JP2009004107A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の特定箇所の抵抗値の測定を可能とし、発熱皮膜の抵抗値調整を可能とする面状発熱体を提供することを目的とする。
【解決手段】ベース材３ａに印刷により形成してなる一対の主電極４ａ、４ｂと、これら主電極４ａ、４ｂと電気的／物理的に結合するよう印刷により形成してなる主高分子抵抗体５ａとからなる発熱ブロック２ａを備えてなる面状発熱体１ａにおいて、複数の所定位置に発熱ブロック２ａとは独立して、ベース材３ａに印刷により形成してなる一対の副電極４ｃ、４ｄと、これら副電極４ｃ、４ｄと電気的／物理的に結合するよう印刷により形成してなる服高分子抵抗体５ｂとからなる抵抗値調整用抵抗体ブロック６ａ〜６ｄを発熱ブロック２ａと同時に印刷した構成としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電気床暖房パネル、電気カーペット等に使われる面状発熱体に関するものであり、特に電極、抵抗体を印刷にて形成した面状発熱体の抵抗値の均一化および安定化に関するものである。

図７に示すように、従来のこの種の面状発熱体２１は、ポリエステルフィルム等の電気絶縁性を有する絶縁基材２２上に導電性ペーストを印刷・乾燥して得られる一対の電極２３と、高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して得られる発熱皮膜２４とから形成され、両面に断熱材を装着して電気カーペットを構成していた（例えば特許文献１参照）。

また、図８に示すように、長尺テープ状の絶縁基材２５上に発熱被膜２６を印刷によって形成し、この発熱皮膜２６の長手方向両側にこれと平行に延びる電極２７を設けて面状発熱体２８を形成し、図９に示すように、この面状発熱体２８を発熱面２９に貼り付けて電気カーペットを構成する形態も考えられていた。

前記発熱皮膜２４，２６を形成する高分子抵抗体インクとしては、ベースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を溶媒に分散してなり、特にベースポリマーとして結晶性樹脂を用いた場合はＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体インクが得られる（例えば、特許文献２、３参照）。

ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（Positive Temperature Coefficient）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する発熱皮膜は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。

導電性ペーストおよび高分子抵抗体インクの印刷は、一般的にスクリーン印刷で行われる。

スクリーン印刷は、図１０（ａ）に示すように、電極２３，２７あるいは発熱皮膜２４，２６の形状パターンに合せて導電性ペーストあるいは高分子抵抗体インク２９が通過する部分を設けたスクリーンマスク３０上に同導電性ペーストあるいは高分子抵抗体インク２９を乗せ、図１０（ｂ）に示すように、スキージ３１をスクリーンマスク３０に押し付けることで絶縁基材（被印刷物）２２，２５に圧接させ、この状態で前記スキージ３１を移動させることにより導電性ペーストあるいは高分子抵抗体インク２９を絶縁基材（被印刷物）２２，２５上に転写し、その後、図１０（ｃ）に示すように熱風３２や乾燥ヒータ３３により乾燥させるものである（例えば、特許文献４参照）。

上述したようにＰＴＣ特性の有無は高分子抵抗体インク２９を構成する材料によって決まるが、面状発熱体２１、２８の本来の基本性能である使用者に快適な暖感覚を得さしめる発熱量を決める抵抗値は、発熱皮膜２４，２６の膜厚によって決まると一般的に言われている。

この膜厚はスクリーンマスク３０を構成しているメッシュの開孔率、スキージ３１がスクリーンマスク３０を絶縁基材２２，２５に押え付ける圧力、すなわち印圧、あるいは高分子抵抗体インク２９が絶縁基材２２，２５に転写される際のスクリーンマスク３０が絶縁基材２２，２５から離れるスピード（版離れ）、高分子抵抗体インク２９の粘度等によって変化する。

