JPH11329680A - 発熱体及びその製造方法 - Google Patents
発熱体及びその製造方法Info
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- JPH11329680A JPH11329680A JP12887298A JP12887298A JPH11329680A JP H11329680 A JPH11329680 A JP H11329680A JP 12887298 A JP12887298 A JP 12887298A JP 12887298 A JP12887298 A JP 12887298A JP H11329680 A JPH11329680 A JP H11329680A
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- Japan
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- insulating layer
- insulation layer
- ceramic
- heating element
- layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高度の温度分布制御を容易に実現させること
ができ、高速の温度変化に対しても充分その特性を損な
うことなくしかも少ない消費電力で作動させることので
きる発熱体及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 非脆性材料からなる板状構造体１表面に
膜状に発熱部が被覆される発熱体において、板状構造体
表面にセラミックス中間絶縁層３、導電性発熱配線膜
２、セラミックス表面絶縁層４が層状に互いに密着した
状態で構成されていることを特徴とする。
ができ、高速の温度変化に対しても充分その特性を損な
うことなくしかも少ない消費電力で作動させることので
きる発熱体及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 非脆性材料からなる板状構造体１表面に
膜状に発熱部が被覆される発熱体において、板状構造体
表面にセラミックス中間絶縁層３、導電性発熱配線膜
２、セラミックス表面絶縁層４が層状に互いに密着した
状態で構成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は平板型画像形成装置
の製造に用いる、均一な面内温度分布を持ち、急激な温
度変化に耐え、しかも、消費電力の少ない比較的高温用
発熱体及びその製造方法に関する。
の製造に用いる、均一な面内温度分布を持ち、急激な温
度変化に耐え、しかも、消費電力の少ない比較的高温用
発熱体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】平板型画像形成装置は一般に青板と呼ば
れるソーダ、ライム系シリケートガラスを用いて電子放
出基板や発光部基板を作製し、これをフリットと呼ばれ
る低温溶融性ガラスを主体とした無機接着剤を用いて組
立を行いリークの無い真空容器化する必用がある。この
フリットを用いた封着、封止作業は４００℃以上の高温
を必用とするが、通常このような高温下における封着、
封止作業は炉中、もしくは、上下のヒーターブロックを
用いて行っている（例えば特開平２−３０１０３５）。
れるソーダ、ライム系シリケートガラスを用いて電子放
出基板や発光部基板を作製し、これをフリットと呼ばれ
る低温溶融性ガラスを主体とした無機接着剤を用いて組
立を行いリークの無い真空容器化する必用がある。この
フリットを用いた封着、封止作業は４００℃以上の高温
を必用とするが、通常このような高温下における封着、
封止作業は炉中、もしくは、上下のヒーターブロックを
用いて行っている（例えば特開平２−３０１０３５）。
【０００３】ＳＣＥと呼ばれる電子放出素子を用いた平
板型画像形成装置（以下ＳＣＥディスプレーと記す）も
一般に青板と呼ばれるソーダ、ライム系シリケートガラ
スを用いて電子放出基板や発光部基板を作製し、これを
フリットと呼ばれる低温溶融性ガラスを主体とした無機
接着剤を用いて組立を行いリークの無い真空容器化する
必用がある。このフリットを用いた封着、封止作業は４
００℃以上の高温を必用とする。ところで、ＳＣＥディ
スプレーは電子放出素子と発光蛍光面とを２０〜５０μ
ｍの精度で位置合わせを保証しつつ封着、封止作業を行
