JPH0521135A - セラミクスヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は両面パターンタイプのセラミクスヒ
ータにおいて基板裏面に設けた感熱部材の感度を向上さ
せることを目的とする。 【構成】 本発明のセラミクスヒータはセラミクス製基
板の表面に発熱体を配設し、基板の裏面において発熱体
の真裏に当る位置に感熱部材を配設し、かつこの感熱部
材を避けて基板裏面に回路パターンを形成したことを特
徴とする。 【効果】 立上り時基板裏面では発熱体の真裏に当る位
置が最も温度が高い。そこで、この発熱体の真裏に当る
位置に感熱部材を配置すれば感熱部材の温度が高くな
る。また、回路パターンは熱の良導体であるので、回路
パターンを感熱部材に接触しないように配置すれば、感
熱部材が冷却されることがない。したがってこの構成に
より感熱部材の温度が発熱体のそれに近似して、感度が
向上し、立上り遅れが少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は両面パターンタイプのセ
ラミクスヒータにおいて基板裏面に設けた感熱部材の感
度を向上したものである。

【０００２】

【従来の技術】両面パターンタイプのセラミクスヒータ
はセラミクス製基板の表面に膜状発熱体を配設し、基板
裏面に発熱体の一端に接続した銀膜からなる回路パター
ンを配設して回路の両端子を基板の他端の表裏両面に集
中したもので、ＯＡ機器などに組込むとき配線が容易に
なり、またソケットが簡単になるなど大きな利点があ
る。この場合、発熱体の裏側に回路パターンをもって来
て両者ともに基板の中央において立体的に重ね合わすの
が一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、基板の中
央部の表裏両面に発熱体と回路パターンとが重なるよう
に配設すると、サーミスタなどの感熱部材を設けると
き、これら部材を回路パターンに直接接触させて配置し
なければならない。この場合、感熱部材が回路パターン
の温度を感知することになるが、回路パターンは電流を
通流するとともに、熱も良く伝導するので、始動に際
し、回路パターンの立上り温度が基板面の立上り温度よ
りも低い傾向がある。

【０００４】そこで、回路パターンに感熱部材を取付け
ると、始動時の感熱部材の検知温度が実際の温度よりも
低いため発熱体に過大な電流が流入し、オーバーシュー
トする結果になる。これではトナーの定着温度である２
００℃を大幅に超過し、ヒーター近傍に配置された部材
を加熱し劣化させ、またヒータそのものの寿命も短かく
なる。さらに、このヒータのしゅん間消費電力が大きく
なるため、大容量の電源が必要になるなどの欠点があ
る。

【０００５】そこで本発明の課題は両面パターンタイプ
のセラミクスヒータにおいて、基板裏面に配設する感熱
部材の検知温度を実際の基板面温度に近ずけるように構
造を改善することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は表面に発熱体を
配設したセラミクス製基板の裏面において発熱体の真裏
に当る位置に感熱部材を設け、かつこの感熱部材を避け
た基板裏面に回路パターンを設けて感熱部材の検知温度
を実際の温度に近ずけたものである。

【０００７】

【作用】このような両面パターンタイプのセラミクスヒ
ータにおいては通電後の立上り時、基板裏面において最
も速く温度が立上るのは発熱体の真裏に当る位置であ
る。そこで、この位置に感熱部材を設けかつ回路パター
ンをこの位置から避ければ、感熱部材の温度は真実の温
度に近ずき、感熱精度を向上できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の詳細を下記の各種実施例によ
って説明する。

