、２９は、Ｓ１０６にて、基準ステップＴにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が、判定閾値ΔＡ以上の増加であるか否かを判定する。具体的には、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の検出値と、基準ステップＴ前の発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の検出値との差分が判定閾値ΔＡ以上の増加であるか否かを判定する。なお、基準ステップＴ前より後に発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量を示すＡＤ値が基準値に補正されている場合には、補正値に対する発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化量が判定閾値ΔＡ以上の増加であるか否かを判定する。ここで、基準ステップＴは、所定単位時間に相当する。また、判定閾値ΔＡは正の値となっている。

ここで、物体が静電容量センサ部２５に接触しておらず、基準ステップＴの期間に発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量が判定閾値ΔＡ以上の増加でない場合、制御装置２８、２９は、物体が接触したと判定することなく、Ｓ１０４のステップに戻る。

また、物体が静電容量センサ部２５に接触し、基準ステップＴにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が判定閾値ΔＡ以上の増加である場合、制御装置２８、２９は、Ｓ１０８にて、物体が接触したと判定し、Ｓ１１０にて、ヒータ出力を低減する。具体的には、発熱部２２の通電量を低下させる。

次に、制御装置２８、２９は、Ｓ１１２にて、基準ステップＴにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が、判定閾値ΔＡ以上の低下であるか否かを判定する。具体的には、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の検出値と、基準ステップＴ前の発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の検出値との差分が判定閾値ΔＡ以上の低下であるか否かを判定する。

ここで、静電容量センサ部２５に接触していた物体が静電容量センサ部２５から離れ、基準ステップＴにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量が判定閾値ΔＡ以上の低下である場合、制御装置２８、２９は、Ｓ１０８にて、物体が非接触となったと判定し、Ｓ１１６にて、ヒータ出力を増大させる。具体的には、発熱部２２の通電量を低下させる前の通電量となるよう増加させる。

次に、制御装置２８、２９は、Ｓ１１８にて、予め定められた所定期間、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量を示すＡＤ値を基準値に補正する。本実施形態では、静電容量を示すＡＤ値を０に補正する。具体的には、図１４に示すように、所定時間間隔Ｔｓ毎に、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化の大きさが判定閾値ΔＡよりも小さな所定基準値Ｃｂ未満であることを条件として、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量示すＡＤ値を０としてメモリに記憶させる処理を繰り返し実施し、Ｓ１０４へ戻る。

ところで、本実施形態では、物体が静電容量センサ部２５に接触した際に、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量が増加し、物体が静電容量センサ部２５から離れた際に、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量が低下する例を示した。

しかし、物体が静電容量センサ部２５に接触した際に、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量が低下し、物体が静電容量センサ部２５から離れた際に、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量が増加する場合もある。

したがって、所定単位時間Ｔ当たりの発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、物体の接触を判定し、所定単位時間Ｔ当たりの発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定した場合、物体の非接触を判定することもできる。

本実施形態のヒータ装置では、例えば、基準ステップＴ＝２秒とした場合、物体が静電容量センサ部２５に接触してから２秒間程度で物体の接触を判定し、ヒータ出力を低減させる。しかし、本実施形態のヒータ装置は、物体が静電容量センサ部２５に接触すると、接触した部位の温度が迅速に低下する構造を有しており、数秒～数十秒の接触においては熱的不快感を乗員に感じさせることがないので接触判定のタイムラグは問題とならない。

以上、説明したように、本実施形態のヒータ装置は、絶縁基材２３に配置された発熱部２２と、絶縁基材２３に配置され、物体の接触または非接触を検出するための複数の電極２５１、２５２と、複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の変化に基づいて物体の接触または非接触を判定する接触判定部と、を備えている。また、接触判定部は、所定単位時間Ｔ当たりの複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の変化が判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、物体の接触を判定し、所定単位時間当たりの複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の変化が判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定した場合、物体の非接触を判定する。

このような構成によれば、接触判定部は、所定単位時間Ｔ当たりの複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、物体の接触を判定する。さらに、接触判定部は、所定単位時間Ｔ当たりの複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定した場合、物体の非接触を判定する。したがって、温度変化による影響を抑制しつつ、より精度よく接触または非接触を判定することができる。

