JP2000509806A

JP2000509806A - マッチヘッドセラミック点火器及びその使用法

Info

Publication number: JP2000509806A
Application number: JP10531979A
Authority: JP
Inventors: エー．ウィルケンス，クレイグ; エス．ベイトマン，リンダ
Original assignee: サン−ゴバンインダストリアルセラミックス，インコーポレイティド
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2000-08-02
Anticipated expiration: 2017-12-22
Also published as: TR199901735T2; KR100363511B1; CZ292886B6; EP0956478A1; JP3390020B2; CA2277994C; PT956478E; BR9714326A; ES2175510T3; CN1125269C; ATE215205T1; US5892201A; AU711898B2; KR20000070522A; CZ9902645A3; DK0956478T3; CA2277994A1; WO1998033017A1; DE69711444T2; DE69711444D1

Abstract

(57)【要約】本発明はセラミック点火器に関し、この点火器は、それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分と、この導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続された加熱領域であって、０．５ｃｍ未満の電気経路長さを持つ加熱領域と、この加熱領域に接触してる電気的に絶縁性のヒートシンク材料と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】マッチヘッドセラミック点火器及びその使用法発明の背景セラミック材料は、ガス燃焼炉、ストーブ及び衣類乾燥機において点火器として非常に広く使用されている。セラミック点火装置は典型的にヘアピン型であり、伝導性末端部分と高抵抗中間部分とを持つ。点火器の伝導性末端部分を通電した導線に接続すると、この高抵抗部分（又は「加熱領域」）の温度が上昇する。これらの点火器のいくらかは、器具及び加熱産業で設定される以下の要求を満たして電圧の変化に対応しなければならない。設定温度に達するまでの時間５秒未満設定電圧の８５％での最低温度１１００℃ 設定電圧の１００％での設定温度１３５０℃ 設定電圧の１１０％での最高温度１５００℃ 加熱領域長さ１．５インチ未満電力（Ｗ）６５―１００米国特許第５０８５８０４号明細書（「’８０４号特許明細書」）、及び関連の米国特許第５４０５２３７号明細書は、セラミック点火器の加熱領域のための適当な組成を開示しており、ここでこの加熱領域は以下の（ａ）及び（ｂ）を含む。（ａ）５〜５０容量％のＭｏＳｉ₂、及び（ｂ）５０〜９５容量％の、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、アルミン酸マグネシウム、酸窒化シリコンアルミニウム、及びそれらの混合物からなる群より選択される材料。’８０４号特許明細書によれば、これらの組成は、点火器の形状に制約を課さずに、上述の要求を達成するために必要とされる適当な感度、室温での抵抗率、及び高温での抵抗率を提供する。１つの従来の点火器、ニューハンプシャー州ミルフォードのＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙから入手できるＭｉｎｉ−Ｉｇｎｉｔｅｒ（商標）は、’８０４号特許明細書による加熱領域組成物を使用する。この組成物は、窒化アルミニウム（「ＡｌＮ」）、二ケイ素化モリブデン（「ＭｏＳｉ₂」）、及び炭化ケイ素（「ＳｉＣ」）を含み、またこの点火器の全加熱領域長さは約１．５ｃｍ（１２Ｖの用途）〜６ｃｍ（１２０Ｖの用途）である。Ｍｉｎｉ−Ｉｇｎｉｔｅｒ（商標）は多くの用途で良い性能を示すが、その感度（即ち室温から１３５０℃の所望温度に加熱するのにかかる時間）は典型的に３〜５秒（２４Ｖ〜１２０Ｖの用途）である。これらの点火器の適用可能性は、その感度が３秒よりも素早くなるとかなり拡張させることができると考えられる。これらの点火器の感度を増加させる試みがなされてきた。例えば、Ｗａｓｈｂｕｒｎ及びＶｏｅｌｌｅｒは、「ＬｏｗＰｏｗｅｒＧａｓＩｇｎｉｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ１９８８ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｐｐｌｉａｎｃｅＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ−Ｅｕｒｏｐｅ」（１９９８）のｐ．１３４〜１４９において、加熱領域の質量を、約０．０７〜０．０８ｇまで（即ち、長さを約１．０ｃｍ〜１．３ｃｍまで）減少させることによって、感度を１．５秒程度まで素早くすることを開示している。しかしながら、これらの点火器は、対流による冷却によって起こる急速な冷却（ｂｌｏｗｏｕｔ）に非常に影響を受けやすいと考えられる。Ｗｉ１ｌｋｅｎｓらの「ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＭｉｎｉａｔｕｒｅＩｇｎｉｔｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ」、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｐｐｌｉａｎｃｅＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ウイスコンシン州マディソン（１９９４）は、１２０Ｖの点火器のためには加熱領域の長さを、少なくとも０．７インチ（１．８ｃｍ）に設計すること勧めている。’８０４号特許明細書も、実質的な下限として、加熱領域の長さを少なくとも０．２インチ（又は約０．５ｃｍ）にすることを勧めている。加えて、これらの点火器は一般に非常に大きい急入電流（ｉｎｒｕｓｈｃｕｒｒｅｎｔ）（即ち、最初の１／１０００秒間における約１０Ａの電流）を受け、その後、この電流は一般的な通常の２〜３Ａの電流に落ち着く。これらの点火器と共に使用するために設計される任意の変圧器は、この初期の大きい電流を受け入れるように設計しなければならないので、これらの点火器は、比較的小さい電力のために用いられるあまり費用がかからない変圧器の代わりに、比較的大きい電力を許容できる変圧器と組み合わせなければならない。単に加熱領域組成物の抵抗率を低下させること（伝導性のＭｏＳｉ₂の含有率を増加させることによる）は、点火器の感度を増加させる方法であると考えられる。しかしながら、それを行うことは、急入電流を相当する比較的高いレベルまで増加させ（室温での抵抗率が比較的小さいことに起因する）、また、典型的な点火器形状で許容できない高い電力レベルのために、点火器に焼損をもたらす傾向があることが分かった。これらの点火器は、安定な温度をもたらすために十分なエネルギーを放射することができない。同様に、加熱領域組成物の抵抗率を増加させること（ＭｏＳｉ₂の含有率を減少させることによる）が、点火器の急入電流を減少させる方法として考えられる。しかしながら、そのようにすることは、点火器の感度を低下させるだけでなく（室温での抵抗率が比較的大きいことに起因する）、高温で安定ではない点火器をもたらす（高温において、抵抗の温度係数が負であることに起因する）。従って、高い感度を持つが冷却効果に対して抵抗性があり、且つ急入電流が小さいセラミック点火器が必要とされている。発明の概略本発明は、以下の（ａ）〜（ｃ）を有するセラミック点火器を提供する。（ａ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分、（ｂ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ未満である加熱領域、及び（ｃ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。本発明では「電気経路長さ」とは、点火器の伝導性末端部分に電圧を印加したときに加熱領域を通る電流が流れる最短経路である。また本発明では、以下の（ａ）及び（ｂ）の工程を含む加熱方法を提供する。（ａ）（ｉ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分、（ｉｉ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ以下の加熱領域、及び（ｉｉｉ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料、を有するセラミック点火器を提供する工程、並びに（ｂ）前記点火器の伝導性末端部分に３Ｖ〜６０Ｖの電圧を印加して、定常状態電流と急入電流との比が少なくとも３５％（好ましくは少なくとも５０％）になるようにして急入電流と定常状態電流をもたらし、そして加熱領域の温度を３秒未満（好ましくは２秒未満）で約１３５０℃まで上昇させる工程。