JP3142540B2 - Safety circuit for flat heater - Google Patents

Safety circuit for flat heater

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JP3142540B2 JP8003790A JP8003790A JP3142540B2 JP 3142540 B2 JP3142540 B2 JP 3142540B2 JP 8003790 A JP8003790 A JP 8003790A JP 8003790 A JP8003790 A JP 8003790A JP 3142540 B2 JP3142540 B2 JP 3142540B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は平面ヒータに係り、特にOA機器のサーマルプ
リンタに備えられるヒータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a flat heater, and more particularly to a heater provided in a thermal printer of OA equipment.

(従来の技術) 近年、コピー機やファクシミリ等に代表されるOA機器
の普及にはめざましいものがある。その普及は広く一般
家庭にまで広がっており、各ユーザーの要求に応えるた
めに各種のOA機器は、その機能の向上とともに、小型
化、薄型化が図られるようになってきた。
(Prior Art) In recent years, there has been remarkable spread of OA equipment represented by a copier, a facsimile, and the like. The spread has spread widely to ordinary households, and in order to meet the demands of each user, various types of OA equipment have been reduced in size and thickness as well as their functions have been improved.

また、各種OA機器のほとんどには出力装置としてプリ
ンタが装備されており、価格と機能との兼ね合いから感
熱転写プリンタが多く使用されている。この感熱転写プ
リンタはサーマルヘッドと呼ばれる発熱体で感熱記録紙
や熱転写リボンに熱を加えて発色させたり、インクを溶
融させて用紙に転写させるようになっている。そして、
この発熱体には通常、薄型でコンパクトな平面ヒータが
用いられている。
Most of the various OA devices are equipped with a printer as an output device, and a thermal transfer printer is often used because of a balance between price and function. In this thermal transfer printer, a heating element called a thermal head is used to apply heat to thermal recording paper or a thermal transfer ribbon to form a color, or to melt ink to transfer the ink to a paper. And
Usually, a thin and compact flat heater is used for the heating element.

この種の平面ヒータにはヒータの過熱による事故を防
止するために安全回路が設けられている。この安全回路
の一例としては特開昭63−160128号公報に示されたもの
がある。この安全回路にはヒータの表面にヒューズ部を
備えたヒューズ回路(図示せず)が形成されている。こ
のヒューズ部の構造を第3図及び第4図を参照して説明
する。
This type of flat heater is provided with a safety circuit to prevent an accident due to overheating of the heater. An example of this safety circuit is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-160128. In this safety circuit, a fuse circuit (not shown) having a fuse portion on the surface of the heater is formed. The structure of the fuse section will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

第3図において、図中符号10は発熱体を示しており、
この発熱体10は絶縁基板11と、この絶縁基板11の表面に
スクリーン印刷された導体あるいは発熱抵抗体パターン
12から構成されている。この導体あるいは発熱抵抗体パ
ターン12は所定位置がカットされていてギャップ13が形
成されている。そしてこのギャップ13をはさんで対向す
るパターンの端部間にブリッジを形成するようにして低
融点の半田14が溶着されている。このようにして上記パ
ターンは低融点の半田14で短絡されたヒューズ部15を形
成するようになっている。したがって、上述の安全回路
ではヒータが過熱すると、上記半田14が溶融する。そし
て、上記半田ブリッジは溶融半田の表面張力によりパタ
ーンの端部に引き寄せられ、ヒューズ回路がオフになり
安全回路が作動するようになっている。
In FIG. 3, reference numeral 10 denotes a heating element.
The heating element 10 includes an insulating substrate 11 and a conductor or heating resistor pattern screen-printed on the surface of the insulating substrate 11.
Consists of 12 parts. A predetermined position of the conductor or the heating resistor pattern 12 is cut so that a gap 13 is formed. A low-melting-point solder 14 is welded so as to form a bridge between the ends of the opposing patterns with the gap 13 interposed therebetween. In this way, the pattern forms the fuse portion 15 short-circuited by the low-melting-point solder 14. Therefore, in the above-described safety circuit, when the heater is overheated, the solder 14 is melted. Then, the solder bridge is attracted to the end of the pattern by the surface tension of the molten solder, so that the fuse circuit is turned off and the safety circuit operates.