また、本実施形態のヒータ装置は、接触判定部により所定単位時間Ｔ当たりの複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の変化が第１判定閾値未満の一方向の変化であると判定された場合、所定単位時間Ｔより短い所定時間間隔Ｔｓ毎に、複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の検出値の大きさが第１判定閾値および第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、複数の電極２５１、２５２の間の静電容量を基準値に補正する第１補正部（Ｓ１０４）を備えている。

そして、接触判定部は、所定単位時間Ｔ当たりの複数の電極２５１、２５２の間の静電容量の変化を、第１補正部により補正された基準値に対する複数の電極の間の静電容量の変化量として特定する。

したがって、物体の接触判定の直前における所定単位時間Ｔ中の温度変化による静電容量の変化の影響を抑制することが可能である。また、温度変化に伴って静電容量の大きさが大きくなりすぎると、静電容量の演算時にオーバーフローする可能性があるが、静電容量を基準値に補正することにより、オーバーフローを生じさないようにすることができ、精度よく物体の接触判定を実施することができる。

また、本実施形態のヒータ装置は、接触判定部により所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定された場合、所定単位時間より短い所定時間間隔（Ｔｓ）毎に、複数の電極の間の静電容量の検出値の大きさが第１判定閾値および第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、複数の電極の間の静電容量を基準値に補正する第２補正部（Ｓ１０４）を備えている。

そして、接触判定部は、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化を、第２補正部により補正された基準値に対する複数の電極の間の静電容量の変化量として特定する。

したがって、物体の非接触判定の直後における所定単位時間Ｔ中の温度変化による静電容量の変化の影響を抑制することが可能である。また、温度変化に伴って静電容量の大きさが大きくなりすぎると、静電容量の演算時にオーバーフローする可能性があるが、静電容量を基準値に補正することにより、オーバーフローを生じさないようにすることができ、精度よく物体の接触判定を実施することができる。

また、本実施形態のヒータ装置は、接触判定部により、物体の接触が判定された場合、発熱部２２への通電量を低下させる通電量低下部を備えている。

したがって、温度変化による影響を受けることなく、より精度よく物体の接触を判定して、発熱部２２への通電量を低下させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係るヒータ装置について図１５～図１６を用いて説明する。本実施形態のヒータ装置の構成は、上記第１実施形態のヒータ装置と同じである。本実施形態のヒータ装置は、上記第１実施形態のヒータ装置と比較して、制御装置２８、２９の処理が異なる。

本実施形態の制御装置２８、２９のフローチャートを図１５に示す。本実施形態の制御装置２８、２９は、上記第１実施形態の制御装置２８、２９と比較して、図１３におけるＳ１０６にてＹＥＳと判定された後、ステップＳ１１１の処理を実施する点が異なる。

制御装置２８、２９は、Ｓ１０６にてＹＥＳと判定され、Ｓ１１０にて、ヒータ出力を低減すると、Ｓ１１１にて、予め定められた所定期間、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量を示すＡＤ値を基準値に補正する。本実施形態では、図１６に示すように、接触判定の後、静電容量を示すＡＤ値を０に補正する。具体的には、制御装置２８、２９は、所定時間間隔Ｔｓ毎に、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化の大きさが判定閾値ΔＡよりも小さな所定基準値Ｃｂ未満であることを条件として、発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量示すＡＤ値を０としてメモリに記憶させる処理を繰り返し実施する。ここで、所定時間間隔Ｔｓは、所定基準時間に相当する基準ステップＴと比較して非常に短い時間間隔となっている。

ここで、基準ステップＴにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が、判定閾値ΔＡ未満の場合、Ｓ１１１に戻る。また、基準ステップＴにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が、判定閾値ΔＡ以上の低下である場合、Ｓ１１４へ進む。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとしてヒータ制御装置２８および接触検知制御装置２９を構成したが、必ずしもこのようなコンピュータとしてヒータ制御装置２８および接触検知制御装置２９を構成する必要はない。

（２）上記各実施形態では、物体が静電容量センサ部２５に接触し、基準ステップＴにおける発信電極２５１と受信電極２５２の間の静電容量の変化が判定閾値ΔＡ以上の増加である場合、制御装置２８、２９は、Ｓ１１０にて、ヒータ出力を低減するようにした。これに対し、ヒータ出力を停止させてもよい。