図の説明図１は、本発明の好ましい態様の横断面図であり、ここでは、電気的に絶縁性のヒートシンクを、点火器の伝導性の脚の間にインサートとして配置している。図２は、本発明の好ましい態様の横断面図であり、ここでは、電気的に絶縁性のヒートシンクは加熱領域の反対側に接触している。図３は、本発明の好ましい点火器の斜視図である。図４は、本発明の点火器の横断面図であり、ここでは、加熱領域は２つの抵抗部位を含んでいる。図５は、本発明の好ましい未処理（ｇｒｅｅｎ）体の分解組立図である。図６は、テープキャストした伝導性の脚で作られた本発明の点火器の横断面図である。図７は、例１の点火器の電気的な性能を電圧と温度に関して示す。図８ａ及び８ｂは、本発明の点火器（８ａ）及び従来技術の点火器（８ｂ）の、時間に対する流入アンペア数を示す。発明の詳細な説明加熱領域の電気経路長さを０．５ｃｍ未満に減少させ、且つこの加熱領域を電気的に絶縁性のヒートシンク材料に接触させることは、商業的に利用できる点火器であって、高感度であり、対流による冷却に高い抵抗性を持ち且つ急入電流が少ない点火器をもたらすことが分かった。更に、電子機器又は変圧器を使用して点火器にもたらされる実効電圧を低下させる場合に、本発明の比較的小さい急入電流は、そのような大規模で費用のかかる変更の必要性を減少させる。理論に限定されることは望まないが、ヒートシンクに加えられた熱量は、加熱領域の対流による冷却をかなり遅くし、それによって加熱領域長さが短いのにも関わらず、対流による冷却条件下で、加熱領域を高温に維持することを可能にすると考えられる。好ましい態様では、点火器はヘアピン型の形状を持ち、２つの平行で導電性の脚とこれらの脚の間に位置する接続加熱領域ブリッジとを含み、これらの脚の間の残部の空間は少なくとも部分的に加熱領域に電気的に絶縁性のヒートシンク材料、例えば窒化アルミニウムで満たされている。例えば、図１に示されるように、本発明の１つの好ましい点火器はヘアピン型であり、抵抗加熱領域１１によって電気的に接続されて配置された２つの導電性の脚９及び１３を含み、この脚１３は加熱領域から同じ方向に延びている。図１においてＥＰＬとして示される加熱領域の電気経路長さは、０．５ｃｍ未満である。絶縁性のヒートシンク材料１９は、インサートとして提供して加熱領域と接触させ、加熱領域１１から延びる伝導性の脚の間の残部空間を実質的に満たす。一対の導線５０及び５１を伝導性末端部分９及び１３のそれぞれに取り付け、そしてそれらに電圧を印加すると、電流が、第１の導線５０から第１の導電性の脚９に流れ、加熱領域１１を通り（それによってこの加熱領域の温度が上昇する）、そしてその後、第２の導電性の脚１３を通り、第２の導線５１を通って流れ出る。他の態様では、電気的に絶縁性のヒートシンク材料を、加熱領域の他の面と接触させることができる。図２で示すように、電気的に絶縁性のヒートシンク材料１８は、平行な伝導性の脚９と１３の間に作られた空間２０の反対側で、加熱領域１１に接触している。この設計もまた、点火器の電気的な特徴を変えずに、高い感度と少ない急入電流のために望ましいヒートシンクの接触を提供する。典型的に、加熱領域は約０．００１Ω・ｃｍ〜約３．０Ω・ｃｍの高温（即ち、１３５０℃）での抵抗率と、約０．０１Ω・ｃｍ〜約３Ω・ｃｍの室温での抵抗率を持ち、また通常、それは抵抗の温度係数が正であること（「ＰＴＣＲ」）によって特徴付けられる。好ましい態様では、加熱領域は以下の（ａ）〜（ｃ）を含む第１の抵抗材料を含む。（ａ）約５０〜約７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（ｂ）約１０〜約４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素及び炭化ホウ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ｃ）約８．５〜約１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、二ケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体。より好ましい態様では、加熱領域は、５０容量％〜７５容量％のＡｌＮ、約１３容量％〜４１．５容量％のＳｉＣ、及び８．５容量％〜１２容量％のＭｏＳｉ₂ を含む第１の抵抗材料を含む。他の態様では、加熱領域は更に、１容量％〜１０容量％のアルミナを含み、また好ましくは、米国特許第５５１４６３０号明細書（ここで参照して本明細書の記載に含める）による。ここで図３を参照すると、加熱領域は典型的に、約０．０５ｃｍ〜０．２ｃｍ、好ましくは約０．０６ｃｍ〜０．１２５ｃｍの厚さＴ_hzを持つ。その長さＬ_hz （図３においては電気経路長さと同じ）は、一般に０．０５ｃｍ〜０．４５ｃｍ、好ましくは０．１５ｃｍ〜０．２５ｃｍである。その深さＤ_hzは、一般に０．０５ｃｍ〜０．４ｃｍ、好ましくは０．１ｃｍ〜０．２５ｃｍである。好ましくは、緻密化された加熱領域の出発粉末及び粒子の両方の粒度は、’８０４号特許明細書で説明されるものと同様である。態様によっては、緻密化体における加熱領域成分の平均粒度（ｄ₅₀）は、以下のようなものである。（ａ）電気的に絶縁性の材料（即ち、ＡｌＮ）：約２〜１０ミクロン、（ｂ）半導体材料（即ち、ＳｉＣ）：約１〜１０ミクロン、及び（ｃ）金属伝導体（即ち、ＭｏＳｉ₂）：約１〜１０ミクロン。態様によっては、加熱領域は、伝導性末端部分の間に平行に配置された一対の抵抗部位を含む。例えば、図４に示すように、加熱領域は第１の抵抗部位１５と第２の抵抗部位１７を含むことができ、それぞれが、伝導性末端部分９と１３の両方に電気的に並列接続している。この特定の態様において、第１の部位は、第２の部位よりも抵抗率が低いように設計されている。理論に限定されることは望まないが、室温においては、第１の抵抗部位が十分に小さい抵抗率を持ち、点火器を加熱するのに必要な感度を提供し、一方で第２の抵抗部位は、十分に大きい抵抗率を持ち、急入電流を阻止すると考えられる。高温（即ち、１３５０℃）においては、第２の抵抗部位の比較的大きい抵抗率は、点火器の過剰な出力を防止するのに十分に大きい（第１の抵抗部位と比較して）と考えられる。好ましくは、加熱領域の第２の抵抗部位１７は第１の抵抗部位と同じ厚さ及び長さを持つ。この第２の抵抗部位１７の深さは、一般に約０．２５ｃｍ〜約０．１２５ｃｍ、好ましくは０．０５ｃｍ〜０．１ｃｍである。この第２の抵抗部位１７の室温での抵抗率と１３５０℃での抵抗率は、典型的に、対応する第１の抵抗部位のそれよりも大きい。本発明の１つの態様では、第２の抵抗部位はその場で作る。この第２の抵抗部位は、第１の抵抗部位１５を作るために選択された粉末と、従来のヘアピン型点火器の脚の間に配置される電気的に絶縁性のヒートシンク１９を作るために選択された粉末との反応によって作る。理論に限定されることは望まないが、第１の抵抗部位１５の伝導性成分が、電気的に絶縁性のヒートシンク１９の粉末中に優先的に拡散して反応し、それによって拡散性の第２の抵抗部位１７がもたらされることが考えられる。ここで、この第２の抵抗部位は典型的に、第１の抵抗部位１５の深さの約１％〜約２０％の深さを持つ。電気的に絶縁性のヒートシンク材料１９の役割は、対流による加熱領域の冷却を緩和するのに十分な熱量を提供することである。２つの伝導性の脚の間にインサートとして配置する場合、それは伝導性の脚９及び１３の機械的な保持も行い、それによって点火器をより頑丈にする。インサートは典型的に、導電性の脚９及び１３と同様な厚さ及び長さを持ち、また、これらの脚を橋渡しする加熱領域の部分と等しい幅を持つ。態様によっては、インサートはスロット４０を具備し（図３に示すように）、系の重量を減少させる。好ましくは、電気的に絶縁性のヒートシンクは、少なくとも約１０⁴Ω・ｃｍの抵抗率を持ち、且つ少なくとも約１５０ＭＰａの強度を持つ。より好ましくは、ヒートシンク材料の熱伝導性は、ヒートシンクの全体を加熱して導線に熱を移送させるほど大きくなく、且つその有益なヒートシンクの機能を無効にする程は小さくない。ヒートシンクに適切なセラミック組成物は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、アルミナ、及びそれらの混合物のうちの少なくとも１つを少なくとも９０容量％含む（及び好ましくは本質的にこれらからなる）組成物を包含する。ＡｌＮ−ＭｏＳｉ₂ −ＳｉＣ加熱領域を使用する態様では、少なくとも９０容量％の窒化アルミニウムと１０容量％までのアルミナを含むヒートシンク材料は適合する熱膨張特性と緻密化特性を持つことが分かった。