(57)【要約】【課題】  温度変化に応じて抵抗値が大きく変化するヒータを並列接続しても、ヒータの断線を確実に検知できるようにする。【解決手段】  事前にヒータＨＩ〜Ｈ３を常温の加熱開始点から最大加熱点まで加熱制御し、その間を所定のタイミングでヒータＨ１〜Ｈ３の電流値を取得する。加熱開始点から最大加熱点を結んだ直線的基準特性に対する事前加熱制御時の各電流値の偏差のうち最大偏差点を変曲点として求める。その加熱開始点から変曲点を経て最大加熱点へ至る「く」字状の直線的特性を検知基準特性として求める。この検知基準特性に許容範囲を設け、実際にヒータＨＩ〜Ｈ３を加熱制御したときの電流値が許容範囲を超えるとき、ヒータＨ１〜Ｈ３の何れかが断線したと検知する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度上昇によって抵抗値が大きく変化するヒータを複数並列的に接続した当該ヒータの断線を検知するヒータ断線検知方法おいて、
前記ヒータを事前加熱制御したときの電流値の変化に基づき少なくとも１個の変曲点を通る検知基準特性を取得し、
前記ヒータを実際に加熱制御した時の電流値が前記検知基準特性に設けた許容範囲を超えるとき、前記ヒータの断線を検知することを特徴とするヒータ断線検知方法。
【請求項２】
前記検知基準特性は、前記ヒータの加熱開始点から最大加熱点までを結んだ直線的基準特性に対する前記事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を前記変曲点として求め、前記加熱開始点から前記変曲点を経て前記最大加熱点へ至るものである請求項１記載のヒータ断線検知方法。
【請求項３】
前記検知基準特性は、前記変曲点を第１変曲点として、加熱開始点から前記第１変曲点間の直線に対する事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を第２変曲点とし、前記第１変曲点と最大加熱点間の直線に対する事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を第３変曲点として求め、加熱開始点から前記第２変曲点、第１変曲点、第３変曲点を経て最大加熱点へ至るものである請求項２記載のヒータ断線検知方法。
【請求項４】
前記検知基準特性は、前記事前加熱制御時に得られた電流値の間を順次直線的に補間し、前記各電流値を前記変曲点として得たものである請求項１記載のヒータ断線検知方法。
【請求項５】
前記検知基準特性は、前記事前加熱制御時に得られた電流値を多項式で補間して前記変曲点を複数有する曲線である請求項１記載のヒータ断線検知方法。
【請求項６】
温度上昇によって抵抗値が大きく変化するヒータを複数並列的に接続した当該ヒータの断線を検知するヒータ断線検知方法おいて、
前記ヒータを事前加熱制御したときのヒータの抵抗値の変化に基づき少なくとも１個の変曲点を通る検知基準特性を取得し、
前記ヒータを実際に加熱制御した時のヒータの抵抗値が前記検知基準特性に設けた許容範囲を超えるとき、前記ヒータの断線を検知することを特徴とするヒータ断線検知方法。
【請求項７】
前記検知基準特性は、前記ヒータの加熱開始点から最大加熱点までを結んだ直線的基準特性に対する前記事前加熱制御時のヒータの抵抗値の最大偏差点を前記変曲点として求め、前記加熱開始点から前記変曲点を経て前記最大加熱点へ至るものである請求項６記載のヒータ断線検知方法。
【請求項８】
前記検知基準特性は、前記変曲点を第１変曲点として、加熱開始点から前記第１変曲点間の直線に対する事前加熱制御時のヒータの抵抗値の最大偏差点を第２変曲点とし、前記第１変曲点と最大加熱点間の直線に対する事前加熱制御時のヒータの抵抗値の最大偏差点を第３変曲点として求め、加熱開始点から前記第２変曲点、第１変曲点、第３変曲点を経て最大加熱点へ至るものである請求項７記載のヒータ断線検知方法。
【請求項９】