なお、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、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、ヒータ装置は、絶縁基材に配置された発熱部と、絶縁基材に配置され、物体の接触または非接触を検出するための複数の電極と、を備えている。また、複数の電極の間の静電容量の変化に基づいて物体の接触または非接触を判定する接触判定部を備えている。そして、接触判定部は、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、物体の接触を判定する。さらに、接触判定部は、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定した場合、物体の非接触を判定する。

また、第２の観点によれば、ヒータ装置は、接触判定部により所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第１判定閾値未満の一方向の変化であると判定された場合、所定単位時間より短い所定時間間隔毎に、複数の電極の間の静電容量の検出値の大きさが第１判定閾値および第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、複数の電極の間の静電容量を基準値に補正する第１補正部を備えている。

そして、接触判定部は、所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化を、第１補正部により補正された基準値に対する複数の電極の間の静電容量の変化量として特定する。

また、第３の観点によれば、ヒータ装置は、接触判定部により所定単位時間当たりの複数の電極の間の静電容量の変化が第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定された場合、所定単位時間より短い所定時間間隔毎に、複数の電極の間の静電容量の検出値の大きさが第１判定閾値および第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、複数の電極の間の静電容量を基準値に補正する第２補正部を備えている。

また、第４の観点によれば、接触判定部により、物体の接触が判定された場合、発熱部２２への通電量を低下させる通電量低下部を備えている。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１４が接触判定部に相当し、Ｓ１０４、Ｓ１１８が補正部に相当し、Ｓ１１０が通電量低下部に相当する。

２０ヒータ装置
２２発熱部
２３絶縁基材
２５静電容量センサ部
２５１発信電極
２５２受信電極
２８ヒータ制御装置
２９接触検知制御装置

Claims

ヒータ装置であって、
絶縁基材（２３）に配置された発熱部（２２）と、
前記絶縁基材に配置され、物体の接触または非接触を検出するための複数の電極（２５１、２５２）と、
前記複数の電極の間の静電容量の変化に基づいて前記物体の接触または非接触を判定する接触判定部（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１４）と、を備え、
前記接触判定部は、所定単位時間（Ｔ）当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、前記物体の接触を判定し、前記所定単位時間当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化が第２判定閾値以上の前記一方向と逆方向の変化であると判定した場合、前記物体の非接触を判定し、
前記接触判定部により前記所定単位時間当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化が前記第１判定閾値未満の一方向の変化であると判定された場合、前記所定単位時間より短い所定時間間隔（Ｔｓ）毎に、前記複数の電極の間の前記静電容量の検出値の変化の大きさが前記第１判定閾値および前記第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、前記複数の電極の間の前記静電容量を基準値に補正する補正部（Ｓ１０４）をさらに備え、
前記接触判定部は、前記所定単位時間当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化を、前記補正部により補正された基準値に対する前記複数の電極の間の前記静電容量の変化量として特定するヒータ装置。
ヒータ装置であって、
絶縁基材（２３）に配置された発熱部（２２）と、
前記絶縁基材に配置され、物体の接触または非接触を検出するための複数の電極（２５１、２５２）と、
前記複数の電極の間の静電容量の変化に基づいて前記物体の接触または非接触を判定する接触判定部（Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１４）と、を備え、
前記接触判定部は、所定単位時間（Ｔ）当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化が第１判定閾値以上の一方向の変化であると判定した場合、前記物体の接触を判定し、前記所定単位時間当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化が第２判定閾値以上の前記一方向と逆方向の変化であると判定した場合、前記物体の非接触を判定し、
前記接触判定部により前記所定単位時間当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化が前記第２判定閾値以上の一方向と逆方向の変化であると判定された場合、前記所定単位時間より短い所定時間間隔（Ｔｓ）毎に、前記複数の電極の間の前記静電容量の検出値の変化の大きさが前記第１判定閾値および前記第２判定閾値の小さい方の値よりも小さな所定基準値未満であることを条件として、前記複数の電極の間の前記静電容量を基準値に補正する補正部（Ｓ１１８）をさらに備え、
前記接触判定部は、前記所定単位時間当たりの前記複数の電極の間の前記静電容量の変化を、前記補正部により補正された基準値に対する前記複数の電極の間の前記静電容量の変化量として特定するヒータ装置。
前記接触判定部により、前記物体の接触が判定された場合、前記発熱部への通電量を低下させる通電量低下部（Ｓ１１０）を備えた請求項１または２に記載のヒータ装置。