しかしながら、アルミナは、その場での第２の抵抗部位の効果的な形成に必要な反応を阻止することも発見された。従って、その場での第２の抵抗部位の形成を考慮する場合、インサートは好ましくは、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、及び窒化ケイ素、並びにそれらの混合物のうちの少なくとも１つ、より好ましくは窒化アルミニウムから本質的になる。同様に、加熱領域の、その場で作られた抵抗部位の重要性が低いように設計する場合、電気的に絶縁性のヒートシンク材料は１容量％〜１０容量％のアルミナを含む。他の態様では、インサートの１〜１０容量％は、アルミナ、カルシア（ｃａｌｃｉａ）、マグネシア、シリカ及び（好ましくは）イットリア、並びにそれらの混合物を含む群より選択される緻密化助剤である。好ましい態様において、インサートの寸法は、４．０ｃｍ（深さ）×０．２５ｃｍ（幅）×０．１ｃｍ（厚さ）である。伝導性末端部分９及び１３は、導線への電気的な接続手段を提供する。好ましくは、これらの伝導性末端部もＡｌＮ、ＳｉＣ及びＭｏＳｉ₂で構成されているが、好ましい加熱領域組成物よりもかなり高い割合で伝導性材料及び半導体材料（即ち、ＳｉＣ及びＭｏＳｉ₂）を含む。従って、それらは典型的に、加熱領域よりもかなり低い抵抗率を持ち、また加熱領域ほど高温にならない。それらは好ましくは、窒化アルミニウムを約２０〜６５容量％、及びＭｏＳｉ₂とＳｉＣを約１：１〜約１：３の体積比で約２０〜７０容量％含む。より好ましくは、伝導性末端部分は約６０容量％のＡｌＮ、２０容量％のＳｉＣ、及び２０容量％のＭｏＳｉ₂を含む。好ましい態様では、伝導性末端部分９及び１３の寸法は、０．０５ｃｍ（幅）×４．２ｃｍ（深さ）×０．１ｃｍ（厚さ）である。他の態様では、伝導性金属を、ヒートシンク材料及び加熱領域に付着させて導電性の脚を作ることができる。また本発明では、本発明の点火器を作る好ましい方法を提供する。ここでは、所定組成粉末混合物を熱間圧縮して作ったタイルを配置して、このタイルの断面が電気回路を定義するようにする。本発明の点火器を作る１つの好ましい方法（例えば、図５で示される）では、伝導性の部分から本質的になる第１のタイル２１を、平らな面（図示せず）に置く。その後、絶縁部分２６と第１の抵抗材料２８とを持つ第２のタイル２４を、図示される様式で第１のタイル２１の上に重ねる。次に、伝導性部位のみを持つ第３のタイル３２を、前記第２のタイルの上に重ねる。その後、この積層体を緻密化することによって、この別々のタイルを接合させる。その後、この緻密化された積層体を、その厚さ方向に対して直角にスライスして、複数の別々のセラミック点火器を作る。本発明の点火器の製造において、図５に示されるそれぞれの未処理タイルは、セラミック積層体の１つの層の全体を含んでいる（例えば、第２のタイル２４は絶縁性部分２６と抵抗性部位２８とを持つ）。あるいは、これらのタイルは、層の１つの部分のみからなっていてよく、この場合には、層の一部を含むタイルは、特性の付随的な損失が全くないようにして、接着剤で共に結合することもできることが分かった。図５はそれぞれの層を硬質の未処理タイルとして示しているが、これらの部分は、あるいは、テープキャスティング、ロール圧縮、熱間圧縮とそれに続くスライス、乾燥圧縮又はスクリーン印刷のいずれで作ってもよい。図６に示すようなもう１つの他の好ましい態様では、伝導性組成の未処理テープ６０で、電気的に絶縁性のヒートシンク６１と加熱領域６２とを持つタイルの３つの面を覆う。緻密化の後で、加熱領域を覆うテープの一部を、図６の点線Ａで示されるように、研削によって取り除いて、所望の回路を提供する。随意に、点火器を更に点線Ｂに沿って研削して、丸い先端の、マッチ棒状の外観にすることができる。点火器が、インサートとして電気的に絶縁性のヒートシンク材料を使用する場合、点火器は、米国特許第５１９１５０８号明細書（ここで参照してその明細書の記載を本明細書に含める）で開示される一般的な方法によって製造することができる。セラミック成分の処理（即ち、未処理体の処理と焼結条件）及び緻密化されたセラミックからの点火器の調製は、任意の従来の方法によって行うことができる。典型的に、そのような方法は、’８０４号特許明細書（ここで参照してその明細書の記載を本明細書に含める）に実質的に従って行われる。好ましい態様では、米国特許第５５１４６３０号明細書（ここで参照してその明細書の記載を本明細書に含める）で開示されるようにして、未処理積層体を、ガラス媒体中での高温静水圧加圧によって緻密化する。緻密化は、密度が理論密度の少なくとも９５％、好ましくは少なくとも約９９％である加熱領域を持つセラミック体をもたらす。緻密化された加熱領域の平均粒度は、典型的に１〜１０μｍ、好ましくは１〜３μｍである。本発明の点火器は、多くの用途で使用することができ、この用途は気相燃料の点火の用途、例えば炉及び調理用の器具、床暖房、ガス又はオイルボイラー及びストーブトップの用途を含む。１つの好ましい態様では、４つの本発明の３０Ｖ点火器を直列に並べて提供して、１２０Ｖガスレンジにおいてガス燃焼加熱素子の点火源として使用する。本発明の点火器は典型的に３〜６０Ｖの電圧範囲で使用するが、より典型的には１２Ｖ〜４０Ｖの範囲で使用する。３〜９Ｖの範囲では、より小さい加熱領域長さを使用すること及び／又はＭｏＳｉ₂含有率を増加させることは、適当な特性を提供するのに必要な比較的小さい抵抗率を提供すると考えられる。加えて、本発明の点火器の露出された抵抗加熱領域は、従来の’８０４号特許型の点火器よりも大きい電力の表面容量を示し、これは、Ｗ（ワット）／加熱領域表面積ｃｍ²で測定される。本発明の点火器の露出された抵抗加熱領域の表面容量は典型的に、２００〜４００Ｗ／ｃｍ²であり、これは、焼損の前にたったの約２０〜４０Ｗ／ｃｍ²の表面容量を与える’８０４号特許型の点火器（’８０４号特許明細書の７〜８段落の表を参照）を超える改良を示す。理論に限定されることは望まないが、比較的大きい表面容量は、本発明の点火器が対流による冷却にかなりの抵抗性を持つ理由であると考えられる。態様によっては、加熱領域及び／又は脚は保護セラミックの層、例えばＣＶＤによるＡｌＮ又はＳｉ₃Ｎ₄の層でコーティングすることができる。これらの態様では、コーティングされた点火器は、小さい加熱領域に堆積して短絡をもたらす炭素及びすすから保護されている。本発明の実施は、以下の非限定的な例と比較例によって、更に認識することができる。本発明において、「安定な」点火器とは、所定の電圧において一定の抵抗率と一定の温度を維持する点火器である。例１未処理積層体を、図５で示される設計に実質的に従って作った。ＡｌＮが６４容量％、ＳｉＣが２５容量％、そしてＭｏＳｉ₂が１１容量％の加熱領域粉末混合物と、隣接する本質的に１００容量％の窒化アルミニウム粉末からなる電気的に絶縁性のヒートシンク粉末とを含む複合粉末を熱間圧縮してビレットを作り、その後、それをスライスして図５の未処理タイル２４を作った。熱間圧縮した未処理体の加熱領域部分は、理論密度の約６３％の密度を持ち、一方で、ＡｌＮ部分は理論密度の約６０％の密度を持っていた。伝導性末端部分を示す未処理タイルは、２０容量％のＡｌＮ、６０容量％のＳｉＣ、及び２０容量％のＭｏＳｉ₂ を含む粉末混合物を熱間圧縮して、理論密度の約６３％の密度を持つビレットを作り、そこから図５のタイル２１及び３２をスライスすることによって作った。この未処理タイルを図５のように積層させ、そしてその後、約１時間にわたって約１８００℃でガラス高温静水圧加圧によって緻密化して、その場で作られた第２の抵抗部位を持つセラミックブロックを形成した。その後、ブロックを幅方向に対して直角にスライスして、１．５インチ×０．１５０インチ×０．０３０インチ（３．８１ｃｍ×０．７５ｃｍ×０．０７６ｃｍ）の複数の高温表面素子を作った。得られた加熱領域は、深さが約０．１２５ｃｍの第１の抵抗部位と、深さが約０．０５ｃｍのその場で作られた第２の抵抗部位を含んでいた。加熱領域長さ（ＥＰＬ）と加熱領域厚さはそれぞれ、約０．２５ｃｍと０．０７６ｃｍであった。適切な導線を高温表面素子の伝導性部分に取り付けて、約３０Ｖの電圧を印加した。得られた公称２４Ｖ点火器の電気的な性能を、図７において電圧と温度に関して示す。低い温度での抵抗は、高い温度での抵抗よりも小さいので加熱領域は効果的なＰＴＣＲである。この点火器は、安定な加熱特性を示し、且つ、たったの約１秒間で、所定の温度である１１００℃〜１３５０℃の温度に達した。図８ａに示すように、急入電流はたったの３．２Ａであることが分かった。測定される出力は５４Ｗであり、これは露出された抵抗加熱領域の表面容量を約３００Ｗ／ｃｍ²にする。例２この例は、本発明の点火器の対流による冷却に対する抵抗性が、以下の比較例１の点火器と比較して優れていることを示すことを意図する。点火器を例１の方法に実質的に従って製造した。この点火器の電気経路長さは、０．２５ｃｍであった。この点火器に２４Ｖの電圧を印加すると、１．