例えば、高分子抵抗体インク２９の粘度が一定であれば、スクリーンマスク３０のメッシュの開孔率が大きく、印圧が小さければ、高分子抵抗体インク２９は絶縁基材２２，２５上に多く転写されるので、発熱皮膜２４，２６の膜厚は厚くなって抵抗値は低くなり、逆にメッシュの開孔率が小さく、印圧が大きければ、高分子抵抗体インク２９の絶縁基材２４，２６への転写量は少なくなるので、発熱皮膜２４，２６の膜厚は薄くなって抵抗値は高くなる。

また、メッシュの開孔率と印圧が一定であれば、高分子抵抗体インク２９の粘度が低ければ、発熱皮膜２４，２６の膜厚は薄くなり、粘度が高ければ発熱皮膜２４，２６の膜厚は厚くなる。

さらに、スクリーンマスク３０が絶縁基材２２，２５から離れるスピードが速ければ（版離れがよい）、高分子抵抗体インク２９はそのスピードに追随できず、全て絶縁基材２２，２５に転写され、発熱皮膜２４，２６の膜厚は厚くなるが、スクリーンマスク３０が絶縁基材２２，２５から離れるスピードが遅い（版離れが悪い）と、高分子抵抗体インク２９の一部がスクリーンマスク３０に残り、その分だけ発熱皮膜２４，２６の膜厚が薄くなる。

このスクリーンマスク３０が絶縁基材２２，２５から離れるスピードは、図１０（ｂ）における絶縁基材（被印刷物）２２，２５とスクリーンマスク３０とのスキージ３１の通過後の角度Ａに起因し、絶縁基材（被印刷物）２２，２５とスクリーンマスク３０との間の距離（ギャップ）３４が大きく影響する。
特開平１０−３９８２号公報 特開平６−９６８４３号公報 特開平８−１２０１８２号公報 特開平６−２９７６８０号公報

従来の面状発熱体のように発熱皮膜の領域が大きい場合、抵抗値の均一性が大きな問題となってくる。

つまり、発熱皮膜の部分的領域毎の抵抗値の違い、いわゆる抵抗値のムラは発熱量のムラ、すなわち発熱温度のムラとなり、電気カーペットの場合、座る場所によってぬるかったり、熱かったりして使用感が悪くなる。

さらに、発熱皮膜がＰＴＣ特性を有する場合には、座布団等の断熱材を置かれた時に抵抗値が高い場所に電圧が集中し、その場所だけが異常に高温となるホットゾーンが発生する可能性がある。

また、長尺の場合でも面状発熱体と同じように抵抗値の均一性が問題となる。すなわち、幅方向の発熱皮膜の抵抗値のムラは小さいが、長手方向には抵抗値のムラは発生しやすく、図９に示すように、発熱面に貼付けられたとすると、座る場所によってぬるかったり、熱かったりして使用感が悪くなる。

さらに、面状発熱体と同じく発熱皮膜がＰＴＣ特性を有する場合には、座布団等の断熱材を置かれた時に抵抗値が高い場所に電圧が集中し、その場所だけが異常に高温となるホットゾーンが発生する可能性がある。

しかし、面状発熱体では、電極が発熱皮膜の領域の対向する両側にしか設けられていないため、発熱皮膜の全体の合成抵抗値はわかるが、局部的な抵抗値はわからない。

上述したように、抵抗値が発熱皮膜の膜厚によって決まるのならば膜厚を測定し、その結果をフィードバックして発熱皮膜の膜厚を調整して均一にすればよいと考えられるが、実際には、抵抗値と膜厚が一義的に決まるものではないことは、これまでの経験でわかってきている。

なぜならば、発熱皮膜の膜厚は平滑なものではなく、マクロ的にもまたミクロ的にも凹凸があるからである。

通常、膜厚を測定するには、マイクロゲージを利用した膜厚計や電磁膜厚計を使用するが、図１１に示すようにマイクロゲージ膜厚計の触針部や電磁膜厚計のプローブ先端の触針部３５はある程度の面積を有しているため、膜厚として発熱皮膜の凸部３６しか測定できない。