【０００９】実施例１ 本実施例は回路パターンが感熱部材の周囲に閉環をなし
て迂回したもので、その詳細を図１ないし図３に示す。
図中、（１）はアルミナセラミクスからなる細長い基
板、（２）はこの基板（１）表面の中心線に沿って形成
され、基板（１）の長さの大部分に延在した細長い発熱
体、（３１），（３２）はこれら発熱体（２）の両端に
形成された電極、（４）は上記発熱体（２）表面を覆う
ガラス質保護膜、（５）は基板（１）の裏面において発
熱体（１）の中央部の真裏に配設された感熱部材の一例
であるサーミスタ、（６）は基板（１）の裏面において
上記感熱部材（５）を避けて基板（１）の両端部を連通
する回路パターン、（７），（７）は基板（１）の一端
部を貫通して一方の電極（３１）と回路パターン（６）
とを電気的に接続するスルーホール、（８），（８）は
他方の電極（３２）および回路パターン（６）の他端に
それぞれ設けられた端子である。

【００１０】上記発熱体（２）はたとえば銀・パラジウ
ム合金ペーストをプリント配線して焼付けてなるもの
で、主体となる細長い発熱部（２１）の両端部（２２）
を広幅に形成してある。

【００１１】上記電極（３１），（３２）は銀ペースト
をプリントして焼付けてなるもので、図示のように一部
を発熱体端部（２２），（２２）表面に重層し主体を基
板（１）表面に直接形成してもよく、また図示しない
が、発熱体（２）の端部を大きく形成して電極全体を発
熱体端部表面に重層してもよく、いずれもそれぞれの利
点がある。

【００１２】上記回路パターン（６）は銀ペーストをプ
リント配線して焼付けてなるもので、一方の電極（３
１）に対応する位置に設けた接続部（６１）、閉環をな
して感熱部材（５）を包囲する迂回部（６２）および基
板（１）の裏面において他方の電極（３２）と異る位置
に対応させて設けた広幅の受電部（６３）とを含むもの
である。

【００１３】上記端子（８），（８）はたとえば銅板や
黄銅板などの金属板をプレス成形してニッケルめっきま
たは銀めっきしたもので、細長い柄部（８１）の中間部
に歪や伸縮を緩和するたとえばＵ字形の曲げ部（８２）
を形成し、かつ先端は広幅で継線孔を有する継線部（８
３）に形成してある。そして、他方の電極（３２）およ
び受電部（６３）に柄部（８１）基端をはんだ（８４）
で固定して基板（１）の同一側方に並行して突出してあ
る。

【００１４】そして、両端子（８），（８）を図示して
ない電源の両端に接続するとともに感熱部材（５）すな
わちサーミスタを図示しない電流制御装置に接続する。
そして、電源を投入すれば、電流が両端子（８），
（８）から流入して発熱体（２）の発熱部（２１）を通
流してこれを発熱させる。すると、発熱部（２１）で生
じた熱が周囲を温めながら次第に蓄積されて昇温する。
このとき、発熱部（２１）の中央部の温度が最も高く、
これから遠くなるほど温度が低く、かつ基板（１）裏面
では発熱部（２１）の中央部の真裏が最も温度が高く、
これから遠くなるほど温度が低い。そして通電を継速す
るとこの部分温度関係のままで全体の温度が上昇し、や
がて、感熱部材（サーミスタ）（５）によって検知され
た温度が所定の温度に達すると通電が遮断され、各部の
温度が平均化され、この結果感熱部材（サーミスタ）
（５）の温度が下り、再度通電する。このようにして何
回か通電が断続する間にヒータ各部の温度が約２００℃
でほぼ一定になり、定常状態になる。しかして、このよ
うなセラミクスヒータにおいては感熱部材（サーミス
タ）（５）の温度が発熱体（２）の最高温点の温度に近
いほど、感度がよく、温度調節精度が高い。本発明者ら
は発熱体（２）の中間部の真裏に当る位置の温度が発熱
体（２）の最高温点温度に近いことを発見し、感熱部材
（サーミスタ）（５）を発熱体の真裏に当る位置に配設
したものである。

