JPH0745357A - Ceramic heater - Google Patents
Ceramic heaterInfo
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- JPH0745357A JPH0745357A JP18796893A JP18796893A JPH0745357A JP H0745357 A JPH0745357 A JP H0745357A JP 18796893 A JP18796893 A JP 18796893A JP 18796893 A JP18796893 A JP 18796893A JP H0745357 A JPH0745357 A JP H0745357A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、普通紙複写機のトナー
定着用等に用いられるセラミックヒーターに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heater used for fixing toner in a plain paper copying machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、普通紙複写機及びレーザプリンタ
ー等においては、紙片面にトナー（樹脂粉末状のスミ）
を付着させ、これに熱を加えて定着させている。このた
め、定着時に紙片を高温に加熱する必要があり、加熱体
としてハロゲンランプ等を使用していたが、熱応答性、
省電力、安全性等の点で問題があり、一部セラミックヒ
ーターが使用されるようになってきた。2. Description of the Related Art Conventionally, in plain paper copying machines and laser printers, toner (resin powder-like stains) is applied to one side of the paper.
Is attached and heat is applied to this to fix it. Therefore, it is necessary to heat the paper piece to a high temperature at the time of fixing, and a halogen lamp or the like was used as a heating body.
There are problems in power saving and safety, and ceramic heaters have come to be used in some cases.
【０００３】このような従来のセラミックヒーターの一
例を図２の(a)(b)(c) に示す。図において、(a) はセラ
ミックヒーターの表面を、(b) は裏面を、また(c) は側
面断面をそれぞれ表している。このセラミックヒーター
は、厚さ１ｍｍ程度の矩形の棒形状を有する高温焼成型
のアルミナ基板１の一面に長手方向に延ばして抵抗体２
を設けることにより形成されている。この抵抗体２の両
端部には、接続用の電極３ａ，３ｂが設けられ、この電
極３ａ，３ｂ間に所定の電圧を印加することにより抵抗
体２から熱が発生する。An example of such a conventional ceramic heater is shown in FIGS. 2 (a) (b) (c). In the figure, (a) shows the front surface of the ceramic heater, (b) shows the back surface, and (c) shows the side section. This ceramic heater is extended in a longitudinal direction on one surface of a high temperature firing type alumina substrate 1 having a rectangular rod shape with a thickness of about 1 mm to form a resistor 2
It is formed by providing. Electrodes 3a and 3b for connection are provided at both ends of the resistor 2, and heat is generated from the resistor 2 by applying a predetermined voltage between the electrodes 3a and 3b.
【０００４】また、抵抗体２は保護層４によって覆わ
れ、さらに抵抗体２が設けられた面と対向する面には温
度センサ５が設けられている。The resistor 2 is covered with a protective layer 4, and a temperature sensor 5 is provided on the surface facing the surface on which the resistor 2 is provided.
【０００５】前述した構成のセラミックヒーターによれ
ば、２０秒程度で２５０℃程度まで温度を上昇させるこ
とが可能であり、温度センサ５の検知温度に基づいて抵
抗体２への印加電圧を制御することで、ヒーターの表面
温度をコントロールすることができる。さらに、省電
力、応答性、安全性を満足し且つコンパクトな設計が可
能である。According to the ceramic heater having the above-mentioned structure, the temperature can be raised to about 250 ° C. in about 20 seconds, and the voltage applied to the resistor 2 is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor 5. By doing so, the surface temperature of the heater can be controlled. Furthermore, it is possible to achieve a compact design that satisfies power saving, responsiveness, and safety.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のセラミックヒーターにおいては、ヒーターの形
状が細長い形状であるため、長手方向の位置によって、
ヒーターから発する熱に斑が生じ、部分的にトナーの定
着が不良になったり、トナーの定着を優先して温度制御
すると部分的に高温になりすぎて紙片の損傷を招くとい
った問題点があった。また、高温焼成型のアルミナ基板
１を用いているため、設備費及びランニングコストが高
くなると共に、大きな基板を平に焼成することが困難で
あり、この結果、製品コストが高くなるという問題点が
あった。However, in the above-mentioned conventional ceramic heater, since the shape of the heater is elongated, it depends on the position in the longitudinal direction.
There is a problem that the heat generated from the heater causes unevenness and the toner fixing is partially defective, or if the toner fixing is prioritized and the temperature is controlled, the temperature becomes too high and the paper piece is damaged. . Further, since the high temperature baking type alumina substrate 1 is used, the equipment cost and the running cost are increased, and it is difficult to uniformly burn a large substrate, resulting in an increase in product cost. there were.
【０００７】即ち、ヒーターの長手方向中央部分におい
ては、抵抗体２から発生した熱は空気中に放散すると共
にアルミナ基板１を加熱する。また、ヒーターの両端部
においては、抵抗体２から発生した熱は同様に空気中に
放散すると共にアルミナ基板１を加熱するが、両端部に
設けられた電極３ａ，３ｂに接続されている通電線を介
して熱が逃げてしまう。このため、ヒーターの両端部の
温度は中央部の温度よりも低くなってしまい、温度分布
に斑が生じていた。That is, in the central portion in the longitudinal direction of the heater, the heat generated from the resistor 2 is dissipated into the air and heats the alumina substrate 1. Further, at both ends of the heater, the heat generated from the resistor 2 similarly dissipates into the air and heats the alumina substrate 1, but the current-carrying wires connected to the electrodes 3a and 3b provided at the both ends. The heat escapes through. For this reason, the temperature of both ends of the heater is lower than the temperature of the central part, and the temperature distribution is uneven.