しかし、抵抗値は凸部３６の抵抗値、凹部３７の抵抗値の合成抵抗値となるので、測定した膜厚から算出した抵抗値と実際のその部分の抵抗値とは合致しない。しかも、凸部３６と凹部３７の割合は発熱皮膜全体に渡ってばらばらであるので、結局、膜厚と抵抗値との間には相関性がないという結論に至ってしまうのである。

したがって、抵抗値を均一にするためには、複数の特定箇所の抵抗値を測定し、その結果をフィードバックして印刷条件を調整するしかないというのが結論であるが、面状発熱体の場合、これまで解決方法が見出せなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数の特定箇所の抵抗値の測定を可能とし、発熱皮膜の抵抗値調整を可能とする面状発熱体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の面状発熱体は、ベース材に印刷により形成した一対の主電極、前記一対の主電極と電気的／物理的に結合するよう印刷により形成した主高分子抵抗体からなる発熱ブロックを備え、複数の所定位置に前記発熱ブロックとは独立してベース材に印刷により形成した一対の副電極、前記一対の副電極と電気的／物理的に結合するよう印刷により形成した副高分子抵抗体からなる抵抗値調整用抵抗体ブロックを前記発熱ブロックと同時に印刷した構成としている。

したがって、複数の抵抗値調整用抵抗体ブロックを１枚の面状発熱体の所定位置に印刷しておき、その抵抗値を測定することで抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値を均一にすることができる。

本発明の面状発熱体によれば、複数の所定位置に発熱ブロックとは独立して抵抗値調整用抵抗体ブロックを発熱ブロックと同時に印刷しているので、抵抗値調整用抵抗体ブロックの抵抗値を測定することで抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値を均一にすることができる。

第１の発明は、ベース材に印刷により形成した一対の主電極、前記一対の主電極と電気
的／物理的に結合するよう印刷により形成した主高分子抵抗体からなる発熱ブロックを備え、複数の所定位置に前記発熱ブロックとは独立してベース材に印刷により形成した一対の副電極、前記一対の副電極と電気的／物理的に結合するよう印刷により形成した副高分子抵抗体からなる抵抗値調整用抵抗体ブロックを前記発熱ブロックと同時に印刷したものである。

これにより、抵抗値調整用抵抗体ブロックの抵抗値を測定することで抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値を均一にすることができる。

第２の発明は、特に第１の発明の抵抗値調整用抵抗体ブロックを発熱ブロックの領域内部に設けたものである。

これにより、抵抗値調整用抵抗体ブロックは発熱ブロックと同等の印刷条件で常に印刷されるので、かなりの確度をもって抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値を均一にすることができる。

第３の発明は、特に第２の発明の抵抗値調整用抵抗体ブロックの一対の電極を抵抗値測定後、発熱ブロックの一対の電極と電気的に接続することにより、抵抗値調整用抵抗体ブロックを発熱ブロックの一部に転化したものである。

これにより、抵抗値調整用抵抗体ブロックも発熱ブロックとなるので、スポット的に温度の低い箇所の発生がなくなり、さらなる快適な採暖が得られる。

第４の発明は、特に第１の発明の抵抗値調整用抵抗体ブロックを発熱ブロックの領域外部に設けたものである。

これにより、抵抗調整用抵抗体ブロックを多数配置することができるので、かなりの確度をもって抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値を均一にすることができる。また、発熱ブロックの領域内部は全面に渡って発熱させることができるので、均一な採暖が得られる。

第５の発明は、特に第１の発明の発熱ブロックの一対の主電極の複数の所定位置をクランク形状にして高分子抵抗体を切り欠き形状とし、前記主電極のクランク部に抵抗値調整用抵抗体ブロックを設けたものである。