【００１５】また、回路パターン（６）を構成する金属
膜の例である銀膜は熱を良く伝達する性質を有する。そ
こで、本実施例においては回路パターン（６）の一部を
サーミスタ（５）を包囲する閉環形迂回部（６２）に形
成して感熱部材（サーミスタ）（５）との接触を避けた
のである。それで、感熱部材（サーミスタ）（５）に到
達した熱が回路パターン（６）に逃げることがなくな
り、感熱部材（サーミスタ）（５）の温度が発熱体
（２）の中央部の温度に近くなったのである。

【００１６】このように、本実施例セラミクスヒータは
サーミスタを例とする感熱部材（５）の配設位置を限定
し、かつ回路パターン（６）を感熱部材（５）を避ける
ように配設したので、感熱部材（５）の温度は発熱体
（２）の温度に最も近くなり、温度検知感度が高く、し
たがって感熱部材（５）の作動遅れや検知温度のずれに
起因するオーバーシュートがほとんどなくなったのであ
る。

【００１７】また、端子（８）は配線時電線の剛性に起
因する押圧力や撚り圧力を受けており、また点滅すれば
発熱体（２）からの伝熱によって膨張収縮を繰り返す。
しかし、本実施例１のセラミクスヒータにおいては端子
（８）の柄部（８１）の中間部に曲げ部（６２）を形成
したので、上述の歪みや撚りあるいは膨張収縮がこの曲
げ部（６２）に伝達されて曲げ部（６２）の変形として
吸収され、端子（８）を剥離したり、電線を離脱させた
りすることがなくなったのである。

【００１８】実施例２ 本実施例２のセラミクスヒータは図４ないし図６に示す
ように、基板（１）の表面の中心線に沿って発熱体
（２）に形成し、基板（１）裏面の発熱体（２）の中央
部の真裏すなわち中心線上に感熱部材（５）の一例であ
るサーミスタを配設するとともに、この感熱部材（５）
を避けるよう、回路パターン（６）を基板（１）裏面の
一側に寄せて配設し、かつ両端子（８），（８）を基板
（１）の他端部において軸方向に並行して突設したもの
で、その他同一部分には同一符号を付して説明を略す。

【００１９】このセラミクスヒータも感熱部材（５）が
基板（１）の裏面において、発熱体（２）の真裏に当る
位置に配設され、かつ回路パターン（６）が感熱部材
（５）を避けて配設されているので、始動後の立上り時
において、感熱部材（５）の温度が発熱体（２）の温度
に極めて近似し、したがって感熱部材（５）の温度検知
感度が高く、したがって、感熱部材（５）の動作遅れや
検知温度のずれに起因するオーバーシュートがほとんど
なくなった。

【００２０】また、端子（８），（８）も柄部（８１）
の中間部に曲げ部（８２），（８２）を設けたので配線
の剛性に起因する押圧力や撚り圧力あるいはヒータ点滅
に起因する端子の膨張収縮を吸収して端子や電線の剥落
のおそれがなくなった。

【００２１】実施例３ 本実施例３のセラミクスヒータは図７ないし図９に示す
ように、基板（１）の表面の中心線に沿って発熱体
（２）を形成し、基板（１）の裏面の発熱体（２）の中
央部の真裏すなわち中心線上に感熱部材（５）の一例で
あるサーミスタを配設するとともに、この感熱部材
（５）を避けるよう、回路パターン（６）の中央部（６
４）をＵ字形にわん曲させて配設し、かつ両端子
（８），（８）を基板（１）の他端部において両側方に
背向して突設したもので、その他同一部分には同一符号
を付して説明を略す。

【００２２】この実施例３のセラミクスヒータも感熱部
材（５）が基板（１）の裏面において、発熱体（２）の
真裏に当る位置に配設され、かつ回路パターン（６）が
感熱部材（５）を避けて配設されているので、始動後の
立上り時において、感熱部材（５）の温度が発熱体
（２）の温度に極めて近似し、したがって感熱部材
（５）の温度検知感度が高く、したがって感熱部材
（５）の動作遅れや検知温度のずれに起因するオーバー
シュートがほとんどなくなった。