【０００８】また、高温焼成型のアルミナ基板１は、１
５００℃程度の高温で焼成するため、高温を維持する大
型の炉を必要とすると共に、焼成時の基板温度に斑が生
じると基板にソリが生じてしまうため、基板を厚く形成
することができなかった。さらに、焼成時に電極等を同
時形成する場合には、融点の高いタングステン等の効果
な金属を使用する必要があった。In addition, the high temperature firing type alumina substrate 1 is 1
Since the baking is performed at a high temperature of about 500 ° C., a large furnace that maintains the high temperature is required, and if the substrate temperature during baking is uneven, the substrate warps, so that the substrate can be formed thick. There wasn't. Furthermore, when simultaneously forming electrodes and the like during firing, it is necessary to use an effective metal such as tungsten having a high melting point.
【０００９】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、均一
な温度分布が得られる低コストのセラミックヒーターを
提供することにある。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a low-cost ceramic heater which can obtain a uniform temperature distribution.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項１では、所定形状を有するセラミッ
ク基体の所定部位に電気発熱体を設けると共に、少なく
とも該電気発熱体に対応して該セラミック基体よりも熱
伝導度が高い伝熱体を設けてなるセラミックヒーターを
提案する。In order to achieve the above object, the present invention provides an electric heating element at a predetermined portion of a ceramic substrate having a predetermined shape, and at least corresponds to the electric heating element. As a result, a ceramic heater provided with a heat transfer body having a thermal conductivity higher than that of the ceramic substrate is proposed.
【００１１】また、請求項２では、低温焼成型のセラミ
ック基板からなると共に所定形状を有するセラミック基
体の所定部位に電気発熱体を設けると共に、少なくとも
該電気発熱体に対応して該セラミック基体よりも熱伝導
度が高い伝熱体を設けてなるセラミックヒーターを提案
する。Further, according to a second aspect of the present invention, an electric heating element is provided at a predetermined portion of a ceramic base made of a low temperature firing type ceramic substrate and having a predetermined shape, and the electric heating element is provided at least corresponding to the electric heating element rather than the ceramic base. We propose a ceramic heater provided with a heat conductor having high thermal conductivity.
【００１２】また、請求項３では、請求項１又は２記載
のセラミックヒーターにおいて、前記セラミック基体は
所定長さの棒形状を有し、該セラミック基体の一表面に
長手方向に延びる電気発熱体が設けられると共に、前記
電気発熱体と対向する基体表面に前記電気発熱体と対向
して長手方向に延びる伝熱体が設けられているセラミッ
クヒーターを提案する。According to a third aspect of the present invention, in the ceramic heater according to the first or second aspect, the ceramic base has a rod shape having a predetermined length, and an electric heating element extending in the longitudinal direction is formed on one surface of the ceramic base. A ceramic heater is provided in which a heat transfer body that is provided and that extends in the longitudinal direction is provided on the surface of the base body that faces the electric heating element and that faces the electric heating element.
【００１３】また、請求項４では、請求項１又は２記載
のセラミックヒーターにおいて、前記セラミック基体は
所定長さの棒形状を有し、該セラミック基体の一表面に
長手方向に延びる電気発熱体が設けられると共に、前記
セラミック基体内部に前記電気発熱体と対向して長手方
向に延びる伝熱体が埋め込まれているセラミックヒータ
ーを提案する。According to a fourth aspect of the present invention, in the ceramic heater according to the first or second aspect, the ceramic base has a rod shape having a predetermined length, and an electric heating element extending in the longitudinal direction is formed on one surface of the ceramic base. A ceramic heater is provided, which is provided and in which a heat transfer body extending in the longitudinal direction facing the electric heating element is embedded inside the ceramic base.
【００１４】さらに、請求項５では、請求項４記載のセ
ラミックヒーターにおいて、前記セラミック基体はセラ
ミック積層体からなるセラミックヒーターを提案する。Further, in claim 5, a ceramic heater according to claim 4 is proposed, in which the ceramic substrate is a ceramic laminate.
【００１５】[0015]
【作用】本発明の請求項１によれば、セラミック基体に
は電気発熱体に対応して伝熱体が設けられ、該伝熱体は
セラミック基体よりも高い熱伝導度を有する。これによ
り、前記電気発熱体から発せられる熱は、前記伝熱体を
伝導して該伝熱体が設けられた全領域に伝達され、該領
域では均一な温度分布が得られる。According to the first aspect of the present invention, the ceramic base body is provided with the heat transfer body corresponding to the electric heating body, and the heat transfer body has higher thermal conductivity than the ceramic base body. Thereby, the heat generated from the electric heating element is conducted through the heat transfer element and transferred to the entire area where the heat transfer element is provided, and a uniform temperature distribution is obtained in the area.