これにより、特に狭い幅で長尺の面状発熱体に適しており、抵抗値調整用抵抗体ブロックは発熱ブロックの印刷幅内に設けているので、発熱ブロックの一部として同一印刷条件で印刷され、抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が完全に推定可能となるとともに、抵抗値調整用抵抗体ブロックは発熱ブロックの中央部でなく発熱部ブロックの領域内ではあるが周辺部に配置されるので、発熱ブロック領域内部に数多く抵抗値調整用抵抗体ブロックを配置することができ、細かく印刷条件を調整することが可能となり、発熱皮膜の抵抗値の均一性がさらによくなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１において、面状発熱体１ａの発熱ブロック２ａは、ポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性フィルムからなるベース材３ａ上に銀ペーストからなる一対の主電極４ａ、４ｂが印刷・乾燥して形成してある。

高分子抵抗体インクからなる主高分子抵抗体５ａは電気的、かつ物理的に接続するよう前記主電極４ａ、４ｂに重なるように印刷・乾燥してある。

高分子抵抗体インクとしては樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗体を溶剤に溶かしたものあるいは特に結晶性樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗体を溶剤に溶かしたものを使用する。

抵抗調整用抵抗体ブロック６ａ〜６ｄは、この主高分子抵抗体５ａを領域Ａ〜Ｄに分割し、それぞれの部分領域に対応するように、かつ前記高分子抵抗体５ａの印刷領域の境界線上に配置されている。

抵抗調整用抵抗体ブロック６ａ〜６ｄも発熱ブロック２ａと同じく副電極４ｃ、４ｄと副高分子抵抗体５ｂからなり、発熱ブロック２ａの主電極４ａ、４ｂと同時に副電極４ｃ、４ｄを印刷・乾燥して形成し、発熱ブロック２ａの主高分子抵抗体５ａと同時に副高分子抵抗体５ｂも印刷・乾燥して形成するようにしている。

印刷方法としては、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等があるが、印刷条件を細かく調整できるスクリーン印刷が最適である。

抵抗調整用抵抗体ブロック６ａ〜６ｄは、発熱ブロック２ａの主高分子抵抗体５ａの切り欠き部７ａ〜７ｄ内に空間となる間隔を介在させて配置されている。

次に、動作、作用について説明する。

図１において、主電極４ａ、４ｂと副電極４ｃ、４ｄは同時に印刷・乾燥され、主高分子抵抗体５ａと副高分子抵抗体５ｂも同時に印刷・乾燥されているため、主高分子抵抗体５ａの領域Ａと抵抗調整用抵抗体ブロック６ａはほぼ同一の印刷条件で印刷でき、これにより膜厚もほぼ同一である。

したがって、領域Ａと抵抗調整用抵抗体ブロック６ａの面積抵抗値（単位面積当りの高分子抵抗体の抵抗値）は同一となる。

また、領域Ｂと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｂ、領域Ｃと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｃ、領域Ｄと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｄについても同様に面積抵抗値は同一となる。

その結果、前もって抵抗調整用抵抗体ブロック６ａの抵抗値と領域Ａの抵抗値を測定し、統計的手法により抵抗調整用抵抗体ブロック６ａと領域Ａの抵抗値の相関関係を把握しておけば、抵抗調整用抵抗体ブロック６ａの抵抗値を測定することで領域Ａの抵抗値を推定することができる。

これは、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｂと領域Ｂ、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｃと領域Ｃ、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｄと領域Ｄも同様である。

よって、例えば抵抗調整用抵抗体ブロック６ａの抵抗値が他の抵抗調整用抵抗体ブロック６ｂ〜６ｄに比べて高ければ、領域Ａの抵抗値が他の領域Ｂ、Ｃ、Ｄに比べて高いと判
断できるので、領域Ａの抵抗値を低くする、すなわち領域Ａの膜厚が厚くなるように領域Ａ、Ｂ側のギャップを広くすることと、領域Ａ、Ｃ側のスキージの印圧を弱くして対応する。