前記検知基準特性は、前記事前加熱制御時に得られたヒータの抵抗値の間を順次直線的に補間し、前記各ヒータの抵抗値を前記変曲点として得たものである請求項６記載のヒータ断線検知方法。
【請求項１０】
前記検知基準特性は、前記事前加熱制御時に得られたヒータの抵抗値を多項式で補間して前記変曲点を複数有する曲線である請求項６記載のヒータ断線検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒータ断線検知方法に係り、特に、温度による抵抗値変化が大きなヒータの断線検出が容易なヒータ断線検知方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造装置等には、並列接続された複数の加熱用ヒータを有する加熱装置とともに、これら複数のヒータの断線を検出するヒータ断線検知装置が搭載される場合が多い。
【０００３】
このヒータ断線検知装置では、図８Ａに示すように、並列接続された複数のヒータを常温の加熱開始操作量Ｌ１から最大加熱操作量Ｌ２まで加熱制御し、加熱開始操作量Ｌ１および最大加熱操作量Ｌ２のヒータ電流値を直線的に結んで仮想特性Ｃを形成し、この仮想特性Ｃの上下に許容範囲である不感帯Ｄを設け、実際のヒータ電流値がその不感帯Ｄを超えて低下した場合、何れかのヒータが断線していると判断している。
【０００４】
さらに、図８Ｂに示すように、並列接続された複数のヒータを常温の加熱開始操作量Ｌ１から最大加熱操作量Ｌ２まで加熱制御し、常温のヒータ抵抗値又は最小操作量Ｌ１のヒータ抵抗値と最大加熱操作量Ｌ２のヒータ抵抗値の中間値を仮想特性Ｃとし、値が一定で直線的な仮想特性Ｃの上下に許容範囲である不感帯Ｄを設け、実際のヒータ抵抗値がその不感帯Ｄを超えて上昇した場合、何れかのヒータが断線していると判断している。
【０００５】
しかも、実際のヒータ電流値又はヒータ抵抗値は、図８Ａ、Ｂ中の破線のように直線的にはならないので、不感帯Ｄを例えば仮想特性Ｃに対して上下２０％ずつ計４０％といったように広く設定し、誤検知しないようにしている。
なお、ヒータ電流値又はヒータ抵抗値がその不感帯Ｄを超えて低下した場合、何れかのヒ一夕に短絡状態が生じていると判断される。
【０００６】
特開平１１−２６８１０３号公報（特許文献１）はこの分野のものである。
【特許文献１】特開平１１−２６８１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、加熱装置を構成するヒータには、貴金属系ヒータやランプヒータなどに代表されるように、温度による抵抗値変化が大きく、常温時（加熱開始操作量Ｌ１）と定格電力を印加して十分に温まった時（最大加熱操作量Ｌ２）との間で２倍以上抵抗値が違うものが使用される場合がある。
【０００８】
このようなヒータでは、図９に示すように、例えば交流電圧を印加して加熱制御する場合、点弧する位相角が大きい状態、すなわち通電位相角Ｐ１からＬ１までの操作量が低い状態から、通電位相角Ｐ５やＬ２からＬ１までのように操作量が高い状態までを測定すると、図１０に示すように、抵抗値が低い状態から高い状態へ曲線状に変化するとともに、温度が低い状態での抵抗値上昇率が大きい。
【０００９】
そして、そのような温度による抵抗値変化の大きなヒータが複数個並列接続されている状態において、何れかのヒータが断線したことを検知することは非常に難しい。
【００１０】
なぜならば、温度変化に伴ってヒータの抵抗値は、図１０に示すように曲線状に変化するので、そのような実際のヒータ電流値又はヒータ抵抗値が図８Ａ、Ｂの仮想特性Ｃのように直線的にならないうえ、不感帯Ｄを広く設定して誤検知を防止する関係から、何れかのヒータに断線が生じて図８Ａ中の一点鎖線のように電流値が低下しても、下側の不感帯Ｄを超えない可能性又はなかなか超えない可能性があり、断線を検知できない心配がある。
【００１１】
ヒータ抵抗値についても、図８Ｂ中の一点鎖線のようにその値が上昇しても、上側の不感帯Ｄを超えない可能性又はなかなか超えない可能性があり、同様に断線を検知できない心配がある。