【００１６】また、請求項２によれば、低温焼成型セラ
ミック基板からセラミック基体が形成され、該セラミッ
ク基体には電気発熱体に対応して伝熱体が設けられる。
さらに、該伝熱体はセラミック基体よりも高い熱伝導度
を有する。これにより、高価な大型の高温炉を必要とす
ること無く前記セラミック基体が作製される。また、使
用時においては、前記電気発熱体から発せられる熱は、
前記伝熱体を伝導して該伝熱体が設けられた全領域に伝
達され、該領域では均一な温度分布が得られる。According to the second aspect of the present invention, the ceramic base is formed from the low temperature firing type ceramic substrate, and the ceramic base is provided with the heat transfer body corresponding to the electric heating element.
Further, the heat transfer body has a higher thermal conductivity than the ceramic substrate. This allows the ceramic substrate to be made without the need for an expensive large high temperature furnace. In addition, during use, the heat generated from the electric heating element is
The heat transfer material conducts and is transferred to the entire area where the heat transfer material is provided, and a uniform temperature distribution is obtained in that area.
【００１７】また、請求項３によれば、セラミック基体
の一表面に設けられた電気発熱体から発せられる熱は、
該電気発熱体と対向するセラミック基体表面に設けられ
た伝熱体によって、該セラミック基体の長手方向全域に
伝達される。これにより、前記セラミック基体の長手方
向の温度分布が均一化される。According to claim 3, the heat generated from the electric heating element provided on one surface of the ceramic substrate is
A heat transfer member provided on the surface of the ceramic base that faces the electric heating element transfers the heat to the entire area of the ceramic base in the longitudinal direction. As a result, the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic base is made uniform.
【００１８】また、請求項４によれば、セラミック基体
の一表面に設けられた電気発熱体から発せられる熱は、
該電気発熱体と対向してセラミック基体内部に埋め込ま
れた伝熱体によって、該セラミック基体の長手方向全域
に伝達される。これにより、前記セラミック基体の長手
方向の温度分布が均一化される。また、前記伝熱体を前
記セラミック基体内部に埋め込むことによって、前記電
気発熱体と伝熱体との間隔を狭めることができ、前記電
気発熱体から発せられる熱の前記伝熱体への伝達が良好
に行われる。According to claim 4, the heat generated from the electric heating element provided on one surface of the ceramic substrate is
The heat transfer member embedded inside the ceramic base member facing the electric heating element transfers the electric power to the entire longitudinal direction of the ceramic base member. As a result, the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic base is made uniform. In addition, by embedding the heat transfer body inside the ceramic base, it is possible to narrow the gap between the electric heat generation body and the heat transfer body, and transfer the heat generated from the electric heat generation body to the heat transfer body. Well done.
【００１９】さらに、請求項５によれば、セラミック基
体がセラミック積層体から形成されるため、該セラミッ
ク積層体の形成時に、任意の層に伝熱体を配置すること
により、該伝熱体はセラミック基体内部に埋め込まれ
る。Further, according to the present invention, since the ceramic substrate is formed of the ceramic laminate, the heat conductor can be formed by arranging the heat conductor in any layer during the formation of the ceramic laminate. It is embedded inside the ceramic substrate.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１の(a)(b)(c) は、本発明の第１の実施例の
セラミックヒーターを示す概略構成図であり、(a) はセ
ラミックヒーターの表面を、(b) は裏面を、また(c) は
側面断面をそれぞれ表している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A, 1B, and 1C are schematic configuration diagrams showing a ceramic heater according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is the front surface of the ceramic heater, and FIG. In addition, (c) represents the side cross-section.
【００２１】図において、１０はセラミック基体で、例
えばアルミナ５０，シリカ１８，コレマナイト１４，タ
ルク１０，ヘタライト８（重量％）を混合した低温焼結
材を８００℃〜９００℃程度の温度で焼成した低温焼成
型のセラミックによって形成されている。このセラミッ
ク基体１０は、例えば厚さ１ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ３
００ｍｍの棒形状を有し、その表面１０ａには長手方向
に延びる所定幅の電気抵抗体（以下、抵抗体と称する）
１１が設けられている。さらに、抵抗体１１の両端に
は、抵抗体１１に導電接続された接続用の電極１２ａ，
１２ｂが設けられると共に、抵抗体１１及び電極１２
ａ，１２ｂの一部を覆うようにガラスの保護層１３が形
成されている。In the figure, 10 is a ceramic substrate, for example, a low temperature sintered material in which alumina 50, silica 18, colemanite 14, talc 10 and hetarylite 8 (wt%) are mixed and fired at a temperature of about 800 ° C to 900 ° C. It is made of low temperature firing type ceramics. The ceramic substrate 10 has, for example, a thickness of 1 mm, a width of 10 mm, and a length of 3
An electric resistor having a rod shape of 00 mm and a predetermined width extending in the longitudinal direction on the surface 10a (hereinafter referred to as a resistor).
11 is provided. Further, at both ends of the resistor 11, connection electrodes 12a electrically connected to the resistor 11,
12b is provided, and the resistor 11 and the electrode 12 are provided.
A glass protective layer 13 is formed so as to cover a part of a and 12b.
【００２２】また、セラミック基体１０の裏面１０ｂの
ほぼ全面には、伝熱体１４が設けられていると共に、所
定位置に、伝熱体１４に密着固定された温度センサ１５
が設けられている。Further, a heat transfer body 14 is provided on substantially the entire back surface 10b of the ceramic substrate 10, and a temperature sensor 15 is fixedly attached to the heat transfer body 14 at a predetermined position.