また、抵抗調整用抵抗体ブロック６ａ、６ｂの抵抗値が抵抗調整用抵抗体ブロック６ｃ、６ｄの抵抗値に比べて低ければ、領域Ａ、Ｂの抵抗値が領域Ｃ、Ｄの抵抗値より低いと判断できるので、領域Ａ、Ｂの抵抗値を高くする、すなわち領域Ａ、Ｂの膜厚を薄くするために、領域Ａ、Ｂ側のギャップを狭めることで対応する。

さらに、抵抗調整用抵抗体ブロック６ａ〜６ｄの全てが目標抵抗値に比べて高い場合は、領域Ａ〜Ｄの抵抗値も高いと判断できるので、領域Ａ〜Ｄの抵抗値を低くするよう高分子抵抗体インクの粘度を高くして主高分子抵抗体５ａの膜厚が厚くなるようにして対応する。

このように、抵抗調整用抵抗体ブロックの抵抗値を測定することで抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値を均一にすることができる。

（実施の形態２）
図２において、電極や高分子抵抗体の材料、印刷方法と発熱ブロック、抵抗調整用抵抗体ブロックの大きさ、形状は実施の形態１と同一であるが、本実施の形態では抵抗調整用抵抗体ブロック６ａ〜６ｄを領域Ａ〜Ｄの中央部に配置している。

動作、作用も実施の形態１と基本的に同様であるが、抵抗調整用抵抗体ブロック６ａが領域Ａの中央部にあるので、抵抗調整用抵抗体ブロック６ａの副高分子抵抗体５ｂは主高分子抵抗体５ａの領域Ａと全く同一の印刷条件で印刷・乾燥されることになり、領域Ａと抵抗調整用抵抗体ブロック６ａの面積抵抗値は実施の形態１よりも同一となる。

したがって、実施の形態１よりもかなりの確度をもって抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値をさらに精度よく均一にすることができる。

（実施の形態３）
図３において、面状発熱体１ｂの発熱ブロック２ｂは、ポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性フィルムからなるベース材３ａ上に銀ペーストからなる一対の主電極４ａ、４ｂと、これらの各々から延出されている枝電極８ａ、８ｂを印刷・乾燥して形成したものである。

高分子抵抗体インクからなる主高分子抵抗体５ｃは枝電極８ａ、８ｂを覆うように印刷・乾燥して形成してある。

枝電極８ａ、８ｂは対向するように交互に印刷・乾燥されており、電流は枝電極８ａと８ｂの間を流れ、その間の主高分子抵抗体５ｃが発熱するようになっている。

抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅ〜６ｈは、主高分子抵抗体５ｃの分割領域Ａ〜Ｄの略中央部に配置されており、発熱ブロック２ｂと同じく副電極４ｅ、４ｆと副高分子抵抗体５ｄとからなり、発熱ブロック２ｂの主電極４ａ、４ｂおよび枝電極８ａ、８ｂと同時に抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅ〜６ｈの副電極４ｅ、４ｆを枝電極８ａ、８ｂと同じ幅、同
じ間隔で印刷・乾燥して形成し、発熱ブロック２ｂの主高分子抵抗体５ｃと同時に抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅ〜６ｈの副高分子抵抗体５ｄを副電極４ｅ、４ｆの間に印刷・乾燥して形成している。

また、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅ〜６ｈが印刷・乾燥時点では発熱ブロック２ｂに対して独立となるよう、例えば図４（ａ）に示すように、領域Ａの抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅが配置される箇所に主高分子抵抗体５ｃの非印刷領域９ａを設けるとともに、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅの副電極４ｅ、４ｆに対応する枝電極８ａ、８ｂも抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅが配置される箇所は印刷せず枝電極８ｃ〜８ｆに分割されている。

そして、図４（ｂ）に示すように、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅの抵抗値を測定した後に副電極４ｅと枝電極８ｃ、８ｄ、副電極４ｆと枝電極８ｅ、８ｆの夫々に架橋電極１０を設け、電気的に接続するようにしている。