【００１２】
特に、並列接続されるヒータの本数が増加すると、これに応じて不惑帯Ｄを広く設定せざるを得ないから、何れかのヒータに断線が生じても下側の不感帯Ｄを超えない事態が生じ易く、断線を的確に検知できない場合がある。
【００１３】
逆に、不感帯Ｄを狭く設定すると、並列接続されるヒータに断線が生じていないのに電流値又はヒータの抵抗値が不感帯Ｄを超え易くなり、断腺したと誤検知が生じ易い。
【００１４】
特に、一般のユーザは、点弧する位相角が大きい状態、すなわち操作量をあまり高くしない状態で加熱装置を使用し易いので、その領域で不感帯を広く設定すると確実な断線検知が困難となるから、改善が望まれている。
【００１５】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、温度変化に応じて抵抗値が大きく変化するヒータが並列接続されていても、ヒータの断線を確実に検知可能なヒータ断線検知方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような課題を解決するために本発明のヒータ断線検知方法は、温度上昇によって抵抗値が大きく変化するヒータを複数並列的に接続した当該ヒータの断線を検知するヒータ断線検知方法おいて、そのヒータを事前加熱制御したときの電流値の変化に基づき少なくとも１個の変曲点を通る検知基準特性を取得し、それらヒータを実際に加熱制御したときの電流値がその検知基準特性に設けた許容範囲を超えるとき、それらヒータの何れかが断線したと検知することを特徴としている。
【００１７】
そして、本発明は、上記検知基準特性として、そのヒー夕の加熱開始点から最大加熱点までを結んだ直線的基準特性に対するその事前加熱制御時の電流値の最大偏差点をその変曲点として求め、それら加熱開始点から変曲点を経て最大加熱点へ至るものを用いることが可能である。
【００１８】
さらに、本発明は、上記検知基準特性として、上記変曲点を第１変曲点とし、加熱開始点から第１変曲点間の直線に対する事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を第２変曲点とし、それら第１変曲点と最大加熱点間の直線に対する事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を第３変曲点として求め、加熱開始点から第２変曲点、第１変曲点、第３変曲点を経て最大加熱点へ至るものを用いることも可能である。
【００１９】
また、本発明は、上記検知基準特性として、その事前加熱制御時に得られた電流値の間を順次直線的に補間し、各電流値をそれら変曲点として得た特性を用いることも可能である。
【００２０】
さらに、本発明は、上記検知基準特性として、その事前加熱制御時に得られたそれら電流値を多項式で補間してそれら変曲点を複数有する曲線とすることも可能である。
【００２１】
しかも、本発明のヒータ断線検知方法は、温度上昇によって抵抗値が大きく変化するヒータを複数並列的に接続した当該ヒータの断線を検知するヒータ断線検知方法おいて、そのヒータを事前加熱制御したときのヒータの抵抗値変化に基づき少なくとも１個の変曲点を通る検知基準特性を取得し、それらヒータを実際に加熱制御したときのヒータの抵抗値がその検知基準特性に設けた許容範囲を超えるとき、それらヒータの何れかが断線したと検知することを特徴としている。
【００２２】
そして、本発明は、上記検知基準特性として、そのヒー夕の加熱開始点から最大加熱点までを結んだ直線的基準特性に対するその事前加熱制御時のヒータの抵抗値の最大偏差点をその変曲点として求め、それら加熱開始点から変曲点を経て最大加熱点へ至るものを用いることが可能である。
【００２３】