わなければならない。しかし、ＳＣＥディスプレーの電
子放出部基板や発光部基板に使用される青板ガラスは熱
膨張係数がおよそ１×１０-5／℃あるため、昇降温時を
含む、フリットを用いた封着、封止工程において温度分
布による位置ずれが問題となる。
板型画像形成装置（以下ＳＣＥディスプレーと記す）も
一般に青板と呼ばれるソーダ、ライム系シリケートガラ
スを用いて電子放出基板や発光部基板を作製し、これを
フリットと呼ばれる低温溶融性ガラスを主体とした無機
接着剤を用いて組立を行いリークの無い真空容器化する
必用がある。このフリットを用いた封着、封止作業は４
００℃以上の高温を必用とする。ところで、ＳＣＥディ
スプレーは電子放出素子と発光蛍光面とを２０〜５０μ
ｍの精度で位置合わせを保証しつつ封着、封止作業を行
わなければならない。しかし、ＳＣＥディスプレーの電
子放出部基板や発光部基板に使用される青板ガラスは熱
膨張係数がおよそ１×１０-5／℃あるため、昇降温時を
含む、フリットを用いた封着、封止工程において温度分
布による位置ずれが問題となる。
【０００４】これに対して、特開平２−３０１０３５に
提案されるような面方向の温度制御可能なヒーターブロ
ックは、比較的小さなガラスパネルの昇温時の温度分布
制御には好適であるが、熱容量が大きくなるために大面
積パネルの温度分布維持が困難となり、さらに消費電力
が大きくなるばかりでなく温度分布を制御しながら短時
間に冷却することが困難である、といった欠点がある。
提案されるような面方向の温度制御可能なヒーターブロ
ックは、比較的小さなガラスパネルの昇温時の温度分布
制御には好適であるが、熱容量が大きくなるために大面
積パネルの温度分布維持が困難となり、さらに消費電力
が大きくなるばかりでなく温度分布を制御しながら短時
間に冷却することが困難である、といった欠点がある。
【０００５】これに対して、特開平２−３０９５８８に
提案される、発熱体をセラミックスで被覆した金属構造
物で挟み込んだ構造のヒーターは、ヒーター自身の熱容
量が小さくて済むので高速の昇降温が可能であり、しか
も省エネルギータイプであるが、発熱体と金属構造物と
の接触状態が一様にならないので、面内の温度分布が均
一にならないといった欠点がある。
提案される、発熱体をセラミックスで被覆した金属構造
物で挟み込んだ構造のヒーターは、ヒーター自身の熱容
量が小さくて済むので高速の昇降温が可能であり、しか
も省エネルギータイプであるが、発熱体と金属構造物と
の接触状態が一様にならないので、面内の温度分布が均
一にならないといった欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決した新規の発熱体及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
を解決した新規の発熱体及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。
によって達成される。
【０００８】すなわち、本発明は非脆性材料からなる板
状構造体表面に膜状に発熱部が被覆される発熱体におい
て、板状構造体表面にセラミックス中間絶縁層、導電性
発熱配線膜、セラミックス表面絶縁層が層状に互いに密
着した状態で構成されていることを特徴とする発熱体を
提案するものであり、前記導電性発熱配線膜が箔からな
り、箔と板状構造体とのセラミックス中間絶縁層とを耐
熱接着剤で密着接合させることを含む。
状構造体表面に膜状に発熱部が被覆される発熱体におい
て、板状構造体表面にセラミックス中間絶縁層、導電性
発熱配線膜、セラミックス表面絶縁層が層状に互いに密
着した状態で構成されていることを特徴とする発熱体を
提案するものであり、前記導電性発熱配線膜が箔からな
り、箔と板状構造体とのセラミックス中間絶縁層とを耐
熱接着剤で密着接合させることを含む。
【０００９】また本発明は導電性発熱配線膜を溶射によ
って形成することを特徴とする発熱体の製造方法を提案
するものであり、前記セラミックス中間絶縁層及びセラ
ミックス表面絶縁層を溶射によって形成することを含
む。
って形成することを特徴とする発熱体の製造方法を提案
するものであり、前記セラミックス中間絶縁層及びセラ
ミックス表面絶縁層を溶射によって形成することを含
む。
【００１０】本発明によれば、発熱部から発生した熱が
均一に板状構造体に伝わるので発熱体の熱容量の大部分
を占める板状構造体の面内温度分布を極力小さくするこ