副電極４ｅ、４ｆと枝電極８ｃ〜８ｆとの電気的接続方法としては、銀ペーストを印刷・乾燥して架橋電極１０を構成してもよいし、あらかじめカットされた導電性テープを貼り付けてもよい。

次に、動作、作用について説明する。

基本的には実施の様態２と同様であり、例えば抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅは領域Ａの中央部にあるので、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅの副高分子抵抗体５ｄは発熱ブロック２ｂの主高分子抵抗体５ｃの領域Ａと全く同一の印刷条件で印刷・乾燥され、領域Ａと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅの面積抵抗値は同一となり、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅの副電極４ｅ，４ｆの間の抵抗値を測定することにより、かなりの確度をもって領域Ａの抵抗値を推定することができる。

また、領域Ｂと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｆ、領域Ｃと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｇ、領域Ｄと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｈについても同様な関係であり、領域Ｂ〜Ｄの抵抗値は抵抗調整用抵抗体ブロック６ｆ〜６ｈの抵抗値を測定することで推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱ブロック２ｂの主高分子抵抗体５ｃの発熱皮膜の抵抗値をさらに精度よく均一にすることができる。

実施の様態２と異なる点は、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅ〜６ｈを測定した後に、図４に示す如く、副電極４ｅ、４ｆと枝電極８ｃ〜８ｆを架橋電極１０にて電気的に接続し、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅ〜６ｈを発熱ブロック２ｂの主高分子抵抗体５ｃの各領域Ａ〜Ｄと一体化させることにある。

副電極４ｅと４ｆの間隔と枝電極８ｃと８ｅおよび８ｄと８ｆの間隔は同じなので、副高分子抵抗体５ｄと枝電極８ｃと８ｅの間および８ｄと８ｆの間の主高分子抵抗体５ｃを流れる単位長さ当りの電流量は同じとなり、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｅと領域Ａの発熱量は同一となる。

これにより、抵抗値調整用抵抗体ブロック６ｅ〜６ｈも発熱ブロック２ｂの一部となるので、スポット的に温度の低い場所の発生がなくなり、さらなる快適な採暖が得られる。

（実施の形態４）
図５において、面状発熱体１ｃの発熱ブロック２ａは、ポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性フィルムからなるベース材３ａ上に銀ペーストからなる一対の主電極４ａ、
４ｂを印刷・乾燥している。

高分子抵抗体インクからなる主高分子抵抗体５ａは電気的かつ物理的に接続するよう主電極４ａ、４ｂに重なるように印刷・乾燥している。

抵抗調整用抵抗体ブロック６ｉ〜６ｘは、主高分子抵抗体５ａを分割した領域Ｅ〜Ｔの幅方向および長さ方向に対応するように発熱ブロック２ａの周辺近傍に配置されている。抵抗調整用抵抗体ブロック６ｉ〜６ｘも発熱ブロック２ａと同じく副電極４ｇ、４ｈと副高分子抵抗体５ｅからなり、発熱ブロック２ａの主電極４ａ、４ｂと同時に副電極４ｇ、４ｈを印刷・乾燥し、発熱ブロック２ａの主高分子抵抗体５ａと同時に副高分子抵抗体５ｅを印刷・乾燥している。

なお、電極や高分子抵抗体の材料、印刷方法、発熱ブロックについては実施の形態１と同一である。

次に、動作、作用について説明する。

図５において、主電極４ａ，４ｂと副電極４ｇ，４ｈは同時に印刷・乾燥され、主高分子抵抗体５ａと副高分子抵抗体５ｅも同時に印刷・乾燥されているため、主高分子抵抗体５ａの領域Ｅと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｉ、６ｑはほぼ同一の印刷条件で印刷されており膜厚もほぼ同一である。