Is provided.
【００２３】前述したセラミックヒーターは、例えば次
のようにして作製される。即ち、厚さｔ＝１ｍｍの低温
焼結材のグリーンシート（生シート）にスクライブ溝を
入れ、８００℃の温度で低温焼成して平らなセラミック
基板を作製する。次いで、スクライブ面（表面）の所定
位置にペースト状のＡｇＰｄ／ＲｕＯ2 からなる抵抗体
１１を印刷して乾燥し、さらに接続用電極１２ａ，１２
ｂとなるペースト状のＡｇを抵抗体の両端に印刷して乾
燥する。The ceramic heater described above is manufactured, for example, as follows. That is, a scribe groove is formed in a green sheet (green sheet) of a low temperature sintered material having a thickness t = 1 mm, and low temperature firing is performed at a temperature of 800 ° C. to produce a flat ceramic substrate. Then, a paste-like resistor 11 made of AgPd / RuO 2 is printed at a predetermined position on the scribe surface (front surface) and dried, and then the connecting electrodes 12a, 12 are formed.
The paste-like Ag which becomes b is printed on both ends of the resistor and dried.
【００２４】次に、セラミック基板の裏面に伝熱体１４
となるペースト状のＡｇを印刷して乾燥する。さらにこ
れらを所定温度にて加熱し、抵抗体１１、電極１２ａ，
１２ｂ、及び伝熱体１４をセラミック基板に焼き付け
る。さらに、ガラスの保護層１３を形成する。Next, the heat transfer member 14 is formed on the back surface of the ceramic substrate.
The paste-like Ag is printed and dried. Further, these are heated at a predetermined temperature, and the resistor 11, the electrode 12a,
12b and the heat transfer body 14 are baked on the ceramic substrate. Further, a glass protective layer 13 is formed.
【００２５】この後、スクライブ溝に沿って耳の部分を
切り取ると共に、個々のセラミックヒーターを切り出し
て完成品とし、温度センサ１５を固定する。After that, the ear portion is cut out along the scribe groove, and individual ceramic heaters are cut out to make a finished product, and the temperature sensor 15 is fixed.
【００２６】また、グリーンシートにペースト状の抵抗
体、電極及び伝熱体を印刷して同時に焼成することも可
能である。It is also possible to print a paste-like resistor, an electrode and a heat transfer body on the green sheet and simultaneously fire them.
【００２７】前述の構成よりなる本実施例のセラミック
ヒーターによれば、両電極１２ａ，１２ｂ間に電圧を印
加し、抵抗体１１に電流を流すと、この電流値及び抵抗
体１１の抵抗値に基づくジュール熱が発生する。この熱
は空気中に放散されると共に、セラミック基体１０及び
伝熱体１４に伝達される。さらに、伝熱体１４の熱伝導
度はセラミック基体１０に比べて１５〜２０倍程度の高
い値を持つので、伝熱体１４に伝達された熱は、伝熱体
１４を介してセラミック基体１０の全ての部分に伝達さ
れる。従って、全域に亙って均一な温度分布を持つヒー
ターとなる。According to the ceramic heater of the present embodiment having the above-mentioned structure, when a voltage is applied between the electrodes 12a and 12b and a current is passed through the resistor 11, the current value and the resistance value of the resistor 11 are changed. Based on this, Joule heat is generated. This heat is dissipated in the air and is transferred to the ceramic base 10 and the heat transfer body 14. Furthermore, since the heat conductivity of the heat transfer body 14 is about 15 to 20 times higher than that of the ceramic base body 10, the heat transferred to the heat transfer body 14 is transmitted through the heat transfer body 14 to the ceramic base body 10. Is transmitted to all parts of. Therefore, the heater has a uniform temperature distribution over the entire area.
【００２８】これにより、温度センサ１５による検出温
度は常にヒーター全域の温度を表し、温度ハンチングを
抑えた高精度の温度制御を行うことができる（良好な応
答性が得られる）ので、例えば本セラミックヒーターを
普通紙複写機及びレーザプリンターに使用した場合にお
いては、紙片面へのトナー定着を安定に行うことができ
る。As a result, the temperature detected by the temperature sensor 15 always represents the temperature of the entire area of the heater, and highly accurate temperature control with suppressed temperature hunting can be performed (good response can be obtained). When the heater is used in a plain paper copying machine and a laser printer, the toner can be stably fixed on one side of the paper.
【００２９】さらに、低温焼成型のセラミック基板によ
りセラミック基体１０を形成しているため、大型の高温
炉を必要としないので、設備費及びランニングコストを
大幅に低減することができると共に、大きな基板を平に
焼成することも容易であり、量産に適している。さら
に、電極材料として融点の高い高価な金属を使用する必
要がないので、製品コストを低減することができる。Further, since the ceramic substrate 10 is formed of the low temperature firing type ceramic substrate, a large high temperature furnace is not required, so that the equipment cost and running cost can be greatly reduced and a large substrate can be obtained. It is easy to fire flat and suitable for mass production. Further, since it is not necessary to use an expensive metal having a high melting point as an electrode material, the product cost can be reduced.