とができる。また、発熱部を支える構造体を薄くするこ
とができるので省エネルギータイプにすることができ
る。
均一に板状構造体に伝わるので発熱体の熱容量の大部分
を占める板状構造体の面内温度分布を極力小さくするこ
とができる。また、発熱部を支える構造体を薄くするこ
とができるので省エネルギータイプにすることができ
る。
【００１１】また、導電性発熱配線膜である箔と中間絶
縁層との密着が良好となり、中間絶縁層と板状構造体と
の密着が良好となる。また、セラミックスは脆性かつ低
熱伝導率材料であるが、溶射によって板状構造体の上に
薄くかつ、強靱に絶縁層として形成することができるの
で耐熱絶縁機能を著しく高めることができる。さらに、
粉塵の発生も皆無なのでクリーンルームの中でも使用で
きる。
縁層との密着が良好となり、中間絶縁層と板状構造体と
の密着が良好となる。また、セラミックスは脆性かつ低
熱伝導率材料であるが、溶射によって板状構造体の上に
薄くかつ、強靱に絶縁層として形成することができるの
で耐熱絶縁機能を著しく高めることができる。さらに、
粉塵の発生も皆無なのでクリーンルームの中でも使用で
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して更
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の発熱体の一例を示す断面図
である。本発明の発熱体は図１に示すように金属等非脆
性材料からなる板状構造体１の下面側に酸化防止層６を
有し、板状構造体１の上面側にセラミックス中間絶縁層
３と接着層５を介して導電性発熱配線膜（発熱部）２か
らなるとセラミックス表面絶縁層４とを順次相互に密着
させてなるものである。
である。本発明の発熱体は図１に示すように金属等非脆
性材料からなる板状構造体１の下面側に酸化防止層６を
有し、板状構造体１の上面側にセラミックス中間絶縁層
３と接着層５を介して導電性発熱配線膜（発熱部）２か
らなるとセラミックス表面絶縁層４とを順次相互に密着
させてなるものである。
【００１４】非脆性材料からなる板状構造体１の材料と
しては、ＳＵＳ等の金属が挙げられる。
しては、ＳＵＳ等の金属が挙げられる。
【００１５】また酸化防止層６の材料としてはアルミニ
ウム（Ａｌ）等が挙げられ、中間絶縁層３と表面絶縁層
４の材料としてはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）が挙げられ
る。
ウム（Ａｌ）等が挙げられ、中間絶縁層３と表面絶縁層
４の材料としてはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）が挙げられ
る。
【００１６】中間絶縁層３及び表面絶縁層４はいずれも
溶射処理によって形成する。
溶射処理によって形成する。
【００１７】また発熱部２として用いられる導電性発熱
配線膜の材料としてはニクロム箔等が挙げられる。膜の
形成は溶射処理によって行うのが好ましい。
配線膜の材料としてはニクロム箔等が挙げられる。膜の
形成は溶射処理によって行うのが好ましい。
【００１８】更に中間絶縁層３と発熱部２との接着剤と
しては水溶性アルミナ系セラミックボンド等耐熱性接着
剤が好適に用いられる。
しては水溶性アルミナ系セラミックボンド等耐熱性接着
剤が好適に用いられる。
【００１９】
【実施例】（実施例１）本発明では板状構造体に５００
ｍｍ×５００ｍｍ×厚み１０ｍｍのＳＵＳ３０４を、絶
縁層材料にアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を、発熱部材料に幅
５ｍｍ、厚さ５０μｍのニクロム箔を、セラミックス中
間絶縁層３とニクロム箔の接着剤に水溶性アルミナ系セ
ラミックボンドを用いた。図１は本実施例発熱体の部分
断面模式図である。
ｍｍ×５００ｍｍ×厚み１０ｍｍのＳＵＳ３０４を、絶
縁層材料にアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を、発熱部材料に幅
５ｍｍ、厚さ５０μｍのニクロム箔を、セラミックス中
間絶縁層３とニクロム箔の接着剤に水溶性アルミナ系セ
ラミックボンドを用いた。図１は本実施例発熱体の部分
断面模式図である。
【００２０】板状構造体１と発熱部である導電性発熱配
線膜２との絶縁層であるセラミックス中間絶縁層３、お
よび、セラミックス表面絶縁層４は溶射によって形成さ
れた厚さ約１５０μｍのアルミナからなっている。作製