このヒータによれば発熱体の熱がヒューズに伝わりや
すくなって、異常発熱時に確実にヒューズを作用させや
すくできる。
According to this heater, the heat of the heating element can be easily transmitted to the fuse, and the fuse can be easily activated when abnormal heat is generated.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述の安全回路ではヒータの過熱によ
りヒューズ部の半田が溶融しても絶縁基板11のぬれ性が
よいと溶融半田が基板上に広がり、パターンが短絡した
ままの状態となりヒューズ回路がオフにならず、安全回
路が誤動作を生じるという問題がある。このためヒータ
が過熱してヘッドボディの温度が高くなり、他の部品の
故障を引き起こすおそれもある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described safety circuit, even if the solder in the fuse portion is melted due to overheating of the heater, if the wettability of the insulating substrate 11 is good, the molten solder spreads on the substrate and the pattern is short-circuited. There is a problem that the fuse circuit does not turn off due to the state as it is and the safety circuit malfunctions. For this reason, the temperature of the head body increases due to overheating of the heater, which may cause a failure of other components.

すなわち、発熱抵抗体パターン12を厚膜技術を用いて
形成する場合に、絶縁基板11の表面に密着強度を高める
必要があるために、絶縁基板11の表面の粗さを適度に粗
くする必要がある。一方、絶縁基板11の表面に適度の粗
さを形成し、この粗さの形成された絶縁基板11の表面に
半田を直接的に被着した場合には、半田に対する絶縁基
板11の表面のぬれ性も高くなってしまうことが多く、前
述したように、半田が溶融しても絶縁基板11のぬれ性が
よいと溶融半田が基板上に広がり、パターンが短絡した
ままの状態となりヒューズ回路がオフにならず、安全回
路が誤動作を生じるという問題がある。
That is, when the heating resistor pattern 12 is formed by using the thick film technology, it is necessary to increase the adhesion strength to the surface of the insulating substrate 11, so that the surface of the insulating substrate 11 needs to have a moderate roughness. is there. On the other hand, when a moderate roughness is formed on the surface of the insulating substrate 11 and the solder is directly applied to the surface of the insulating substrate 11 on which the roughness is formed, the surface of the insulating substrate 11 wets the solder. As described above, even if the solder melts, if the insulating substrate 11 has good wettability, the molten solder spreads over the substrate, the pattern remains short-circuited, and the fuse circuit is turned off. However, there is a problem that the safety circuit may malfunction.

また、発熱抵抗体パターン12を厚膜技術を用いて形成
することを回避せざるを得ないとすれば、製造コストが
上がるという問題がある。
Further, if it is necessary to avoid forming the heating resistor pattern 12 using the thick film technology, there is a problem that the manufacturing cost increases.

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有す
る問題点を解消し、厚膜技術を採用して製造コストを低
くすることが可能であるとともに、ヒータの過熱時に確
実にヒューズ回路がオフになり、安全回路が確実に作動
するようにしたヒータを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional technology, to reduce the manufacturing cost by employing the thick film technology, and to surely turn off the fuse circuit when the heater is overheated. Therefore, it is an object of the present invention to provide a heater in which the safety circuit operates reliably.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、板状の絶縁体と、前記絶
縁体の表面に形成された発熱体と、発熱体で発生した熱
を伝導する絶縁体の表面に厚膜技術により形成され、一
部にギャップが設けられた導体パターンと、低温可融合
金を主体とし、絶縁体上に形成され、導体パターンのギ
ャップ間を電気的に接続する導電性合金と、絶縁体の表
面と導電性合金との間に介在して上記ギャップ間に形成
され、絶縁体よりも導電性合金に対する表面のぬれ性の
悪いぬれ性不良体パターンと、を具備していることを特
徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) To achieve the above object, a plate-like insulator, a heating element formed on the surface of the insulator, and a surface of the insulator that conducts heat generated by the heating element A conductive pattern formed by thick film technology and partially provided with a gap, and a conductive alloy mainly formed of low-temperature fusible gold and formed on an insulator and electrically connecting the gaps of the conductive pattern And a poorly wettable pattern formed between the gap and interposed between the surface of the insulator and the conductive alloy and having poorer wettability on the surface of the conductive alloy than the insulator. It is characterized by the following.