【００３０】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図３の(a)(b)(c) は第２の実施例のセラミックヒーター
を示す概略構成図であり、(a) はセラミックヒーターの
表面を、(b) は裏面を、また(c) は側面断面をそれぞれ
表している。図において、２０はセラミック基体で、前
述した第１の実施例と同様に低温焼成型のセラミックか
ら形成されている。さらに、セラミック基体２０は、セ
ラミック積層体からなり、例えば厚さ１ｍｍ、幅１０ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍの棒形状を有し、その表面２０ａに
は長手方向に延びる所定幅の電気抵抗体（以下、抵抗体
と称する）２１が設けられると共に、抵抗体２１の両端
には、抵抗体２１に導電接続された接続用の電極２２
ａ，２２ｂが設けられている。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
3 (a), (b) and (c) are schematic configuration diagrams showing the ceramic heater of the second embodiment, (a) is the front surface of the ceramic heater, (b) is the back surface, and (c) is the rear surface. Indicates a side cross section. In the figure, reference numeral 20 denotes a ceramic base, which is made of a low temperature firing type ceramic as in the first embodiment. Further, the ceramic base 20 is made of a ceramic laminate, and has a thickness of 1 mm and a width of 10 m, for example.
m has a rod shape with a length of 300 mm, and an electric resistor (hereinafter referred to as a resistor) 21 having a predetermined width extending in the longitudinal direction is provided on the surface 20a, and a resistor is provided at both ends of the resistor 21. Connection electrode 22 conductively connected to the body 21
a and 22b are provided.
【００３１】さらに、これらの抵抗体２１及び電極２２
ａ，２２ｂの一部はガラスの保護層２３によって覆われ
ている。Furthermore, these resistor 21 and electrode 22
A part of a and 22b is covered with a protective layer 23 made of glass.
【００３２】また、セラミック基体２０内部の所定層に
は、長手方向に延びる所定幅の伝熱体２４が設けられ、
セラミック基体２０裏面２０ｂの所定位置には、温度セ
ンサ２５が固定されている。Further, a heat transfer member 24 having a predetermined width extending in the longitudinal direction is provided in a predetermined layer inside the ceramic substrate 20.
A temperature sensor 25 is fixed at a predetermined position on the back surface 20b of the ceramic base 20.
【００３３】前述したセラミックヒーターは、例えば次
のようにして作製される。即ち、低温焼結材からなるグ
リーンシート形成用のセラミック粉体材料とバインダ−
材とを所定量配合した絶縁性のスラリ−をフィルムの表
面に転写し、フィルムと共に乾燥する。これにより、可
塑性を有する周知のグリ−ンシ−トが形成される。この
ようなグリーンシートを複数枚形成する。The above-mentioned ceramic heater is manufactured, for example, as follows. That is, a ceramic powder material and a binder for forming a green sheet made of a low temperature sintered material.
An insulative slurry containing a predetermined amount of a material is transferred to the surface of the film and dried together with the film. As a result, a well-known green sheet having plasticity is formed. A plurality of such green sheets are formed.
【００３４】次に、１つのグリ−ンシ−トの表面に個々
のセラミックヒーターの伝熱体となるペ−スト状のＡｇ
を、例えばスクリ−ン印刷によって塗布する。この後、
これらのグリーンシートをフィルムから剥がして所定枚
数積層する。このとき、内層のグリーンシートの一つ
は、伝熱体となるＡｇが塗布されているものを用いる。Next, on the surface of one green sheet, a paste-like Ag which serves as a heat transfer member for each ceramic heater.
Is applied, for example, by screen printing. After this,
These green sheets are peeled from the film and a predetermined number of layers are laminated. At this time, as one of the green sheets of the inner layer, one coated with Ag which is a heat transfer body is used.
【００３５】さらに、積層したグリーンシートの表面所
定位置にペースト状の抵抗体（ＲｕＯ2 ）並びに接続用
電極を形成するペースト状のＡｇを印刷塗布して、熱圧
着すると共に８００℃程度の温度で焼成を行う。次い
で、ガラス等の保護層２３を抵抗体の表面を覆うように
印刷して焼成した後、寸法に合わせて切断し、完成品を
得る。Furthermore, a paste-like resistor (RuO 2 ) and a paste-like Ag forming a connecting electrode are printed and applied at predetermined positions on the surface of the laminated green sheets, and they are thermocompression bonded and at a temperature of about 800 ° C. Bake. Next, a protective layer 23 made of glass or the like is printed so as to cover the surface of the resistor and fired, and then cut according to the dimensions to obtain a finished product.