８Ａの電流と１４０８℃の安定な温度がもたらされた。４００ｃｃ／ｍｉｎ（ｃｃｍ）の空気を供給するガス缶を、この点火器から約１フィート離れたところに配置した。この空気ジェットからの流れは、加熱領域の温度を約１１８２℃に減少させただけであった。この空気ジェットは、点火器を急速に冷却しなかった。比較例１ ’８０４号特許に基づいてＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙが販売する従来の２４Ｖ点火器を比較のために選択した。この点火器の加熱領域の電気経路長さは、約２．０５ｃｍであった。この点火器は２４Ｖの電圧を印加すると、約２〜３秒間で１１００℃〜１３５０ ℃に達し、安定な温度は１４１０℃であった。図８ｂに示されるように、急入電流は約１１Ａであり、電流は約３Ａに落ち着く。上述の空気ジェットからの流れは、加熱領域温度を約９５０℃に下げた。この温度は、所望とされる最低値の１１００℃よりも低い。 ’８０４号特許に基づいてＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙが販売する従来の１２Ｖ点火器に、１２Ｖの電圧を印加して、約２．０Ａの安定電流と１４１０℃の安定温度をもたらした。上述の空気ジェットからの流れは、加熱領域の温度を約６００℃未満に下げた。例３この例は、本発明の点火器の優れた寿命試験の結果を示す。例２で使用したのと同様な２４Ｖ点火器で、ライフサイクル試験を行った。ここでは点火器を２０秒間にわたってつけ、その後２０秒間にわたって消した。５４３，０００サイクル後に、電流の減少はたったの５．４３％であった。このように変化が少ないことは、標準の’８０４号特許型点火器を超える改良点を示している。ここで、この標準の点火器は、同じサイクルの後で典型的に１６％の減少を示す。本発明の点火器の温度は、もともと１３９３℃であったが、ライフサイクル試験の後で、約１３７９℃に低下しただけであった。例４この例は、点火器の作用を試験する。ここでは、加熱領域組成物を電気的に絶縁性のヒートシンク材料であって、その場での抵抗部位の形成を阻止する組成を持つヒートシンク材料に接触させる。特にこれは、その場で作られた第２の抵抗部分が、急入電流の減少に与える利益を示す。上述の例２で説明された点火器と実質的に同様な様式で点火器を製造した。但し、４容量％のアルミナをインサート組成物に加えて、第２の抵抗組成のその場での形成を阻止した。得られたセラミック微細構造物の試験は、第２の抵抗部位のその場での形成が比較的少ない程度であることを示した。アルミナの添加は、第２の抵抗部位の形成を効果的に阻止すると考えられる。２４Ｖの電圧をこの点火器に印加すると、約１秒間で約１３５０℃に達し、安定となった。図８ｃに示すように、急入電流はたったの４Ａであり、またこれは、従来の’８０４号特許型点火器の急入電流よりも小さいが、例１のそれよりも大きい。これはその後、約２Ａで安定した。比較例２この比較例は、本発明の点火器の比較的優れた表面容量を示す。標準の２４Ｖ点火器に２４Ｖの電圧を適用して、安定な温度と１．５７Ａの電流をもたらした。電圧を３５Ｖに増加させる（それによって２．３Ａの電流をもたらす）と、点火器は破壊された。破壊の時点での点火器の表面容量は、たったの約６０Ｗ／ｃｍ²であった。比較すると、例１の点火器の露出された抵抗加熱領域の表面容量は約３００Ｗ／ｃｍ²であった。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年２月２２日（１９９９．２．２２）【補正内容】加えて、これらの点火器は一般に非常に大きい急入電流（ｉｎｒｕｓｈｃｕｒｒｅｎｔ）（即ち、最初の１／１０００秒間における約１０Ａの電流）を受け、その後、この電流は一般的な通常の２〜３Ａの電流に落ち着く。これらの点火器と共に使用するために設計される任意の変圧器は、この初期の大きい電流を受け入れるように設計しなければならないので、これらの点火器は、比較的小さい電力のために用いられるあまり費用がかからない変圧器の代わりに、比較的大きい電力を許容できる変圧器と組み合わせなければならない。単に加熱領域組成物の抵抗率を低下させること（伝導性のＭｏＳｉ₂の含有率を増加させることによる）は、点火器の感度を増加させる方法であると考えられる。しかしながら、それを行うことは、急入電流を相当する比較的高いレベルまで増加させ（室温での抵抗率が比較的小さいことに起因する）、また、典型的な点火器形状で許容できない高い電力レベルのために、点火器に焼損をもたらす傾向があることが分かった。これらの点火器は、安定な温度をもたらすために十分なエネルギーを放射することができない。同様に、加熱領域組成物の抵抗率を増加させること（ＭｏＳｉ₂の含有率を減少させることによる）が、点火器の急入電流を減少させる方法として考えられる。しかしながら、そのようにすることは、点火器の感度を低下させるだけでなく（室温での抵抗率が比較的大きいことに起因する）、高温で安定ではない点火器をもたらす（高温において、抵抗の温度係数が負であることに起因する）。国際公開ＷＯ９５２２７２２号パンフレットは、２つの伝導性の脚の間に加熱領域が配置され、且つこの加熱領域がヒートシンクとも接触しているセラミック点火器を開示している。しかしながら、この国際公開ＷＯ９５２２７２２号パンフレットによる加熱領域はドープした酸化物である。ヨーロッパ特許出願公開６３５９９３号明細書は、小さいヒートシンクを伝導性の脚の間に配置し、且つこの加熱領域をヒートシンクと接触させるセラミック点火器を開示している。しかしながら、このヨーロッパ特許出願公開６３５９９３号明細書による加熱領域の組成物は、本質的にＡｌ₂ Ｏ₃とＭｏＳｉ₂の配合物である。従って、高い感度を持つが冷却効果に対して抵抗性があり、且つ急入電流が小さいセラミック点火器が必要とされている。発明の概略本発明では、以下の（ａ）〜（ｃ）を有するセラミック点火器を提供する。（ａ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分。（ｂ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ未満であり、且つ以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む第１の抵抗材料を有する加熱領域。（ｉ）約５０〜約７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（ｉｉ）約１０〜約４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素及び炭化ホウ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ｉｉｉ）約８．５〜約１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、二ケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体。（ｃ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。本発明では「電気経路長さ」とは、点火器の伝導性末端部分に電圧を印加したときに加熱領域を通る電流が流れる最短経路である。また本発明では、以下の（ａ）及び（ｂ）の工程を含む加熱方法を提供する。（ａ）以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を有するセラミック点火器を提供する工程。（ｉ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分、（ｉｉ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ以下であり、且つ上述の組成を持つ加熱領域、及び（ｉｉｉ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。（ｂ）前記点火器の伝導性末端部分に３Ｖ〜６０Ｖの電圧を印加して、定常状態電流と急入電流との比が少なくとも３５％（好ましくは少なくとも５０％）になるようにして急入電流と定常状態電流をもたらし、そして加熱領域の温度を３秒未満（好ましくは２秒未満）で約１３５０℃まで上昇させる工程。図の説明図１は、本発明の好ましい態様の横断面図であり、ここでは、電気的に絶縁性のヒートシンクを、点火器の伝導性の脚の間にインサートとして配置している。図２は、本発明の好ましい態様の横断面図であり、ここでは、電気的に絶縁性のヒートシンクは加熱領域の反対側に接触している。図３は、本発明の好ましい点火器の斜視図である。図４は、本発明の点火器の横断面図であり、ここでは、加熱領域は２つの抵抗部位を含んでいる。図５は、本発明の好ましい未処理（ｇｒｅｅｎ）体の分解組立図である。図６は、テープキャストした伝導性の脚で作られた本発明の点火器の横断面図である。