したがって領域Ｅと抵抗調整用抵抗体ブロック６ｉ、６ｑの面積抵抗値（単位面積当りの高分子抵抗体の抵抗値）は同一となる。

また、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｊ〜６ｐ、６ｒ〜６ｘについても各々の抵抗調整用抵抗体ブロックに対応する領域Ｆ〜Ｔとの面積抵抗値は同一となる。しかも本実施の形態では、発熱ブロック２ａの主高分子抵抗体５ａの分割を細かくしているので、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｉ〜６ｘの抵抗値を測定することで、主高分子抵抗体５ａの幅方向、長さ方向の抵抗値分布がよりはっきりとわかり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱ブロック２ａの主高分子抵抗体５ａの発熱皮膜の抵抗値をさらに精度よく均一にすることができる。

また、発熱ブロック２ａの領域内部に抵抗調整用抵抗体ブロックがないので、スポット的に温度が低い箇所の発生もなく、発熱ブロック２ａを全面に渡って発熱させることができるので、均一な採暖が得られる。

（実施の形態５）
図６において、面状発熱体１ｄの発熱ブロック２ｃはポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性フィルムからなるベース材３ｂ上に銀ペーストからなる一対の主電極４ｉ、４ｊを抵抗調整用抵抗体ブロックが配置できるようにクランク部１１を設けて印刷・乾燥して形成している。

高分子抵抗体インクからなる主高分子抵抗体５ｆは電極４ｉ、４ｊのクランク部１１に対応して切り欠き部を設けつつ主電極４ｉ、４ｊに重なるように印刷・乾燥している。

主高分子抵抗体５ｆは、クランク部１１を中心として領域Ｕ〜Ｗに分割される。

面状発熱体１ｄはこの発熱ブロック２ｃを複数個接続しており、主電極４ｉ、４ｊの印刷・乾燥時点で主電極４ｉの端部には次の主電極４ｉの端部が、主電極４ｊの端部には次
の主電極４ｊの端部が重なるように印刷している。

なお、本実施の形態においては、主高分子抵抗体５ｆ同志は隙間を空けて印刷しているが、主電極４ｉ、４ｊと同じく主高分子抵抗体５ｆ同志の端部が重なるように印刷してもよい。

抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙは、主電極４ｉ、４ｊのクランク部１１に配置され、発熱ブロック２ｃと同じく副電極４ｋ、４ｌと副高分子抵抗体５ｇからなり、発熱ブロック２ｃの主電極４ｉ、４ｊと同時に抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙの副電極４ｋ、４ｌを印刷・乾燥して形成し、発熱ブロック２ｃの主高分子抵抗体５ｆと同時に抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙの副高分子抵抗体５ｇを印刷・乾燥して形成している。

なお、電極や高分子抵抗体の材料、印刷方法については実施の形態１と同一である。

次に、動作、作用について説明する。

図６において、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙの副電極４ｋ、４ｌは、発熱ブロック２ｃの主電極４ｉ、４ｊと同一印刷幅内で同時に印刷・乾燥されており、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙの副高分子抵抗体５ｇは、発熱ブロック２ｃの主高分子抵抗体５ｆとほぼ同一印刷幅内で同時に印刷・乾燥されているため、例えば、副高分子抵抗体５ｇと主高分子抵抗体５ｆの領域Ｕの面積抵抗値は同一となる。

したがって、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙの抵抗値を測定することで発熱ブロック２ｃの主高分子抵抗体５ｆの領域Ｕの抵抗値が推定可能となる。

また、領域Ｖ、Ｗとそれに対応する抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙとにおいても同様に、夫々の抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙの抵抗値を測定することにより、領域Ｖ、Ｗの抵抗値が推定できる。

よって、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱ブロック２ｃの主高分子抵抗体５ｆの発熱皮膜の抵抗値をさらに精度よく均一にすることができる。

また、抵抗値調整用抵抗体ブロック６ｙは発熱ブロック２ｃの中央部でなく発熱部ブロック２ｃの領域内ではあるが周辺部に配置されるので、発熱ブロック２ｃ領域内部に数多く抵抗値調整用抵抗体ブロック２ｃを配置することができ、細かく印刷条件を調整することが可能となり、発熱皮膜の抵抗値の均一性がさらによくなる。