【００３６】前述の構成よりなる本実施例のセラミック
ヒーターによれば、両電極２２ａ，２２ｂ間に電圧を印
加し、抵抗体２１に電流を流すと、この電流値及び抵抗
体２１の抵抗値に基づくジュール熱が発生する。この熱
は空気中に放散されると共に、セラミック基体２０及び
伝熱体２４に伝達される。さらに、伝熱体２４の熱伝導
度はセラミック基体２０に比べて１５〜２０倍程度の高
い値を持つので、伝熱体２４に伝達された熱を、伝熱体
２４を介してセラミック基体２０の全ての部分に伝達さ
れる。また、前述した第１の実施例に比べて抵抗体２１
と伝熱体２４との間隔が狭められるので、抵抗体２１か
ら発せられた熱を十分に伝熱体２４に伝達することがで
き、第１の実施例に比べて立上げ時間、即ち抵抗体２１
への通電開始時からヒーター全体の温度分布が均一にな
るまでの時間を短くすることができる。従って、全域に
亙って均一な温度分布を持つ立上げ時間の短いヒーター
が得られる。According to the ceramic heater of this embodiment having the above-mentioned structure, when a voltage is applied between the electrodes 22a and 22b and a current is passed through the resistor 21, the current value and the resistance value of the resistor 21 are changed. Based on this, Joule heat is generated. This heat is dissipated in the air and is transferred to the ceramic base 20 and the heat transfer body 24. Further, the heat conductivity of the heat transfer body 24 is about 15 to 20 times higher than that of the ceramic base body 20, so that the heat transferred to the heat transfer body 24 is transferred to the ceramic base body 20 via the heat transfer body 24. Is transmitted to all parts of. In addition, as compared with the first embodiment described above, the resistor 21
Since the distance between the heat transfer body 24 and the heat transfer body 24 is narrowed, the heat generated from the resistor 21 can be sufficiently transferred to the heat transfer body 24. 21
It is possible to shorten the time from the start of energization to the heater until the temperature distribution of the entire heater becomes uniform. Therefore, it is possible to obtain a heater having a uniform temperature distribution over the entire area and a short startup time.
【００３７】これにより、第１の実施例と同様に、本セ
ラミックヒーターを普通紙複写機及びレーザプリンター
に使用した場合においては、紙片面へのトナー定着を安
定に行うことができる。As a result, similarly to the first embodiment, when the present ceramic heater is used in a plain paper copying machine and a laser printer, the toner can be stably fixed on one side of the paper.
【００３８】さらに、低温焼成型のセラミック基板によ
りセラミック基体２０を形成しているため、大型の高温
炉を必要としないので、設備費及びランニングコストを
大幅に低減することができると共に、大きな基板を平に
焼成することも容易にできる。さらに、電極材料として
融点の高い高価な金属を使用する必要がないので、製品
コストを低減することができる。また、前述したように
立上げ時間が短いので、普通紙複写機及びレーザプリン
ター等のアイドルタイムを短縮できる。Further, since the ceramic substrate 20 is formed of the low temperature firing type ceramic substrate, a large high temperature furnace is not required, so that the equipment cost and running cost can be greatly reduced, and a large substrate can be obtained. It can be easily baked flat. Further, since it is not necessary to use an expensive metal having a high melting point as an electrode material, the product cost can be reduced. Further, since the startup time is short as described above, the idle time of the plain paper copying machine, the laser printer, etc. can be shortened.
【００３９】尚、前述した第１及び第２の実施例では、
棒形状のセラミックヒーターとしたが、この形状に限定
されることはなく、設置場所に対応した各種の形状に形
成しても良いことは言うまでもない。Incidentally, in the above-mentioned first and second embodiments,
Although the rod-shaped ceramic heater is used, it is needless to say that it is not limited to this shape and may be formed into various shapes corresponding to the installation place.
【００４０】また、前述した第１及び第２の実施例で
は、伝熱体１４，２４をベタパーンとして形成したが、
これに限定されることはなく、温度分布を均等にしたい
方向に熱伝達可能なパターンを有する伝熱体であれば良
い。例えば、図４の(a)(b)(c)に示すような格子状或い
は平行線状のパターンを有する伝熱体を形成しても同様
の効果を得ることができる。Further, in the above-mentioned first and second embodiments, the heat transfer bodies 14 and 24 are formed as the solid pattern.
The heat transfer body is not limited to this, and may be any heat transfer body having a pattern capable of transferring heat in the direction in which the temperature distribution is desired to be uniform. For example, the same effect can be obtained by forming a heat transfer body having a lattice-shaped or parallel-lined pattern as shown in FIGS. 4 (a) (b) (c).
【００４１】また、第２の実施例では、セラミック基体
２０の複数の内層の１つに伝熱体２４を設けたが、複数
の層に伝熱体を設けても良いし、内層と表面の両方に伝
熱体を設けても良い。例えば、図５に示すようにセラミ
ック基体２０の表面の抵抗体２１と平行に延びる伝熱体
２６ａ，２６ｂを形成しても良いし、抵抗体２１の両側
に所定形状の伝熱体２７ａ，２７ｂを設けても良い。さ
らに、このような複数の伝熱体を第１の実施例のセラミ
ックヒーターに設けても良い。Further, in the second embodiment, the heat transfer body 24 is provided in one of the plurality of inner layers of the ceramic substrate 20, but the heat transfer body may be provided in a plurality of layers, or the inner layer and the surface may be provided. You may provide a heat transfer body in both. For example, as shown in FIG. 5, heat transfer bodies 26a and 26b extending in parallel with the resistor 21 on the surface of the ceramic base 20 may be formed, or heat transfer bodies 27a and 27b having a predetermined shape may be formed on both sides of the resistor 21. May be provided. Furthermore, such a plurality of heat transfer bodies may be provided in the ceramic heater of the first embodiment.