さらに、本発明は、上記検知基準特性として、上記変曲点を第１変曲点とし、加熱開始点から第１変曲点間の直線に対する事前加熱制御時のヒータの抵抗値の最大偏差点を第２変曲点とし、それら第１変曲点と最大加熱点間の直線に対する事前加熱制御時のヒータの抵抗値の最大偏差点を第３変曲点として求め、加熱開始点から第２変曲点、第１変曲点、第３変曲点を経て最大加熱点へ至るものを用いることも可能である。
【００２４】
また、本発明は、上記検知基準特性として、その事前加熱制御時に得られたヒータの抵抗値の間を直線的に補間し、各ヒータの抵抗値をそれら変曲点として得たものを用いることも可能である。
【００２５】
さらに、本発明は、上記検知基準特性として、その事前加熱制御時に得られたそれらヒータの抵抗値を多項式で補間してそれら変曲点を複数有する曲線とすることも可能である。
【発明の効果】
【００２６】
そのような手段を備えた本発明では、ヒータを事前加熱制御したときのヒータ電流値又はヒータ抵抗値の変化に基づき少なくとも１個の変曲点を通る検知基準特性を取得し、その検知基準特性に設けた許容範囲をそれらヒータの実加熱制御時の電流値又は抵抗値が超えるときヒータ断線を検知するから、ヒータの抵抗値変化に沿った検知基準特性が得られ易く、温度変化に応じて抵抗値が大きく変化するヒータが並列接続されていても、ヒータの断擦を確実に検知可能となる。
【００２７】
そして、上記検知基準特性として、そのヒータの加熱開始点から最大加熱点までの直線的基準特性に対する実加熱制御時のヒータ電流値又はヒータ抵抗値の最大偏差点をその変曲点として求め、それら加熱開始点から変曲点を経て最大加熱点へ至る特性を用いる構成では、検知基準特性を求める演算が簡単で検知が早い利点がある。
【００２８】
さらに、上記変曲点を第１変曲点として、加熱開始点から第１変曲点間の直線に対する事前加熱制御時のヒータ電流値又はヒータ抵抗値の最大偏差点を第２変曲点とし、第１変曲点と最大加熱点間の直線に対する事前加熱制御時の電流値又はヒータの抵抗値の最大偏差点を第３変曲点として求め、加熱開始点から第２変曲点、第１変曲点、第３変曲点を経て最大加熱点へ至る特性を上記検知基準特性として用いる構成では、ヒータの抵抗特性に近い特性の検知基準特性を簡単に演算可能で検知が早い利点がある。
【００２９】
また、上記検知基準特性として、その事前加熱制御時に得られた各電流値の間を直線的に補間し、各ヒータ電流値又はヒータ抵抗値をそれら変曲点として得た特性を用いる構成では、ヒータの抵抗特性により近い特性の検知基準特性を簡単に演算可能で検知が早い利点がある。
【００３０】
さらに、上記検知基準特性として、その事前加熱制御時に得られた各ヒータ電流値又はヒータ抵抗値を多項式で補間して変曲点が複数ある曲線とする構成では、より一層ヒータの抵抗値特性に近い特性の検知基準特性を演算可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、ヒータを加熱する加熱装置の概略から説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係るヒータ断線検知方法を搭載した加熱装置を示すブロック図である。
【００３３】
ヒータＨ１、Ｈ２、Ｈ３は各々同じ抵抗体からなり、並列接続されるとともに、交流電源１、電流値検出部３およびスイッチＳＷを介してループ状に直列接続されており、ヒータＨ１〜Ｈ３の並列回路には更に電圧値検出部５が並列接続されている。
【００３４】
各ヒータＨ１〜Ｈ３は、例えば貴金属系ヒータやランプヒータ等のように温度による抵抗値変化が大きく、例えば常温時（加熱開始操作量Ｌ１）と定格電力を印加して十分に温まった時（最大加熱操作量Ｌ２）と間で２倍以上抵抗値が違う抵抗体である。
【００３５】
交流電源１は、従来公知の例えば１００Ｖや２００Ｖの商用交流電源であり、通電によって各ヒータＨ１〜Ｈ３を加熱するものである。
【００３６】
電流値検出部３は、交流電源１とヒータＨ１〜Ｈ３間の閉ループ途中に挿入するように接続されており、ヒータＨ１〜Ｈ３に通電される交流電流値を測定する従来公知の電流センサＣＴであり、後述する制御演算部７に接続されている。