図７は、例１の点火器の電気的な性能を電圧と温度に関して示す。図８ａ及び８ｂは、本発明の点火器（８ａ）及び従来技術の点火器（８ｂ）の、時間に対する流入アンペア数を示す。発明の詳細な説明加熱領域の電気経路長さを０．５ｃｍ未満に減少させ、且つこの加熱領域を電気的に絶縁性のヒートシンク材料に接触させることは、商業的に利用できる点火器であって、高感度であり、対流による冷却に高い抵抗性を持ち且つ急入電流が少ない点火器をもたらすことが分かった。更に、電子機器又は変圧器を使用して点火器にもたらされる実効電圧を低下させる場合に、本発明の比較的小さい急入電流は、そのような大規模で費用のかかる変更の必要性を減少させる。理論に限定されることは望まないが、ヒートシンクに加えられた熱量は、加熱領域の対流による冷却をかなり遅くし、それによって加熱領域長さが短いのにも関わらず、対流による冷却条件下で、加熱領域を高温に維持することを可能にすると考えられる。好ましい態様では、点火器はヘアピン型の形状を持ち、２つの平行で導電性の脚とこれらの脚の間に位置する接続加熱領域ブリッジとを含み、これらの脚の間の残部の空間は少なくとも部分的に加熱領域に電気的に絶縁性のヒートシンク材料、例えば窒化アルミニウムで満たされている。例えば、図１に示されるように、本発明の１つの好ましい点火器はヘアピン型であり、抵抗加熱領域１１によって電気的に接続されて配置された２つの導電性の脚９及び１３を含み、この脚１３は加熱領域から同じ方向に延びている。図１においてＥＰＬとして示される加熱領域の電気経路長さは、０．５ｃｍ未満である。絶縁性のヒートシンク材料１９は、インサートとして提供して加熱領域と接触させ、加熱領域１１から延びる伝導性の脚の間の残部空間を実質的に満たす。一対の導線５０及び５１を伝導性末端部分９及び１３のそれぞれに取り付け、そしてそれらに電圧を印加すると、電流が、第１の導線５０から第１の導電性の脚９に流れ、加熱領域１１を通り（それによってこの加熱領域の温度が上昇する）、そしてその後、第２の導電性の脚１３を通り、第２の導線５１を通って流れ出る。他の態様では、電気的に絶縁性のヒートシンク材料を、加熱領域の他の面と接触させることができる。図２で示すように、電気的に絶縁性のヒートシンク材料１８は、平行な伝導性の脚９と１３の間に作られた空間２０の反対側で、加熱領域１１に接触している。この設計もまた、点火器の電気的な特徴を変えずに、高い感度と少ない急入電流のために望ましいヒートシンクの接触を提供する。典型的に、加熱領域は約０．００１Ω・ｃｍ〜約３．０Ω・ｃｍの高温（即ち、１３５０℃）での抵抗率と、約０．０１Ω・ｃｍ〜約３Ω・ｃｍの室温での抵抗率を持ち、また通常、それは抵抗の温度係数が正であること（「ＰＴＣＲ」）によって特徴付けられる。好ましい態様では、加熱領域は、５０容量％〜７５容量％のＡｌＮ、約１３容量％〜４１．５容量％のＳｉＣ、及び８．５容量％〜１２容量％のＭｏＳｉ₂を含む第１の抵抗材料を含む。他の態様では、加熱領域は更に、１容量％〜１０容量％のアルミナを含み、また好ましくは、米国特許第５５１４６３０号明細書（ここで参照して本明細書の記載に含める）による。ここで図３を参照すると、加熱領域は典型的に、約０．０５ｃｍ〜０．２ｃｍ、好ましくは約０．０６ｃｍ〜０．１２５ｃｍの厚さＴ_hzを持つ。その長さＬ_hz （図３においては電気経路長さと同じ）は、一般に０．０５ｃｍ〜０．４５ｃｍ、好ましくは０．１５ｃｍ〜０．２５ｃｍである。その深さＤ_hzは、一般に０．０５ｃｍ〜０．４ｃｍ、好ましくは０．１ｃｍ〜０．２５ｃｍである。好ましくは、緻密化された加熱領域の出発粉末及び粒子の両方の粒度は、’８０４号特許明細書で説明されるものと同様である。態様によっては、緻密化体における加熱領域成分の平均粒度（ｄ₅₀）は、以下のようなものである。（ａ）電気的に絶縁性の材料（即ち、ＡｌＮ）：約２〜１０ミクロン、（ｂ）半導体材料（即ち、ＳｉＣ）：約１〜１０ミクロン、及び（ｃ）金属伝導体（即ち、ＭｏＳｉ₂）：約１〜１０ミクロン。態様によっては、加熱領域は、伝導性末端部分の間に平行に配置された一対の抵抗部位を含む。例えば、図４に示すように、加熱領域は第１の抵抗部位１５と第２の抵抗部位１７を含むことができ、それぞれが、伝導性末端部分９と１３の両方に電気的に並列接続している。この特定の態様において、第１の部位は、第２の部位よりも抵抗率が低いように設計されている。理論に限定されることは望まないが、室温においては、第１の抵抗部位が十分に小さい抵抗率を持ち、点火器を加熱するのに必要な感度を提供し、一方で第２の抵抗部位は、十分に大きい抵抗率を持ち、急入電流を阻止すると考えられる。高温（即ち、１３５０℃）においては、第２の抵抗部位の比較的大きい抵抗率は、点火器の過剰な出力を防止するのに十分に大きい（第１の抵抗部位と比較して）と考えられる。好ましくは、加熱領域の第２の抵抗部位１７は第１の抵抗部位と同じ厚さ及び長さを持つ。この第２の抵抗部位１７の深さは、一般に約０．２５ｃｍ〜約０．１２５ｃｍ、好ましくは０．０５ｃｍ〜０．１ｃｍである。この第２の抵抗部位１７の室温での抵抗率と１３５０℃での抵抗率は、典型的に、対応する第１の抵抗部位のそれよりも大きい。本発明の１つの態様では、第２の抵抗部位はその場で作る。この第２の抵抗部位は、第１の抵抗部位１５を作るために選択された粉末と、従来のヘアピン型点火器の脚の間に配置される電気的に絶縁性のヒートシンク１９を作るために選択された粉末との反応によって作る。理論に限定されることは望まないが、第１の抵抗部位１５の伝導性成分が、電気的に絶縁性のヒートシンク１９の粉末中に優先的に拡散して反応し、それによって拡散性の第２の抵抗部位１７がもたらされることが考えられる。ここで、この第２の抵抗部位は典型的に、第１の抵抗部位１５の深さの約１％〜約２０％の深さを持つ。電気的に絶縁性のヒートシンク材料１９の役割は、対流による加熱領域の冷却を緩和するのに十分な熱量を提供することである。２つの伝導性の脚の間にインサートとして配置する場合、それは伝導性の脚９及び１３の機械的な保持も行い、それによって点火器をより頑丈にする。インサートは典型的に、導電性の脚９及び１３と同様な厚さ及び長さを持ち、また、これらの脚を橋渡しする加熱領域の部分と等しい幅を持つ。態様によっては、インサートはスロット４０を具備し（図３に示すように）、系の重量を減少させる。好ましくは、電気的に絶縁性のヒートシンクは、少なくとも約１０⁴Ω・ｃｍの抵抗率を持ち、且つ少なくとも約１５０ＭＰａの強度を持つ。より好ましくは、ヒートシンク材料の熱伝導性は、ヒートシンクの全体を加熱して導線に熱を移送させるほど大きくなく、且つその有益なヒートシンクの機能を無効にする程は小さくない。ヒートシンクに適切なセラミック組成物は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、アルミナ、及びそれらの混合物のうちの少なくとも１つを少なくとも９０容量％含む（及び好ましくは本質的にこれらからなる）組成物を包含する。ＡｌＮ−ＭｏＳｉ₂−ＳｉＣ加熱領域を使用する態様では、少なくとも９０容量％の窒化アルミニウムと１０容量％までのアルミナを含むヒートシンク材料は適合する熱膨張特性と緻密化特性を持つことが分かった。しかしながら、アルミナは、その場での第２の抵抗部位の効果的な形成に必要な反応を阻止することも発見された。従って、その場での第２の抵抗部位の形成を考慮する場合、インサートは好ましくは、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、及び窒化ケイ素、並びにそれらの混合物のうちの少なくとも１つ、より好ましくは窒化アルミニウムから本質的になる。同様に、加熱領域の、その場で作られた抵抗部位の重要性が低いように設計する場合、電気的に絶縁性のヒートシンク材料は１容量％〜１０容量％のアルミナを含む。他の態様では、このインサートの１〜１０容量％は、アルミナ、カルシア（ｃａｌｃｉａ）、マグネシア、シリカ及び（好ましくは）イットリア、並びにそれらの混合物を含む群より選択される緻密化助剤である。好ましい態様において、インサートの寸法は、４．０ｃｍ（深さ）×０．２５ｃｍ（幅）×０．１ｃｍ（厚さ）である。伝導性末端部分９及び１３は、導線への電気的な接続手段を提供する。好ましくは、これらの伝導性末端部もＡｌＮ、ＳｉＣ及びＭｏＳｉ₂で構成されているが、好ましい加熱領域組成物よりもかなり高い割合で伝導性材料及び半導体材料（即ち、ＳｉＣ及びＭｏＳｉ₂）を含む。従って、それらは典型的に、加熱領域よりもかなり低い抵抗率を持ち、また加熱領域ほど高温にならない。それらは好ましくは、窒化アルミニウムを約２０〜６５容量％、及びＭｏＳｉ₂とＳｉＣを約１：１〜約１：３の体積比で約２０〜７０容量％含む。より好ましくは、伝導性末端部分は約６０容量％のＡｌＮ、２０容量％のＳｉＣ、及び２０容量％のＭｏＳｉ₂を含む。好ましい態様では、伝導性末端部分９及び１３の寸法は、０．０５ｃｍ（幅）×４．２ｃｍ（深さ）×０．１ｃｍ（厚さ）である。