JPH0521136A - セラミクスヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明はセラミクスヒータの電極を改良して
通電時電極が発熱して劣化しないようにすることであ
る。 【構成】 セラミクス基板の表面に形成された金属膜発
熱体の端部に銀膜からなる電極を接続してなるセラミク
スヒータにおいて、電極を発熱体端部表面に直接重層し
た接続部と、この接続部に電気的に接続して基板の表面
に形成された受電部とで構成したものである。 【効果】 電極の受電部が発熱体に接触していないの
で、製造過程において発熱体と電極とが加熱されても受
電部には発熱体の金属が浸透することがなく、したがっ
て受電部が発熱により酸化して劣化することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリや複写機の
トナー定着用などに使用されるセラミクスヒータの改良
に関し、特に高出力形セラミクスヒータに適する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば、低出力形の複写機用セ
ラミクスヒータは細長いセラミクス製基板の表面に銀・
パラジウム合金などからなる細長い膜状発熱体を形成
し、この発熱体の端部に銀膜からなる電極を形成し、こ
の電極にソケットの接触金具を圧接したり、あるいはこ
の電極に直接電線をはんだ付けしたりして給電して使用
していた。

【０００３】このようなセラミクスヒータを得るには、
たとえば基板表面に銀・パラジウム合金粉末のペースト
を塗布して発熱体パターンを形成し、焼成して発熱体を
形成し、そののち、発熱体端部に銀ペーストを膜状に塗
布して焼付けて電極に形成していた。そして、接触金具
を圧接する方式においては、電極の厚さが不足すると充
分な電気接続が得られないため、発熱体端部を充分広幅
にしてその表面に電極を重層することにより、電極の膜
厚を実質的に大きくし、かつ充分な接触面積を得てい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような、従来のセ
ラミクスヒータは小電力（５００Ｗ程度）で使用する場
合には何んの支障もないが、同じ構成のセラミクスヒー
タを大電力（１ｋＷ程度）で使用すると問題が発生す
る。たとえば、電極内にも多少発熱して昇温し、酸化が
進行して接触金具との接触が悪くなる。また、電極に電
線をはんだ付けした場合にも、また、電極に端子をはん
だ付けした場合にも同様に電極が発熱し、このため電極
が酸化して劣化し、またはんだが銀膜と相互浸透して付
着強度が低下する。

【０００５】本発明者らがこの理由を調査したところ、
前述の銀ペーストを焼付けて銀膜に形成したとき、発熱
体中のパラジウムが銀膜中に浸透して銀膜の電気抵抗を
上昇させ、電流密度が高いため発熱が多くなるのである
ことが判明した。

【０００６】そこで、本発明の課題は電極の発熱を防止
するか、または電極が発熱しても電気接続を害しないよ
うにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はセラミクス基板
表面に形成された金属膜発熱体の端部に銀膜からなる電
極を設けてなるセラミクスヒータにおいて、電極を発熱
体端部表面に直接重層した接続部およびこの接続部に電
気的に接続して基板の表面に形成した受電部とで形成し
たことによって受電部が発熱しないようにしたものであ
る。

【０００８】

【作用】電極は発熱体表面に直接重層した接続部と基板
表面に形成された受電部とで形成したので、銀膜やガラ
ス層の焼付けに際し、発熱体のパラジウムが接続部に浸
透しても受電部にまでは到達しない。したがって、接続
部の電気抵抗は上昇するが受電部の電気抵抗は上昇しな
い。しかし、接続部が電気抵抗のため通電時温度が上昇
しても、この部分に接触金具の圧接がなく、また電線や
端子のはんだづけもないので、温度上昇の害がないばか
りか、端末効果による発熱体の端部温度の低下を補償し
て均一温度分布が得られる利点すらある。また、受電部
は銀膜からなりパラジウムを含まず、かつ充分に面積が
大きいので発熱せず、したがって接触抵抗が大きくなる
ことがなく、またはんだ付けが劣化することもない。そ
して、電極のうち、少なくとも受電部が銀膜で構成され
ていればよい。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の詳細を図に示す実施例によっ
て説明する。図１において、（１）はアルミナセラミク
スからなるたとえば長３００ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚さ１
ｍｍの基板、（２）はこの基板（１）表面に形成された
基板（１）の長手方向に設けた発熱体、（３），（３）
はこの発熱体（２）の両端部接続した電極、（４）は発
熱体（２）の表面を覆うガラス質保護膜である。

【００１０】上記発熱体（２）は図２に拡大して示すよ
うに、銀・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）からなる膜体
で長さ約２７０ｍｍ、幅約４ｍｍの細長い発熱部（２
１）の両端部（２２），（２２）を長さ約３ｍｍに渉っ
て基板の（１）の幅一杯に拡大してある。

【００１１】上記電極（３）は図２に明らかにしたよう
に、銀（Ａｇ）からなる膜体で、発熱体（２）の端部
（２２）の全表面に密着重層した接続部（３１）と、こ
の接続部（３１）に連続して基板（１）表面にその幅一
杯に直接形成された受電部（３２）とからなる。

【００１２】そして、保護膜（４）は発熱体（２）の表
面を含め基板（１）の露出面をも覆い、かつその端部は
上述の接続部（３１）表面全面から受電部（３２）との
境界部まで覆っている。