【００３７】
電圧値検出部５は、並列接続されたヒータＨ１〜Ｈ３両端の交流電圧値を測定する回路であり、制御演算部７に接続されている。
【００３８】
スイッチＳＷは、交流電源１とヒータＨ１〜Ｈ３間の途中に直列接続されており、制御演算部７からの操作量ＭＶによってヒータＨ１〜Ｈ３に印加する交流電源をオンオフする半導体無接点スイッチや機械的な有接点スイッチである。
【００３９】
制御演算部７は、ヒータＨ１〜Ｈ３の近傍に配置された温度センサ（図示省略）からの測定値ＰＶと設定値ＳＶとからその偏差が小きくなるような操作量ＭＶを例えばＰＩＤ演算して出力するものであり、駆動部９に接続されている。
【００４０】
制御演算部７は、測定値ＰＶが所定の許容範囲を超えたとき、警報信号を出力するようになっている。
【００４１】
さらに、制御演算部７は、電流値検出部３からの交流電流値に基づき、ヒータＨ１〜Ｈ３の断線の有無を検知して断線検知信号を出力するようになっている。なお、電圧値検出部５からの交流電圧値および電流検出部３からの交流電流値から求めたヒータの抵抗値に基づくヒータＨ１〜Ｈ３の断線有無の検知については後述する。
【００４２】
これらヒータＨ１〜Ｈ３の断線検知方法が本発明の要部であり、詳細は後述する。
【００４３】
駆動部９は、制御演算部７からの操作量ＭＶに応じて交流電源１からの交流電圧をオンオフ駆動するものである。
【００４４】
すなわち、駆動部９は、上述した図９に示すように、操作量ＭＶが小さい場合、交流電圧の各半周期において位相点Ｌ２からＰ１までスイッチＳＷをオフ制御するとともに、残りのＰ１からＬ１の操作量ＭＶ分だけの短い間だけスイッチＳＷをオン制御して駆動するものであり、操作量ＭＶに応じてスイッチＳＷのオン開始タイミングがＰ１〜Ｐ５、Ｌ２へと早くなる。
【００４５】
そのため、操作量ＭＶが小さい場合、交流電圧の各半周期において長い位相分でスイッチＳＷがオフ制御されるとともに残りの短い位相分がオン制御されてヒー夕Ｈ１〜Ｈ３が加熱制御され、操作量ＭＶが大きい場合、交流電圧の各半周期において短い位相分でスイッチＳＷがオフ制御されるとともに残りの長い位相分がオン制御されてヒータＨ１〜Ｈ３が加熱制御される。
【００４６】
次に、本発明に係るヒータ断線検知方法を説明する。まず、電流値から検知する方法を説明する。
【００４７】
ヒータＨ１〜Ｈ３が断線していない状況の下において、常温時の加熱開始操作量Ｌ１から定格電力を印加して最大加熱操作量Ｌ２までの間で、制御演算部７から検査用の事前操作量ＭＶを順次出力し、事前に電流値検出部３にて所定のタイミング、例えば上述した図９中Ｌ１、Ｐ１〜Ｐ５、Ｌ２の制御点でヒータ電流値を測定して制御演算部７へ入力する（図２Ａ）。
【００４８】
制御演算部７では、電流値検出部３からの測定電流値に基づき図３Ａの点ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４、ｉ５、ｉ６で示すような特性を得るとともに、加熱開始操作量Ｌ１から最大加熱操作量ｉ６までの間を直線的に結んだ直線的基準特性ｓを求める（図２Ｂ）。
【００４９】
制御演算部７では、電流値検出部３から各電流値ｉ１〜ｉ６と直線的基準特性ｓとの偏差を求めるとともに最も大きな最大偏差点ｉ３を求める（図２Ｃ）。
【００５０】
さらに、その加熱開始点Ｌ１と最大偏差点ｉ３を直線的に結ぶとともに最大偏差点ｉ３と最大加熱点ｉ６を直線的に結んで「く」字状の検知基準特性Ｓを求め、図３Ｂに示すように、その検知基準特性Ｓの上下に所定の許容範囲を不感帯Ｄとして設定する（図２Ｄ）。
【００５１】
制御演算部７では、ヒータＨ１〜Ｈ３を実際に加熱制御した際、電流値検出部３からの測定電流値が検知基準特性Ｓの不感帯Ｄを超えて低下したとき、ヒータＨ１〜Ｈ３の何れかが断線したと検知して検知信号を出力する（図２Ｅ）。
【００５２】