(作 用) 本発明によれば、絶縁体表面の配線パターンにギャッ
プを設け、このギャップ位置にぬれ性不良体パターンを
形成し、このぬれ性不良体パターンの表面に低温可融合
金を溶着して配線パターンを接続し、上記ギャップを短
絡させたので、低温可溶合金に発熱体の熱が伝わり易
く、またヒータが過熱して溶融した合金は表面張力によ
り上記ぬれ性不良体パターン上で確実に分離し、この結
果、ヒューズ回路を確実にオフにすることができる。
(Operation) According to the present invention, a gap is provided in a wiring pattern on an insulator surface, a poor wettability pattern is formed at the gap position, and low-temperature fusible gold is welded to the surface of the poor wettability pattern. Since the wiring pattern was connected and the above gap was short-circuited, the heat of the heating element was easily transmitted to the low-temperature fusible alloy. And, as a result, the fuse circuit can be reliably turned off.

(実施例) 以下本発明によるヒータの実施例を第1図及び第2図
を参照して説明する。
(Embodiment) An embodiment of a heater according to the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and FIG.

第1図において、図中符号1は発熱体を示しており、
この発熱体1は絶縁基板2とこの絶縁基板2の表面に形
成された配線パターン3とから構成されている。この絶
縁基板2はアルミナ基板に代表されるような平板の耐熱
性絶縁体からなる一方、上記配線パターン3は、発熱体
としての発熱抵抗体パターン3Aと伝熱用配線パターンと
しての導体パターン3Bとに分けられる。この両パターン
3A、3Bは、上記絶縁基板2の両面に分けて形成させても
良いし、片面に合わせて形成させても良い。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a heating element.
The heating element 1 includes an insulating substrate 2 and a wiring pattern 3 formed on the surface of the insulating substrate 2. The insulating substrate 2 is made of a flat heat-resistant insulator typified by an alumina substrate, while the wiring pattern 3 is composed of a heating resistor pattern 3A as a heating element and a conductor pattern 3B as a heat transfer wiring pattern. Divided into These two patterns
3A and 3B may be formed separately on both surfaces of the insulating substrate 2, or may be formed on one surface.

上記発熱抵抗体パターン3Aを形成するには、まず、酸
化ルテニウム系ペーストや銀パラジウム系ペーストを厚
膜印刷技術であるスクリーン印刷法を用いて上記絶縁基
板2上に印刷する。そして、このペーストを空気中にお
いて約850℃で焼結させてパターンを形成する。一方、
上記導体パターン3Bは銀系または金系ペーストを同様の
工程でスクリーン印刷し、空気中においてやはり約850
℃で焼結させて形成することによってパターンを形成す
ることができる。
In order to form the heating resistor pattern 3A, first, a ruthenium oxide-based paste or a silver-palladium-based paste is printed on the insulating substrate 2 by using a screen printing method which is a thick film printing technique. Then, the paste is sintered at about 850 ° C. in the air to form a pattern. on the other hand,
The conductor pattern 3B is screen-printed with a silver-based or gold-based paste in the same process, and the same
The pattern can be formed by sintering at ℃.

また、この導体パターン3Bの一部にギャップ4が設け
られている。このギャップ4は導体パターン3Bを約5mm
の長さにわたり切り欠き、その部分に絶縁基板2を露出
させたものである。
A gap 4 is provided in a part of the conductor pattern 3B. This gap 4 is about 5 mm for the conductor pattern 3B.
, And the insulating substrate 2 is exposed at that portion.

そして、このギャップ4を埋めるように絶縁基板2の
表面にぬれ性不良体からなる絶縁パターン5が形成され
ている。この絶縁パターン5にはホウケイ酸系ガラス等
が用いられており、上記導体パターン3Bのパターンと同
様にペースト状のホウケイ酸系ガラスを印刷し、焼結さ
せることができる。上記ホウケイ酸系ガラスによる絶縁
パターン5に代えてセラミックスを焼結させ、その表面
を研磨し、平滑面を形成させることもできる。
Then, an insulating pattern 5 made of a poorly wettable body is formed on the surface of the insulating substrate 2 so as to fill the gap 4. Borosilicate glass or the like is used for the insulating pattern 5, and paste borosilicate glass can be printed and sintered in the same manner as the pattern of the conductor pattern 3B. Instead of the insulating pattern 5 made of borosilicate glass, ceramics may be sintered, and the surface thereof may be polished to form a smooth surface.