他の態様では、伝導性金属を、ヒートシンク材料及び加熱領域に付着させて導電性の脚を作ることができる。また本発明では、本発明の点火器を作る好ましい方法を提供する。ここでは、所定組成粉末混合物を熱間圧縮して作ったタイルを配置して、このタイルの断面が電気回路を定義するようにする。本発明の点火器を作る１つの好ましい方法（例えば、図５で示される）では、伝導性の部分から本質的になる第１のタイル２１を、平らな面（図示せず）に置く。その後、絶縁部分２６と第１の抵抗材料２８とを持つ第２のタイル２４を、図示される様式で第１のタイル２１の上に重ねる。次に、伝導性部位のみを持つ第３のタイル３２を、前記第２のタイルの上に重ねる。その後、この積層体を緻密化することによって、この別々のタイルを接合させる。その後、この緻密化された積層体を、その厚さ方向に対して直角にスライスして、複数の別々のセラミック点火器を作る。本発明の点火器の製造において、図５に示されるそれぞれの未処理タイルは、セラミック積層体の１つの層の全体を含んでいる（例えば、第２のタイル２４は絶縁性部分２６と抵抗性部位２８とを持つ）。あるいは、これらのタイルは、層の１つの部分のみからなっていてよく、この場合には、層の一部を含むタイルは、特性の付随的な損失が全くないようにして、接着剤で共に結合することもできることが分かった。図５はそれぞれの層を硬質の未処理タイルとして示しているが、これらの部分は、あるいは、テープキャスティング、ロール圧縮、熱間圧縮とそれに続くスライス、乾燥圧縮又はスクリーン印刷のいずれで作ってもよい。図６に示すようなもう１つの他の好ましい態様では、伝導性組成の未処理テープ６０で、電気的に絶縁性のヒートシンク６１と加熱領域６２とを持つタイルの３つの面を覆う。緻密化の後で、加熱領域を覆うテープの一部を、図６の点線Ａで示されるように、研削によって取り除いて、所望の回路を提供する。随意に、点火器を更に点線Ｂに沿って研削して、丸い先端の、マッチ棒状の外観にすることができる。点火器が、インサートとして電気的に絶縁性のヒートシンク材料を使用する場合、点火器は、米国特許第５１９１５０８号明細書（ここで参照して本明細書の記載に含める）で開示される一般的な方法によって製造することができる。セラミック成分の処理（即ち、未処理体の処理と焼結条件）及び緻密化されたセラミックからの点火器の調製は、任意の従来の方法によって行うことができる。典型的に、そのような方法は、’８０４号特許明細書（ここで参照して本明細書の記載に含める）に実質的に従って行われる。好ましい態様では、米国特許第５５１４６３０号明細書（ここで参照して本明細書の記載に含める）で開示されるようにして、未処理積層体を、ガラス媒体中での高温静水圧加圧によって緻密化する。緻密化は、密度が理論密度の少なくとも９５％、好ましくは少なくとも約９９％である加熱領域を持つセラミック体をもたらす。緻密化された加熱領域の平均粒度は、典型的に１〜１０μｍ、好ましくは１〜３μｍである。本発明の点火器は、多くの用途で使用することができ、この用途は気相燃料の点火の用途、例えば炉及び調理用の器具、床暖房、ガス又はオイルボイラー及びストーブトップの用途を含む。１つの好ましい態様では、４つの本発明の３０Ｖ点火器を直列に並べて提供して、１２０Ｖガスレンジにおいてガス燃焼加熱素子の点火源として使用する。本発明の点火器は典型的に３〜６０Ｖの電圧範囲で使用するが、より典型的には１２Ｖ〜４０Ｖの範囲で使用する。３〜９Ｖの範囲では、より小さい加熱領域長さを使用すること及び／又はＭｏＳｉ₂含有率を増加させることは、適当な特性を提供するのに必要な比較的小さい抵抗率を提供すると考えられる。加えて、本発明の点火器の露出された抵抗加熱領域は、従来の’８０４号特許型の点火器よりも大きい電力の表面容量を示し、これは、Ｗ（ワット）／加熱領域表面積ｃｍ²で測定される。本発明の点火器の露出された抵抗加熱領域の表面容量は典型的に、２００〜４００Ｗ／ｃｍ²であり、これは、焼損の前にたったの約２０〜４０Ｗ／ｃｍ²の表面容量を与える’８０４号特許型の点火器（’８０４号特許明細書の７〜８段落の表を参照）を超える改良を示す。理論に限定されることは望まないが、比較的大きい表面容量は、本発明の点火器が対流による冷却にかなりの抵抗性を持つ理由であると考えられる。態様によっては、加熱領域及び／又は脚は保護セラミックの層、例えばＣＶＤによるＡｌＮ又はＳｉ₃Ｎ₄の層でコーティングすることができる。これらの態様では、コーティングされた点火器は、小さい加熱領域に堆積して短絡をもたらす炭素及びすすから保護されている。本発明の実施は、以下の非限定的な例と比較例によって、更に認識することができる。本発明において、「安定な」点火器とは、所定の電圧において一定の抵抗率と一定の温度を維持する点火器である。例１未処理積層体を、図５で示される設計に実質的に従って作った。ＡｌＮが６４容量％、ＳｉＣが２５容量％、そしてＭｏＳｉ₂が１１容量％の加熱領域粉末混合物と、隣接する本質的に１００容量％の窒化アルミニウム粉末からなる電気的に絶縁性のヒートシンク粉末とを含む複合粉末を熱間圧縮してビレットを作り、その後、それをスライスして図５の未処理タイル２４を作った。熱間圧縮した未処理体の加熱領域部分は、理論密度の約６３％の密度を持ち、一方で、ＡｌＮ部分は理論密度の約６０％の密度を持っていた。伝導性末端部分を示す未処理タイルは、２０容量％のＡｌＮ、６０容量％のＳｉＣ、及び２０容量％のＭｏＳｉ₂ を含む粉末混合物を熱間圧縮して、理論密度の約６３％の密度を持つビレットを作り、そこから図５のタイル２１及び３２をスライスすることによって作った。この未処理タイルを図５のように積層させ、そしてその後、約１時間にわたって約１８００℃でガラス高温静水圧加圧によって緻密化して、その場で作られた第２の抵抗部位を持つセラミックブロックを形成した。その後、ブロックを幅方向に対して直角にスライスして、１．５インチ×０．１５０インチ×０．０３０インチ（３．８１ｃｍ×０．７５ｃｍ×０．０７６ｃｍ）の複数の高温表面素子を作った。得られた加熱領域は、深さが約０．１２５ｃｍの第１の抵抗部位と、深さが約０．０５ｃｍのその場で作られた第２の抵抗部位を含んでいた。加熱領域長さ（ＥＰＬ）と加熱領域厚さはそれぞれ、約０．２５ｃｍと０．０７６ｃｍであった。適切な導線を高温表面素子の伝導性部分に取り付けて、約３０Ｖの電圧を印加した。得られた公称２４Ｖ点火器の電気的な性能を、図７において電圧と温度に関して示す。低い温度での抵抗は、高い温度での抵抗よりも小さいので加熱領域は効果的なＰＴＣＲである。この点火器は、安定な加熱特性を示し、且つ、たったの約１秒間で、所定の温度である１１００℃〜１３５０℃の温度に達した。図８ａに示すように、急入電流はたったの３．２Ａであることが分かった。測定される出力は５４Ｗであり、これは露出された抵抗加熱領域の表面容量を約３００Ｗ／ｃｍ²にする。例２この例は、本発明の点火器の対流による冷却に対する抵抗性が、以下の比較例１の点火器と比較して優れていることを示すことを意図する。点火器を例１の方法に実質的に従って製造した。この点火器の電気経路長さは、０．２５ｃｍであった。この点火器に２４Ｖの電圧を印加すると、１．８Ａの電流と１４０８℃の安定な温度がもたらされた。４００ｃｃ／ｍｉｎ（ｃｃｍ）の空気を供給するガス缶を、この点火器から約１フィート離れたところに配置した。この空気ジェットからの流れは、加熱領域の温度を約１１８２℃に減少させただけであった。この空気ジェットは、点火器を急速に冷却しなかった。比較例１ ’８０４号特許に基づいてＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙが販売する従来の２４Ｖ点火器を比較のために選択した。この点火器の加熱領域の電気経路長さは、約２．０５ｃｍであった。この点火器は２４Ｖの電圧を印加すると、約２〜３秒間で１１００℃〜１３５０℃に達し、安定な温度は１４１０℃であった。図８ｂに示されるように、急入電流は約１１Ａであり、電流は約３Ａに落ち着く。上述の空気ジェットからの流れは、加熱領域温度を約９５０℃に下げた。この温度は、所望とされる最低値の１１００℃よりも低い。 ’８０４号特許に基づいてＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙが販売する従来の１２Ｖ点火器に、１２Ｖの電圧を印加して、約２．０Ａの安定電流と１４１０℃の安定温度をもたらした。上述の空気ジェットからの流れは、加熱領域の温度を約６００℃未満に下げた。例３この例は、本発明の点火器の優れた寿命試験の結果を示す。例２で使用したのと同様な２４Ｖ点火器で、ライフサイクル試験を行った。ここでは点火器を２０秒間にわたってつけ、その後２０秒間にわたって消した。５４３，０００サイクル後に、電流の減少はたったの５．４３％であった。このように変化が少ないことは、標準の’８０４号特許型点火器を超える改良点を示している。ここで、この標準の点火器は、同じサイクルの後で典型的に１６％の減少を示す。