このように、本発明のヒータ断線検知方法によれば、事前にヒータＨ１〜Ｈ３を加熱制御したときの電流値を所定のタイミングで取得し、加熱開始点Ｌ１と最大加熱点ｉ６を直線的に結ぶ直線的基準特性ｓに対するヒータ電流値の最大偏差点ｉ３を求め、その加熱開始点Ｌ１から最大偏差点ｉ３を経て最大加熱点ｉ６へ至る「く」字状の特性を検知基準特性Ｓとして求め、この検知基準特性Ｓに設けた不感帯ＤをヒータＨ１〜Ｈ３の実加熱制御時の電流値が超えるとき、ヒータＨ１〜Ｈ３の断線を検知する。
【００５３】
そのため、温度による抵抗値変化の大きな複数のヒータが並列接続されていても、最大偏差点ｉ３が変曲点となり、検知基準特性ＳがヒータＨ１〜Ｈ３の測定電流値の変化に近い「く」字状になるから、断線を確実に検知することが可能となる。
【００５４】
しかも、取得したヒータＨ１〜Ｈ３の電流値と直線的基準特性ｓとの最大偏差点ｉ３を求め、その加熱開始点Ｌ１から最大偏差点Ｐ３を経て最大加熱点Ｌ２へ至る直線的特性を検知基準特性Ｓとして求めるから、検知基準特性Ｓを求める手法が簡単で、演算も速い利点がある。
【００５５】
さらに、検知基準特性ＳがヒータＨ１〜Ｈ３の測定電流値の変化に近い「く」字状になっているから、不感帯Ｄを広げなくても実際のヒータＨ１〜Ｈ３の電流値の変化に近くなって誤動作が少ない一方で、断線の検出が可能である。
【００５６】
なお、図示はしないが、検知基準特性Ｓは、最大偏差点ｉ３である変曲点を第１変曲点として、加熱開始点Ｌ１からその第１変曲点間の直線に対する事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を第２変曲点とし、第１変曲点と最大加熱点Ｌ２間の直線に対する事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を第３変曲点として求め、加熱開始点Ｌ１から第２変曲点、第１変曲点、第３変曲点を経て最大加熱点へ至る特性とすることも可能である。
【００５７】
すなわち、加熱開始点Ｌ１から第２変曲点を経た第１変曲点までを「く」字状に、これに続く第１変曲点から第３変曲点を経て最大加熱点Ｌ２までを「く」字状にして、複数に折れた折れ線状にすることも可能である。
【００５８】
このように、複数に折れた折れ線状の検知基準特性Ｓを用いることにより、検知基準特性Ｓが実際のヒータＨ１〜Ｈ３の電流値の変化により近くなり、断線の検出精度が向上する利点がある。
【００５９】
本発明に係るヒータ断線検知方法は上述した構成に限定されず、検知基準特性Ｓを求める手法には種々のものが考えられる。
【００６０】
例えば、図４に示すように、事前に所定のタイミングで電流値検出部３から電流値ｉｌ〜ｉ６を制御演算部７に入力する（図４Ａ）。電流値ｉ６は最大加熱点Ｌ２に対応する。
【００６１】
制御演算部７では、図４Ｂに示すように、その事前加熱制御時に得られた隣合う各電流値ｉｌ〜ｉ６間を順次直線的に補間して得た特性を上記検知基準特性Ｓとし、この検知基準特性Ｓに設けた不感帯ＤをヒータＨ１〜Ｈ３の実際加熱制御時の電流値が超えて低下したとき、ヒータＨ１〜Ｈ３の断線を検知する方法である。この方法における検知基準特性Ｓでは各電流値ｉ１〜ｉ５が各々変曲点となる。
【００６２】
このようなヒータ断線検知方法では、変曲点ｉｌ〜ｉ５が複数ある曲線近時の特性となり、さらにヒータの抵抗値特性に近い特性の検知基準特性ｓを演算可能であるから、ヒータＨ１〜Ｈ３の断線を確実に検知することが可能となる。
【００６３】
しかも、取得した個々のヒータＨ１〜Ｈ３の電流値ｉ１〜ｉ６を直線的に結んで検知基準特性として求めるから、検知基準特性Ｓを求める手法が簡単で、演算も速い利点があるし、不感帯Ｄを広くする必要もない。
【００６４】
さらに、別の手法として図５に示すような方法もある。
【００６５】
すなわち、事前に所定のタイミングで電流値検出蔀３から各電流値ｉ１〜ｉ６を制御演算部７に入力する（図５Ａ）。
【００６６】