【００２３】また、端子（８）も柄部（８１）に曲げ部
（８２）を設けたので、前述の両実施例と同様な効果が
ある。

【００２４】実施例４ 本実施例４のセラミクスヒータは図１０および図１１に
示すように、基板（１）の表面の一側に偏して発熱体
（２）を形成し、基板（１）の裏面の発熱体の中央部の
真裏すなわち一側に偏して感熱部材（５）の一例である
サーミスタを配設するとともにこの感熱部材（５）を避
けるよう、回路パターン（６）を基板（１）の他側に偏
して延在させ、かつ両端子（８），（８）を基板（１）
の他端部において両側方に背向して突設したもので、そ
の他同一部分には同一符号を付して説明を略す。

【００２５】この実施例４のセラミクスヒータも感熱部
材（５）が基板（１）の裏面において、発熱体（２）の
真裏に当る位置に配設され、かつ回路パターン（６）が
感熱部材（５）を避けて配設されているので、始動後の
立上り時において、感熱部材（５）の温度が発熱体
（２）の温度に極めて近似し、したがって感熱部材
（５）の温度検知感度が高く、したがって感熱部材
（５）の動作遅れや検知温度のずれに起因するオーバー
シュートがほとんどなくなった。

【００２６】また、端子（８）も柄部（８１）に曲げ部
（８２）を設けたので、前述の３実施例と同様な効果が
ある。

【００２７】なお、前述の各実施例において、発熱体を
銀・パラジウム合金膜で構成したが本発明はこれに限ら
ず、他の金属で構成してもよく、また膜状でなくともよ
い。また、回路パターンも銀以外の導電物質で構成して
もよく、また回路中に他の回路素子たとえば抵抗や蓄電
器、トランジスタなどを含ませてもよく、さらにパター
ンは膜でなくともよい。さらに、感熱部材は上述のサー
ミスタに限らずたとえばヒューズなど温度に感応して作
用する部材ならなんでもよい。さらに、基板の形状やセ
ラミクスの種類に限定はないが、厚さが厚すぎては伝熱
が悪くなって発熱体と感熱部材との温度差が大きくなっ
て本発明の目的に反する。

【００２８】

【発明の効果】このように、本発明のセラミクスヒータ
はセラミクス製基板の表面に発熱体を配設し、基板の裏
面において発熱体の真裏に当る位置に感熱部材を配設
し、かつこの感熱部材を避けて基板裏面に回路パターン
を形成したので、始動後の立上り時において、発熱体の
温度と感熱部材の温度とが極めて近似し、感熱部材の温
度検知感度が高く、感熱部材の動作遅れや感知温度のず
れに起因するオーバーシュートがほとんどなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるセラミクスヒータの第１の実施
例の平面図である。

【図２】上記第１の実施例の底面図である。

【図３】図１のIII−III線に沿った断面図である。

【図４】この発明によるセラミクスヒータの第２の実施
例の平面図である。

【図５】上記第２の実施例の底面図である。

【図６】図４のVI−VI線に沿った断面図である。

【図７】この発明によるセラミクスヒータの第３の実施
例の平面図である。

【図８】上記第３の実施例の底面図である。

【図９】図７のIX−IX線に沿った断面図である。

【図１０】この発明によるセラミクスヒータの第４の実
施例の平面図である。

【図１１】上記第４の実施例の底面図である。

【符号の説明】

１…基板 ２…発熱体 ２１…発熱部 ２２…端部 ３１，３２…電極 ４…保護膜 ５…感熱部材 ６…回路パターン ７…スルーホール ８…端子 ８１…柄部 ８２…曲げ部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 セラミクス製基板と、この基板の表面に
   配設された発熱体と、上記基板の裏面において上記発熱
   体の真裏に当る位置に設けられた感熱部材と、この感熱
   部材を避けて上記基板裏面に配設された回路パターンと
   を具備したことを特徴とするセラミクスヒータ。