なお、本実施の形態においては、主電極４ｉ、４ｊのクランク部１１に抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙを設けているが、抵抗調整用抵抗体ブロック６ｙの配置は限定されるものではなく、主高分子抵抗体５ｆの発熱皮膜の抵抗値均一性精度レベルによっては、この主高分子抵抗体５ｆ同志の隙間あるいは発熱ブロック２ｃの外側に設けてもよい。

さらに、上述した実施の形態１〜４は、面状発熱体を枚葉で印刷加工した場合であるが、長尺のベース材に面状発熱体を連続して印刷加工するような場合は、印刷加工の途中でも抵抗調整用抵抗体ブロックの抵抗値を測定することができ、その結果をすぐにフィードバックして印刷条件を調整することができるので、本発明は非常に有効である。

以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、抵抗値調整用抵抗体ブロックの抵抗値を
測定することで抵抗値調整用抵抗体ブロック周辺の発熱ブロック領域の抵抗値が推定可能となり、その結果をフィードバックして印圧、ギャップ、粘度等の印刷条件を調整することによって発熱皮膜の抵抗値を均一にすることができるので、細長い領域を均一に暖める床暖房用パネルや大面積を均一に暖める電気カーペット等の暖房商品の発熱体として有用である。

本発明の実施の形態１における面状発熱体の構成を示す平面図 本発明の実施の形態２における面状発熱体の構成を示す平面図 本発明の実施の形態３における面状発熱体の構成を示す平面図 （ａ）は本発明の実施の形態３における面状発熱体の印刷・乾燥時点の部分拡大図、（ｂ）は同面状発熱体の完成時の部分拡大図 本発明の実施の形態４における面状発熱体の構成を示す平面図 本発明の実施の形態５における面状発熱体の構成を示す平面図 （ａ）は従来の面状発熱体の構成を示す平面図、（ｂ）は同側面図 従来の他の面状発熱体の構成を示す平面図 従来の他の面状発熱体を装着した電気カーペットの構成を示す平面図 スクリーン印刷における印刷工程図 膜厚測定の実施様態拡大図

符号の説明

１ａ〜１ｄ、２１、２２ 面状発熱体
２ａ〜２ｃ 発熱ブロック
３ａ、３ｂ ベース材
４ａ，４ｂ，４ｉ，４ｊ 主電極
４ｃ，４７，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｋ，４ｌ 副電極
５ａ，５ｃ，５ｆ 主高分子抵抗体
５ｂ，５ｄ，５ｅ，５ｇ 副高分子抵抗体
６ａ〜６ｙ 抵抗調整用抵抗体ブロック
８ａ〜８ｆ 枝電極
１１ クランク部
２５ａ，２５ｂ 発熱皮膜

Claims (5)

1. ベース材に印刷により形成した一対の主電極、前記一対の主電極と電気的／物理的に結合するよう印刷により形成した主高分子抵抗体からなる発熱ブロックを備え、複数の所定位置に前記発熱ブロックとは独立してベース材に印刷により形成した一対の副電極、前記一対の副電極と電気的／物理的に結合するよう印刷により形成した副高分子抵抗体からなる抵抗値調整用抵抗体ブロックを前記発熱ブロックと同時に印刷してなる面状発熱体。
2. 発熱ブロックの領域内部に抵抗値調整用抵抗体ブロックを配設した請求項１に記載の面状発熱体。
3. 副電極を主電極に電気的に接続することにより、抵抗値調整用抵抗体ブロックを発熱ブロックの一部に転化するようにした請求項２に記載の面状発熱体。
4. 発熱ブロックの領域外部に抵抗値調整用抵抗体ブロックを配置した請求項１に記載の面状発熱体。
5. 発熱ブロックの主電極の複数の所定部位をクランク形状に設定して主高分子抵抗体を切り欠き形状とし、前記主電極のクランク部に抵抗値調整用抵抗体ブロックを配設した請求項１に記載の面状発熱体。