【００１３】つぎに、このセラミクスヒータの製造方法
を概説する。まず、基板（１）の表面に銀・パラジウム
合金粉末のペーストをプリント配線して発熱体パターン
を形成し、焼成して発熱体（２）を形成する。ついで、
この発熱体（２）の一部および基板（１）表面に銀ペー
ストをプリントして電極パターンを形成し、ついで焼成
して銀膜からなる電極（３）を形成する。そして、発熱
体（１）、接続部（３１）および基板（１）の露出面に
ガラスペーストを塗布し、焼成してガラス質保護膜
（４）を形成すればセラミクスヒータが完成する。

【００１４】しかして、上述の銀ペースト焼付けおよび
ガラスペースト焼付けに際し、発熱体（２）および電極
（３）の両方とも高温に熱せられ、このため、発熱体端
部（２２）と接続部（３１）との境界において、分子移
動が起り、発熱体端部（２２）を構成する銀・パラジウ
ム合金中のパラジウムが接続部（３１）の銀に移行し、
接続部（３１）の電気抵抗が上昇する。しかし、受電部
（３２）はセラミクス基板（１）の表面に直接形成され
ているので上述の銀ペースト焼付けおよびガラスペース
ト焼けの高温にも拘らずパラジウムも他の金属も受電部
（３２）に浸透することもなく、また、接続部（３１）
に浸透したパラジウムも距離があり過ぎて受電部（３
２）までは達することができない。このように、本実施
例セラミクスヒータにおいて、電極（２）の受電部（２
２）にはパラジウムもその他の金属も浸透できないので
ほとんど純銀膜として形成され、電気抵抗が低くしかも
長期使用しても電気抵抗が上昇することがない。

【００１５】つぎに、このセラミクスヒータを各種の接
続方法によって電源に接続した場合の作用効果を説明す
る。図３は上述のセラミクスヒータの電極（３）の受電
部（３２）に図示しないソケットの接続金具（５）を圧
接したもので、ヒータの各部には図２に対応させて同一
符号を付してある。このものは上述のとおり、製造過程
において電極（３）の受電部（３２）にパラジウムやそ
の他の金属の浸透がないので電気抵抗が低く、したがっ
て、通電によって受電部（３２）がほとんど発熱せず、
また発熱体（２）からの伝熱達も少ないので、受電部
（３２）の温度が低く、このため接続金具（５）との接
触抵抗が小さく、長期使用しても抵抗が増大したり、受
電部（３２）が酸化して剥離したりすることがない。

【００１６】また、図４は上述のセラミクスヒータの電
極（３）の受電部（３２）に電線（６）をはんだ（７）
で導電的に接続したもので、ヒータの各部には図２に対
応させて同一符号を付してある。このものも製造過程に
おいて受電部（３２）にパラジウムやその他の金属の浸
透がないので電気抵抗が低く、またはんだ（７）溶着温
度が低いのではんだの浸透がほとんどなく、したがって
通電によって受電部（３２）が発熱することなくまた発
熱体（２）からの熱伝達も少ないので、受電部（３２）
の温度が低く、このため受電部（３２）が酸化して劣化
したり、受電部（３２）やはんだ（７）が酸化して剥離
することがない。

【００１７】さらに、図５では上述のセラミクスヒータ
の電極（３）の受電部（３２）に端子（８）をはんだ
（７）で接続し、さらにこの端子（８）に電線（６）を
はんだ（７）で接続してある。このものも受電部（３
２）はパラジウムその他の金属を含有しないので、電気
抵抗が小さく、したがって通電による発熱がほとんどな
く、また発熱体（２）からの伝熱も少ないので受電部の
温度が低く、長期使用しても受電部（３２）やはんだ
（７）が酸化して劣化して剥離することがない。

【００１８】なお、前述の実施例において、発熱体は銀
・パラジウム合金膜で構成したが、本発明はこれに限ら
ず、銀中に浸透しやすい金属たとえばニッケル、錫など
を含有する電熱材料で構成してもよい。また、電極は少
なくとも受電部が銀膜で構成されれば接続部は必ずしも
純銀であることを要しない。そして、本発明は高出力形
のセラミクスヒータに特に適する。さらに、本発明にお
いて、基体の材質はセラミクスであればよく、また形状
は問わない。

【００１９】

【発明の効果】このように、本発明のセラミクスヒータ
はセラミクス基板の表面に形成された金属膜発熱体の端
部に銀膜からなる電極を接続したものにおいて、電極は
発熱体端部表面に直接重層した接続部とこの接続部に電
気的に接続して基板表面に形成された受電とで構成した
ので、製造過程における加熱によって発熱体中の金属が
電極の受電部に浸透して電気抵抗を上昇させることがな
く、したがって通電により受電部が発熱して酸化して劣
化することがなく、長期使用しても剥離することがな
い。

【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一実施例の
平面図である。

【図２】上記実施例ヒータの要部断面図である。

【図３】上記実施例ヒータのソケットによる電気接続の
例を示す断面図である。

【図４】上記実施例ヒータの電線のはんだ接続の例を示
す断面図である。

【図５】上記実施例ヒータの端子接続の例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１…基板 ２…発熱体 ２１…発熱部 ２２…端部 ３…電極 ３１…接続部 ３２…受電部 ４…保護膜 ５…接触金具 ６…電線 ７…はんだ ８…端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 セラミクス基板の表面に形成された金属
   膜発熱体の端部に銀膜からなる電極を接続してなるセラ
   ミクスヒータにおいて、上記電極は上記発熱体の端部表
   面に直接重層した接続部とこの接続部に電気的に接続し
   て上記基板の表面に形成された受電部とからなることを
   特徴とするセラミクスヒータ。