本発明の点火器の温度は、もともと１３９３℃であったが、ライフサイクル試験の後で、約１３７９℃に低下しただけであった。例４この例は、点火器の作用を試験する。ここでは、加熱領域組成物を電気的に絶縁性のヒートシンク材料であって、その場での抵抗部位の形成を阻止する組成を持つヒートシンク材料に接触させる。特にこれは、その場で作られた第２の抵抗部分が、急入電流の減少に与える利益を示す。上述の例２で説明された点火器と実質的に同様な様式で点火器を製造した。但し、４容量％のアルミナをインサート組成物に加えて、第２の抵抗組成のその場での形成を阻止した。得られたセラミック微細構造物の試験は、第２の抵抗部位のその場での形成が比較的少ない程度であることを示した。アルミナの添加は、第２の抵抗部位の形成を効果的に阻止すると考えられる。２４Ｖの電圧をこの点火器に印加すると、約１秒間で約１３５０℃に達し、安定となった。図８ｃに示すように、急入電流はたったの４Ａであり、またこれは、従来の’８０４号特許型点火器の急入電流よりも小さいが、例１のそれよりも大きい。これはその後、約２Ａで安定した。比較例２この比較例は、本発明の点火器の比較的優れた表面容量を示す。標準の２４Ｖ点火器に２４Ｖの電圧を適用して、安定な温度と１．５７Ａの電流をもたらした。電圧を３５Ｖに増加させる（それによって２．３Ａの電流をもたらす）と、点火器は破壊された。破壊の時点での点火器の表面容量は、たったの約６０Ｗ／ｃｍ²であった。比較すると、例１の点火器の露出された抵抗加熱領域の表面容量は約３００Ｗ／ｃｍ²であった。請求の範囲１．以下の（ａ）〜（ｃ）を有するセラミック点火器。（ａ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分。（ｂ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ未満であり、且つ以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む組成を有する第１の抵抗材料を有する加熱領域。（ｉ）約５０〜約７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（ｉｉ）約１０〜約４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素、炭化ホウ素及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ｉｉｉ）約８．５〜約１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、二ケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体。（ｃ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。２．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、及びそれらの混合物からなる群より選択されるセラミックである請求項１に記載の点火器。３．前記導電性部分が、前記加熱領域から同じ方向に延びた第２の端部を更に有して一対の脚を画定し、且つ前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料がこれらの脚の間に配置された請求項１に記載の点火器。４．前記加熱領域が、第１の抵抗材料と電気的に絶縁性のヒートシンク材料との間に配置されたその場で作られた抵抗部分を更に含む請求項１に記載の点火器。５．前記加熱領域が、第１の抵抗材料よりも大きい抵抗率を持つ第２の抵抗材料を更に含む請求項１に記載の点火器。６．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも９０容量％のセラミックを含む請求項１に記載の点火器。７．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、本質的にＡｌＮからなる請求項６に記載の点火器。８．前記加熱領域が、１〜１０容量％のＡｌ₂Ｏ₃を更に含む請求項１に記載の点火器。９．前記第１の抵抗材料が、５０容量％〜７５容量％のＡｌＮ、１２容量％〜４１．５容量％のＳｉＣ、及び８．５容量％〜１２容量％のＭｏＳｉ₂を含む請求項１に記載の点火器。１０．前記加熱領域が、０．０５〜０．４５ｃｍの電気経路長さを持つ請求項１に記載の点火器。１１．前記加熱領域が、０．１５ｃｍ〜０．２５ｃｍの電気経路長さを持つ請求項１に記載の点火器。１２．前記加熱領域が、０．０５ｃ〜ｍ０．２ｃｍの厚さ、及び０．０５ｃｍ〜０．４ｃｍの深さを持つ請求項１に記載の点火器。１３．前記加熱領域が、１〜１０μｍの平均粒度を持つ請求項１に記載の点火器。１４．前記加熱領域が、１〜３μｍの平均粒度を持つ請求項１に記載の点火器。１５．前記加熱領域が、理論密度の少なくとも９５％の密度を持つ請求項１に記載の点火器。１６．前記加熱領域が、理論密度の少なくとも９９％の密度を持つ請求項１に記載の点火器。１７．前記第２の抵抗材料が、前記第１の抵抗材料の約１％〜約２０％の深さを持つ請求項５に記載の点火器。１８．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、イットリア、マグネシア、カルシア及びシリカ、並びにそれらの混合物からなる群より選択される焼結助剤を更に含む請求項６に記載の点火器。１９．以下の（ａ）及び（ｂ）の工程を含む加熱方法。（ａ）以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を有するセラミック点火器を提供する工程。（ｉ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分、（ｉｉ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ未満であり、且つ、（ア）約５０〜約７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（イ）約１０〜約４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素、炭化ホウ素及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ウ）約８．５〜約１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、ニケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体、を含む組成を有する第１の抵抗材料を有する加熱領域、（ｉｉｉ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。（ｂ）前記点火器の伝導性末端部分の間に３Ｖ〜６０Ｖの電圧を印加する工程。２０．前記抵抗加熱領域が、５０容量％〜７５容量％のＡｌＮ、１３容量％〜４１．５容量％のＳｉＣ、及び８．５容量％〜１２容量％のＭｏＳｉ₂を含む第１の抵抗材料を有する請求項１９に記載の方法。【手続補正書】【提出日】平成１１年８月１９日（１９９９．８．１９）【補正内容】 (1) 平成11年７月27日付け補正書の翻訳文提出書に添付した明細書第12頁下から５行目、「幅方向」を『厚さ方向』と補正する。 (2) 請求の範囲を別紙の通り補正する。請求の範囲１．以下の（ａ）〜（ｃ）を有するセラミック点火器。（ａ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分。（ｂ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ未満であり、且つ以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む組成を有する第１の抵抗材料を有する加熱領域。（ｉ）５０〜７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（ｉｉ）１０〜４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素、炭化ホウ素及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ｉｉｉ）８．５〜１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、二ケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体。（ｃ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。２．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、及びそれらの混合物からなる群より選択されるセラミックである請求項１に記載の点火器。３．