さらに、このギャップ4をはさんで対向する導体パタ
ーン3Bの端部間にブリッジを形成するようにして低融点
の半田6が溶着されている。このように上記導体パター
ン3Bは低融点の半田6で短絡されたヒューズ部7を形成
するようになっている。
Further, low-melting-point solder 6 is welded so as to form a bridge between the ends of the conductor pattern 3B facing each other with the gap 4 interposed therebetween. Thus, the conductor pattern 3B forms the fuse portion 7 short-circuited by the low melting point solder 6.

上述のように構成されたヒューズ部7が過熱状態にな
り、所定温度に達すると、上記半田6は溶融する。この
結果、ブリッジを形成していた溶融した半田6は、表面
張力により上記ホウケイ酸系ガラスの絶縁パターン5上
で上記導体パターン3Bの端部に引き寄せられる。この結
果、上記ヒューズ回路をオフにさせることができる。
When the fuse section 7 configured as described above is overheated and reaches a predetermined temperature, the solder 6 is melted. As a result, the molten solder 6 forming the bridge is drawn to the end of the conductor pattern 3B on the borosilicate glass insulating pattern 5 by surface tension. As a result, the fuse circuit can be turned off.

なお、上記ブリッジに利用される低温可融合金の半田
はその組成により種々の溶融点温度を設定できるので、
発熱体の許容動作温度に応じてヒューズ回路がオフにな
る温度を設定することができる。
In addition, since the low-temperature fusible gold solder used for the bridge can set various melting point temperatures depending on its composition,
The temperature at which the fuse circuit is turned off can be set according to the allowable operating temperature of the heating element.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、絶
縁体表面の配線パターンにぬれ性不良体パターンの形成
されたギャップを設け、このギャップ位置に低温可融合
金を溶着して上記配線パターンを接続し、ヒューズとし
たので、ヒータが過熱した場合、ヒューズを形成してい
た合金は溶融し、表面張力により上記ぬれ性不良体パタ
ーン上で確実に分離することができる。この結果、ヒュ
ーズ回路を確実にオフにすることができる等の効果を奏
する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the wiring pattern on the insulator surface is provided with a gap in which the poorly wettable pattern is formed, and the low-temperature fusible gold is welded to the gap position to form the wiring pattern. Are connected to form a fuse, so that if the heater is overheated, the alloy forming the fuse is melted and can be reliably separated on the poorly wettable pattern by surface tension. As a result, there is an effect that the fuse circuit can be reliably turned off.

また、上記配線パターンを厚膜技術により形成し製造
コストを低くすることが可能であるとともに、ヒータの
過熱時に確実にヒューズ回路がオフになり、安全回路が
正確に作動するようにできるのである。
In addition, it is possible to reduce the manufacturing cost by forming the wiring pattern by the thick film technique, and to surely turn off the fuse circuit when the heater is overheated and to operate the safety circuit accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による平面ヒータの安全回路の一実施例
を示す平面図、第2図は同横断面図、第3図は従来の平
面ヒータの安全回路の一例を示す平面図、第4図は同横
断面図である。 1……発熱体、2……絶縁基板、3……配線パターン、
4……ギャップ、5……絶縁パターン、6……半田。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a safety circuit of a flat heater according to the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view of the same, FIG. 3 is a plan view showing an example of a safety circuit of a conventional flat heater, and FIG. The figure is the same cross-sectional view. 1 ... heating element, 2 ... insulating substrate, 3 ... wiring pattern,
4 ... gap, 5 ... insulating pattern, 6 ... solder.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】板状の絶縁体と、 前記絶縁体の表面に形成された発熱体と、 発熱体で発生した熱を伝導する絶縁体の表面に厚膜技術
により形成され、一部にギャップが設けられた導体パタ
ーンと、 低温可融合金を主体とし、絶縁体上に形成され、導体パ
ターンのギャップ間を電気的に接続する導電性合金と、 絶縁体の表面と導電性合金との間に介在して上記ギャッ
プ間に形成され、絶縁体よりも導電性合金に対する表面
のぬれ性の悪いぬれ性不良体パターンと、 を具備していることを特徴とするヒータ。
1. A plate-like insulator, a heating element formed on a surface of the insulator, and a thick film technique formed on a surface of the insulator that conducts heat generated by the heating element, and a gap is partially formed. And a conductive alloy formed mainly on a low-temperature fusible alloy and formed on an insulator and electrically connecting gaps of the conductive pattern; and a conductive alloy between a surface of the insulator and the conductive alloy. And a poorly wettable body pattern formed between the gaps and having poorer surface wettability with respect to the conductive alloy than with the insulator.
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