制御演算部７では、図５Ｂに示すように、その事前加熱制御時に得られた各電流値ｉ１〜ｉ６の間を補間多項式、例えば最小二乗法、ラグランジェの補間多項式、ニュートンの近似式等で補間して得た曲線特性を上記検知基準特性Ｓとし、この検知基準特性Ｓに設けた不感帯ＤをヒータＨ１〜Ｈ３の実際の加熱制御時の電流値が超えて低下したとき、ヒータＨ１〜Ｈ３の断線を検知する方法である。
【００６７】
この方法における検知基準特性Ｓは、複数の変曲点を有する比較的滑らかなカーブを描く特性となり、必ずしも各電流値ｉ１〜ｉ６を通るとは限らず、各電流値ｉ１〜ｉ６が変曲点となるものではない。
【００６８】
このようなヒータ断線検知方法では、多数の変曲点を有し滑らかなカーブ状の検知基準特性Ｓを設定するから、ヒータＨ１〜Ｈ３の電流値変化により一層近似した検知基準特性Ｓを求めることが可能で、より正確にヒータＨ１〜Ｈ３の断線を検知することが可能である。
【００６９】
次に、本発明に係るヒータ断線検知方法に関し、ヒータＨ１〜Ｈ３の抵抗値変化から検知する方法を説明する。
【００７０】
この方法を実施するために、上述した制御演算部７は、電圧値検出部５からの交流電圧値と電流値検出部３からの交流電流値とからオームの法則によって求めたヒータ抵抗値に基づき、ヒータＨ１〜Ｈ３の断線有無を検知して断線検知信号を出力するようになっている。
【００７１】
まず、ヒータＨ１〜Ｈ３が断線していない状況の下において、常温時の加熱開始操作量Ｌ１から定格電力を印加して最大加熱操作量Ｌ２までの間で、制御演算部７から検査用の事前操作量ＭＶを順次出力し、事前に電流値検出部３にて所定のタイミング、例えば上述した図９中Ｌ１、Ｐ１〜Ｐ５、Ｌ２の制御点で電流値ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４、ｉ５、ｉ６を測定して制御演算部７に入力し（図３参照）、更に、電圧値検出部５から同様のタイミングの制御点でヒータ電圧値を測定して制御演算部７に入力し、制御演算部７ではそれら電流値および電圧値からオームの法則によって図７Ａのようなヒータ抵抗値ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６を求める（図６Ａ）。
【００７２】
制御演算部７では、ヒータ電流値とヒータ電圧値に基づきヒータ抵抗値を計算し、図７Ａの点ｒ１〜ｒ６で示すような特性を得る一方、ヒータ抵抗値ｒとｒ６間を直線的に結んだ直線的基準特性ｓを求める（図６Ｂ）。
【００７３】
制御演算部７では、ヒータ抵抗値ｒ１〜ｒ６と直線的基準特性ｓとの偏差を求めるとともに最も大きな最大偏差点ｒ３を求める（図６Ｃ）。
【００７４】
さらに、その最小操作量点ｒ１を通り最大偏差点ｉ３に至る直線的基準特性ｓと、最大偏差点ｒ３と最大加熱点ｒ６を直線的に結んた直線を最大偏差点ｒ３で結んだ「く」字状の検知基準特性Ｓを求め、図７Ｂに示すように、その検知基準特性Ｓの上下に所定の許容範囲を不感帯Ｄとして設定する（図６Ｄ）。
【００７５】
制御演算部７では、ヒータＨ１〜Ｈ３を実際に加熱制御した際、電流値検出部３からのヒータ電流値および電圧値検出部５から求められたヒータ抵抗値が検知基準特性Ｓの不感帯Ｄを超えて上昇したとき、ヒータＨ１〜Ｈ３の何れかが断線したと検知して検知信号を出力する（図６Ｅ）。
【００７６】
このように、本発明のヒータ断線検知方法によれば、事前にヒータＨ１〜Ｈ３を加熱制御したときの電流値ｉ１〜ｉ６および電圧値を所定のタイミングで取得し、これら電流値ｉ１〜ｉ６および電圧値から熱制御したときのヒータ抵抗値ｒ１〜ｒ６をそのタイミングで求め、最小操作量点ｒ１を通り最大加熱点ｒ６に至る直線的基準特性ｓに対するヒータ抵抗値ｒ１〜ｒ６の最大偏差点ｒ３を求め、その最小操作量点ｒ１から最大偏差点ｒ３を経て最大加熱点ｒ６へ至る「く」字状の特性を検知基準特性Ｓとして求め、この検知基準特性Ｓに設けた不感帯ＤをヒータＨ１〜Ｈ３の実加熱制御時のヒータ抵抗値が超えるときヒータＨ１〜Ｈ３の断線を検知する。
【００７７】