前記導電性部分が、前記加熱領域から同じ方向に延びた第２の端部を更に有して一対の脚を画定し、且つ前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料がこれらの脚の間に配置された請求項１に記載の点火器。４．前記加熱領域が、第１の抵抗材料と電気的に絶縁性のヒートシンク材料との間に配置されたその場で作られた抵抗部分を更に含む請求項１に記載の点火器。５．前記加熱領域が、第１の抵抗材料よりも大きい抵抗率を持つ第２の抵抗材料を更に含む請求項１に記載の点火器。６．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも９０容量％のセラミックを含む請求項１に記載の点火器。７．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、イットリア、マグネシア、カルシア及びシリカ、並びにそれらの混合物からなる群より選択される焼結助剤を更に含む請求項６に記載の点火器。８．以下の（ａ）及び（ｂ）の工程を含む加熱方法。（ａ）以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を有するセラミック点火器を提供する工程。（ｉ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分、（ｉｉ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、電気経路長さが０．５ｃｍ未満であり、且つ、（ア）５０〜７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（イ）１０〜４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素、炭化ホウ素及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ウ）８．５〜１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、二ケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体、を含む組成を有する第１の抵抗材料を有する加熱領域、（ｉｉｉ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。（ｂ）前記点火器の伝導性末端部分の間に３Ｖ〜６０Ｖの電圧を印加する工程。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ベイトマン，リンダエス. アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01562，スペンサー，レッジアベニュ 19

Claims

【特許請求の範囲】１．以下の（ａ）〜（ｃ）を有するセラミック点火器。（ａ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分、（ｂ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、０．５ｃｍ未満の電気経路長さを持つ加熱領域、及び（ｃ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料。２．前記加熱領域の室温での抵抗率が約０．０１Ω・ｃｍ〜約３．０Ω・ｃｍであり、１３５０℃での抵抗率が約０．００１Ω・ｃｍ〜約３．０Ω・ｃｍである請求項１に記載の点火器。３．前記加熱領域が第１の抵抗材料を含む請求項１に記載の点火器であって、この第１の抵抗材料が以下の（ａ）〜（ｃ）を含む組成を持つ点火器。（ａ）約５０〜約７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（ｂ）約１０〜約４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素、炭化ホウ素及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ｃ）約８．５〜約１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、二ケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体。４．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、Ａ１Ｎ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、及びそれらの混合物からなる群より選択されるセラミックである請求項３に記載の点火器。５．前記導電性部分が、前記加熱領域から同じ方向に延びた第２の端部を更に有して一対の脚を画定し、且つ前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料がこれらの脚の間に配置された請求項３に記載の点火器。６．前記加熱領域が、第１の抵抗材料と電気的に絶縁性のヒートシンク材料との間に配置されたその場で作られた抵抗部分を更に含む請求項３に記載の点火器。７．前記加熱領域が、第１の抵抗材料よりも大きい抵抗率を持つ第２の抵抗材料を更に含む請求項３に記載の点火器。８．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、及びそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも９０容量％のセラミックを含む請求項３に記載の点火器。９．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、本質的にＡｌＮからなる請求項８に記載の点火器。１０．前記加熱領域が、１〜１０容量％のＡｌ₂Ｏ₃を更に含む請求項３に記載の点火器。１１．前記第１の抵抗材料が、５０容量％〜７５容量％のＡｌＮ、１２容量％〜４１．５容量％のＳｉＣ、及び８．５容量％〜１２容量％のＭｏＳｉ₂を含む請求項３に記載の点火器。１２．前記加熱領域が、０．０５〜０．４５ｃｍの電気経路長さを持つ請求項３に記載の点火器。１３．前記加熱領域が、０．１５ｃｍ〜０．２５ｃｍの電気経路長さを持つ請求項３に記載の点火器。１４．前記加熱領域が、０．０５ｃｍ〜０．２ｃｍの厚さ、及び０．０５ｃｍ〜０．４ｃｍの深さを持つ請求項３に記載の点火器。１５．前記加熱領域が、１〜１０μｍの平均粒度を持つ請求項３に記載の点火器。１６．前記加熱領域が、１〜３μｍの平均粒度を持つ請求項３に記載の点火器。１７．前記加熱領域が、理論密度の少なくとも９５％の密度を持つ請求項３に記載の点火器。１８．前記加熱領域が、理論密度の少なくとも９９％の密度を持つ請求項３に記載の点火器。１９．前記第２の抵抗材料が、前記第１の抵抗材料の約１％〜約２０％の深さを持つ請求項７に記載の点火器。２０．前記電気的に絶縁性のヒートシンク材料が、イットリア、マグネシア、カルシア及びシリカ、並びにそれらの混合物からなる群より選択される焼結助剤を更に含む請求項８に記載の点火器。２１．以下の（ａ）及び（ｂ）の工程を含む加熱方法。（ａ）（ｉ）それぞれが第１の端部を持つ一対の導電性部分、（ｉｉ）前記導電性部分の第１の端部のそれぞれの間に配置され、且つこの第１の端部のそれぞれに電気的に接続した抵抗加熱領域であって、０．５ｃｍ未満の電気経路長さを持つ加熱領域、及び（ｉｉｉ）前記加熱領域に接触している電気的に絶縁性のヒートシンク材料、を有するセラミック点火器を提供する工程、及び（ｂ）前記点火器の伝導性末端部分の間に３Ｖ〜６０Ｖの電圧を印加して、定常状態電流と急入電流との比が少なくとも３５％になるようにして急入電流と定常状態電流をもたらし、そして前記加熱領域の温度を約３秒未満で約１３５０℃ まで上昇させる工程。２２．前記定常状態電流と急入電流との比が少なくとも５０％である請求項２１に記載の方法。２３．前記加熱領域が第１の抵抗材料を含む請求項２１に記載の方法であって、この第１の抵抗材料が以下の（ａ）〜（ｃ）を含む組成物を持つ方法。（ａ）約５０〜約７５容量％の電気的に絶縁性の材料であって、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びそれらの混合物からなる群より選択される電気的に絶縁性の材料、（ｂ）約１０〜約４５容量％の半導体材料であって、炭化ケイ素、炭化ホウ素及びそれらの混合物からなる群より選択される半導体材料、並びに（ｃ）約８．５〜約１４容量％の金属伝導体であって、二ケイ素化モリブテン、二ケイ素化タングステン、炭化タングステン、窒化チタン及びそれらの混合物からなる群より選択される金属伝導体。２４．前記抵抗加熱領域が、５０容量％〜７５容量％のＡｌＮ、１３容量％〜４１．５容量％のＳｉＣ、及び８．５容量％〜１２容量％のＭｏＳｉ₂を含む第１の抵抗材料を有する請求項２１に記載の方法。