【００４２】また、抵抗体１１，２１の形成位置及び保
護層１３，２３の形状は、ヒーターの設置場所に応じて
図６に示すように多種多様に変形が可能であることは言
うまでもない。Needless to say, the positions where the resistors 11 and 21 are formed and the shapes of the protective layers 13 and 23 can be modified in various ways as shown in FIG.
【００４３】さらに、作製時における抵抗体１１，２１
のペースト塗布時に、部分的にペーストの厚みを変えた
り、或いは抵抗体の成分を部分的に変えることにより、
部分的に抵抗値を変え、これにより、部分的な発熱量の
調整を行っても良い。Furthermore, the resistors 11 and 21 at the time of fabrication
By partially changing the paste thickness or partially changing the resistor component when applying the paste of
It is also possible to partially change the resistance value and thereby partially adjust the heat generation amount.
【００４４】また、本第１及び第２の実施例では、抵抗
体１１，２１の材料として銀パラジウムと酸化ルテニウ
ム（II）の混合物（ＡｇＰｂ／ＲｕＯ2 ）或いは酸化ル
テニウムを用い、電極１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ
及び伝熱体１４，２４の材料として銀（Ａｇ）を用いた
がこれに限定されることはない。例えば、電極の材料と
しては銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等も使用できる。In the first and second embodiments, the electrodes 12a and 12b are formed by using a mixture of silver palladium and ruthenium (II) oxide (AgPb / RuO 2 ) or ruthenium oxide as the material of the resistors 11 and 21. , 22a, 22b
Also, silver (Ag) is used as the material for the heat transfer bodies 14 and 24, but the material is not limited to this. For example, copper (Cu), nickel (Ni), or the like can be used as the material of the electrodes.
【００４５】また、セラミック基体１０，２０の厚みを
部分的に変えたり、或いはセラミック基体１０，２０の
成分を部分的に変えることにより、部分的に比熱或いは
熱伝導度を変え、これにより、部分的な発熱量の調整を
行っても良い。Further, the specific heat or the thermal conductivity is partially changed by partially changing the thickness of the ceramic bases 10, 20 or by partially changing the components of the ceramic bases 10, 20. The amount of heat generated may be adjusted.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、電気発熱体から発せられる熱は、伝熱体を伝導
して該伝熱体が設けられた全領域に伝達され、該領域で
は均一な温度分布が得られるので、例えばこのセラミッ
クヒーターを普通紙複写機及びレーザプリンターに使用
した場合においては、紙片面へのトナー定着を安定に行
うことができる。As described above, according to claim 1 of the present invention, the heat generated from the electric heating element is conducted to the heat transfer element and is transferred to the entire area where the heat transfer element is provided. Since a uniform temperature distribution is obtained in this region, for example, when this ceramic heater is used in a plain paper copying machine and a laser printer, the toner can be stably fixed on one side of the paper.
【００４７】また、請求項２によれば、電気発熱体から
発せられる熱は、伝熱体を伝導して該伝熱体が設けられ
た全領域に伝達され、該領域では均一な温度分布が得ら
れるので、例えばこのセラミックヒーターを普通紙複写
機及びレーザプリンターに使用した場合においては、紙
片面へのトナー定着を安定に行うことができる。さら
に、セラミック基体が低温焼成型セラミック基板から形
成されるため、セラミック基体の作製時に大型の高温炉
を必要としないので、設備費及びランニングコストを大
幅に低減することができると共に、大きな基板を平に焼
成することも容易にできる。さらに、電極材料として融
点の高い高価な金属を使用する必要がないので、製品コ
ストを低減することができる。According to the second aspect of the present invention, the heat generated from the electric heating element is conducted through the heat transfer element and transferred to the entire area where the heat transfer element is provided, and a uniform temperature distribution is provided in the area. As a result, when this ceramic heater is used in a plain paper copying machine and a laser printer, for example, the toner can be stably fixed on one side of the paper. Furthermore, since the ceramic base is formed from a low-temperature fired ceramic substrate, a large high-temperature furnace is not required when manufacturing the ceramic base, so equipment costs and running costs can be significantly reduced, and a large substrate can be flattened. It can also be easily baked. Further, since it is not necessary to use an expensive metal having a high melting point as an electrode material, the product cost can be reduced.
【００４８】また、請求項３によれば、上記の効果に加
えて、棒形状に形成されたセラミック基体の長手方向の
温度分布が均一化されるので、温度制御が難しい棒形状
のヒーターであっても安定した温度制御を行うことがで
きる。Further, according to claim 3, in addition to the above effect, the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic base formed in a rod shape is made uniform, so that it is a rod-shaped heater whose temperature control is difficult. Even then, stable temperature control can be performed.
【００４９】また、請求項４によれば、上記の効果に加
えて、セラミック基体の長手方向の温度分布が均一化さ
れるので、温度制御が難しい棒形状のヒーターであって
も安定した温度制御を行うことができる。さらに、伝熱
体がセラミック基体内部に埋め込まれることによって、
電気発熱体と伝熱体との間隔が狭められるため、前記電
気発熱体から発せられる熱の前記伝熱体への伝達が良好
に行われるので、前記電気発熱体への通電開始時からヒ
ーター全体の温度分布が均一になるまでの時間を短くす
ることができる。According to claim 4, in addition to the above effects, the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic substrate is made uniform, so that stable temperature control is possible even with a rod-shaped heater whose temperature control is difficult. It can be performed. Furthermore, by embedding the heat conductor inside the ceramic substrate,
Since the distance between the electric heating element and the heat transfer element is narrowed, the heat generated from the electric heating element is satisfactorily transferred to the heat transfer element. It is possible to shorten the time until the temperature distribution of H.sub.2 becomes uniform.