そのため、温度による抵抗値変化が大きな複数のヒータが並列接続されていても、最大偏差点ｒ３が変曲点となり、検知基準特性ＳがヒータＨ１〜Ｈ３の実加熱制御時の抵抗値の変化に近い「く」字状になるから、断線を確実に検知することが可能となる。
【００７８】
しかも、求めたヒータＨ１〜Ｈ３の抵抗値と直線的基準特性ｓとの最大偏差点ｒ３を求め、その加熱開始点ｒ１から最大偏差点ｒ３を経て最大加熱点ｒ６へ至る直線的特性を検知基準特性Ｓとして求めるから、検知基準特性Ｓを求める手法が簡単で、演算も速い利点がある。
【００７９】
さらに、検知基準特性ＳがヒータＨ１〜Ｈ３の演算抵抗値の変化に近い「く」字状になっているから、不感帯Ｄを広げなくても実際のヒータＨ１〜Ｈ３の抵抗値の変化に近くなって誤動作が少ない一方で、断線の検出が可能である。
【００８０】
本発明に係るヒータ断線検知方法、すなわちヒータＨ１〜Ｈ３の演算抵抗値の変化から検知基準特性Ｓを求める手法においても種々のものが考えられる。
【００８１】
例えば、図示はしないが、上述したように、最大偏差点ｒ３である変曲点を第１変曲点として、加熱開始点ｒ１からその第１変曲点間の直線に対する事前加熱制御時の抵抗値の最大偏差点を第２変曲点とし、第１変曲点と最大加熱点ｉ６間の直線に対する事前加熱制御時の電流値の最大偏差点を第３変曲点として求め、加熱開始点ｒ１から第２変曲点、第１変曲点、第３変曲点を経て最大加熱点ｉ６へ至るように、複数に折れた折れ線状の検知基準特性Ｓも可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００８２】
さらに、上述した図４に類似した構成、すなわち、事前加熱制御時に得られた各抵抗値ｒｌ〜ｒ６の間を順次直線的に補間して得た特性を上記検知基準特性Ｓとしたり、図５Ｂに類似した構成、すなわち、その事前加熱制御時に得られた各抵抗値ｒ１〜ｒ６の間を補間多項式、例えば最小二乗法、ラグランジェの補間多項式、ニュートンの近似式等で補間して得た曲線特性を上記検知基準特性Ｓとする構成である。
【００８３】
このような検知基準特性Ｓを用いてヒータＨ１〜Ｈ３の断線有無を検知する構成でも、上述したような効果が得られる利点がある。
【００８４】
なお、上述した本発明のヒータ断線検知方法では、ヒータＨ１〜Ｈ３の実際の加熱制御時の電流値が検知基準特性Ｓに設けた不感帯Ｄを超えて上昇したとき又はヒータ抵抗値が不感帯Ｄを超えて低下したとき、ヒータＨ１〜Ｈ３の短絡を検知可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係るヒータ断線検知方法を搭載した加熱装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るヒータ断線検知方法のプロセスを説明する図である。
【図３】図２のヒータ断線検知方法を実施した場合の動作特性図である。
【図４】別のヒータ断線検知方法を実施した場合の動作特性図である。
【図５】更に別のヒータ断線検知方法を実施した場合の動作特性図である。
【図６】本発明に係るヒータ断線検知方法の別のプロセスを説明する図である。
【図７】図６のヒータ断線検知方法を実施した場合の動作特性図である。
【図８】従来の仮想特性に基づく断線検知方法を説明する図である。
【図９】交流電圧と操作量の関係を示す図である。
【図１０】抵抗値変化の大きいヒータの抵抗値特性を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  交流電源
３  電流値検出部
５  電圧値検出部
７  制御演算部
９  駆動部
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３  ヒータ
ＳＷ  スイッチ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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