【００５０】また、請求項５によれば、セラミック基体
がセラミック積層体から形成されるため、該セラミック
積層体の形成時に、任意の層に伝熱体を配置することに
より、該伝熱体はセラミック基体内部に埋め込まれるの
で、前記セラミック基体内部へ前記伝熱体を簡単に埋込
むことができる。Further, according to the fifth aspect, since the ceramic substrate is formed of the ceramic laminate, the heat conductor can be formed by arranging the heat conductor in any layer at the time of forming the ceramic laminate. Since it is embedded inside the ceramic substrate, the heat transfer body can be easily embedded inside the ceramic substrate.
【図１】本発明の第１の実施例のセラミックヒーターを
示す概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a ceramic heater according to a first embodiment of the present invention.
【図２】従来例のセラミックヒーターを示す概略構成図FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a conventional ceramic heater.
【図３】本発明の第２の実施例のセラミックヒーターを
示す概略構成図FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a ceramic heater according to a second embodiment of the present invention.
【図４】伝熱体の他のパターンを示す図FIG. 4 is a diagram showing another pattern of the heat transfer body.
【図５】伝熱体の他の形成例を示す図FIG. 5 is a diagram showing another example of forming a heat transfer body.
【図６】保護層の他の形成例を示す図FIG. 6 is a diagram showing another example of forming a protective layer.
１０…セラミック基体、１１…抵抗体、１２ａ，１２ｂ
…電極、１３…保護層、１４…伝熱体、１５…温度セン
サ、２０…セラミック基体、２１…抵抗体、２２ａ，２
２ｂ…電極、２３…保護層、２４…伝熱体、２５…温度
センサ、２６ａ，２６ｂ…伝熱体。10 ... Ceramic substrate, 11 ... Resistor, 12a, 12b
... electrode, 13 ... protective layer, 14 ... heat transfer body, 15 ... temperature sensor, 20 ... ceramic base, 21 ... resistor, 22a, 2
2b ... Electrode, 23 ... Protective layer, 24 ... Heat transfer body, 25 ... Temperature sensor, 26a, 26b ... Heat transfer body.
Claims (5)
部位に電気発熱体を設けると共に、少なくとも該電気発
熱体に対応して該セラミック基体よりも熱伝導度が高い
伝熱体を設けてなることを特徴とするセラミックヒータ
ー。1. An electric heating element is provided at a predetermined portion of a ceramic base having a predetermined shape, and a heat transfer body having a higher thermal conductivity than that of the ceramic base is provided corresponding to at least the electric heating element. Characteristic ceramic heater.
共に所定形状を有するセラミック基体の所定部位に電気
発熱体を設けると共に、少なくとも該電気発熱体に対応
して該セラミック基体よりも熱伝導度が高い伝熱体を設
けてなることを特徴とするセラミックヒーター。2. An electric heating element is provided at a predetermined portion of a ceramic base made of a low temperature firing type ceramic substrate and having a predetermined shape, and has a thermal conductivity higher than that of the ceramic base corresponding to at least the electric heating element. A ceramic heater characterized by being provided with a heat transfer body.
を有し、該セラミック基体の一表面に長手方向に延びる
電気発熱体が設けられると共に、前記電気発熱体と対向
する基体表面に前記電気発熱体と対向して長手方向に延
びる伝熱体が設けられていることを特徴とする請求項１
又は２記載のセラミックヒーター。3. The ceramic base has a rod shape having a predetermined length, an electric heating element extending in the longitudinal direction is provided on one surface of the ceramic base, and the electric heating is provided on a surface of the base facing the electric heating element. 2. A heat transfer body extending in the longitudinal direction facing the heat generating body is provided.
Or the ceramic heater according to 2.
を有し、該セラミック基体の一表面に長手方向に延びる
電気発熱体が設けられると共に、前記セラミック基体内
部に前記電気発熱体と対向して長手方向に延びる伝熱体
が埋め込まれていることを特徴とする請求項１又は２記
載のセラミックヒーター。4. The ceramic base has a rod shape having a predetermined length, an electric heating element extending in the longitudinal direction is provided on one surface of the ceramic base, and the electric heating element faces the electric heating inside the ceramic base. The ceramic heater according to claim 1 or 2, wherein a heat transfer body extending in the longitudinal direction is embedded.
からなることを特徴とする請求項４記載のセラミックヒ
ーター。5. The ceramic heater according to claim 4, wherein the ceramic substrate is a ceramic laminate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18796893A JPH0745357A (en) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Ceramic heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18796893A JPH0745357A (en) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Ceramic heater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745357A true JPH0745357A (en) | 1995-02-14 |
Family
ID=16215305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18796893A Withdrawn JPH0745357A (en) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | Ceramic heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745357A (en) |
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-
1993
- 1993-07-29 JP JP18796893A patent/JPH0745357A/en not_active Withdrawn
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