手順としては、まず、板状構造体１の表面にセラミック
ス中間絶縁層３を溶射処理によって形成し、その上面に
水溶性アルミナ系セラミックボンドを用いたニクロム箔
を接着して導電性発熱配線膜（発熱部）２を形成した。
その後、約２０時間室温空気中に放置し接着剤を予備乾
燥させた後、乾燥炉内において約２００℃の温度で２時
間放置し、接着剤中の水分を完全に除いた。さらにその
後発熱部の上面にアルミナを溶射コートしセラミックス
表面絶縁層４を形成した。また、板状構造体の下面には
構造体の酸化を防止するためアルミニウムの酸化防止層
６を溶射処理によって形成した。
線膜２との絶縁層であるセラミックス中間絶縁層３、お
よび、セラミックス表面絶縁層４は溶射によって形成さ
れた厚さ約１５０μｍのアルミナからなっている。作製
手順としては、まず、板状構造体１の表面にセラミック
ス中間絶縁層３を溶射処理によって形成し、その上面に
水溶性アルミナ系セラミックボンドを用いたニクロム箔
を接着して導電性発熱配線膜（発熱部）２を形成した。
その後、約２０時間室温空気中に放置し接着剤を予備乾
燥させた後、乾燥炉内において約２００℃の温度で２時
間放置し、接着剤中の水分を完全に除いた。さらにその
後発熱部の上面にアルミナを溶射コートしセラミックス
表面絶縁層４を形成した。また、板状構造体の下面には
構造体の酸化を防止するためアルミニウムの酸化防止層
６を溶射処理によって形成した。
【００２１】また、発熱部は５つのブロックに分けて板
状構造体上の発熱分布が一様になるように配列し、それ
ぞれのブロックを図示されていないコントローラーによ
って別々に制御を行った。図２は本実施例発熱体の発熱
部各ブロックの配置を示す模式図である。本実施例では
各発熱ブロック７の出力を２００ボルト／４００ワッ
ト、発熱体全体の出力を２キロワットとした。
状構造体上の発熱分布が一様になるように配列し、それ
ぞれのブロックを図示されていないコントローラーによ
って別々に制御を行った。図２は本実施例発熱体の発熱
部各ブロックの配置を示す模式図である。本実施例では
各発熱ブロック７の出力を２００ボルト／４００ワッ
ト、発熱体全体の出力を２キロワットとした。
【００２２】このようにして作製された発熱体を１０℃
／分で昇温し、その後５００℃で保温する条件下で市販
のプログラムコントローラーを用いて加熱した。その結
果全運転領域において±５℃（１０℃レンジ）内の温度
分布に押さえることができた。図３はこのときの発熱体
中央部と周辺部の温度変化の様子を示す。
／分で昇温し、その後５００℃で保温する条件下で市販
のプログラムコントローラーを用いて加熱した。その結
果全運転領域において±５℃（１０℃レンジ）内の温度
分布に押さえることができた。図３はこのときの発熱体
中央部と周辺部の温度変化の様子を示す。
【００２３】（実施例２）本発明では板状構造体に５０
０ｍｍ×５００ｍｍ×厚み１０ｍｍのＳＵＳ３０４を、
絶縁層材料にアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を、発熱部材料に
溶射処理によって作製したニクロムを用いた。図４は本
実施例発熱体の部分断面模式図である。
０ｍｍ×５００ｍｍ×厚み１０ｍｍのＳＵＳ３０４を、
絶縁層材料にアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を、発熱部材料に
溶射処理によって作製したニクロムを用いた。図４は本
実施例発熱体の部分断面模式図である。
【００２４】板状構造体１と発熱部２との絶縁層である
セラミックス中間絶縁層３、および、セラミックス表面
絶縁層４は溶射によって形成された厚さ約１５０μｍの
アルミナからなっている。作製手順としては、まず、板
状構造体１の表面にセラミックス中間絶縁層３を溶射処
理によって約３００μｍの厚さに形成し、その後このセ
ラミックス中間絶縁層を研削し、厚さ約１５０μｍ、表
面荒さ＃１０００に仕上げた。さらにこのセラミックス
中間絶縁層３の上にニクロム配線を溶射によって約１５
０μｍの厚さで形成した後さらに研削加工によってニク
ロム配線部の厚さを約５０μｍまで落とした。その後、
約２０時間室温空気中に放置し接着剤を予備乾燥させた
後、乾燥炉内において約２００℃の温度さらにその後発
熱部の上面にアルミナを溶射コートし、セラミックス表
面絶縁層４を形成した。また、板状構造体の下面には構
造体の酸化を防止するためアルミニウムの酸化防止層６
を溶射処理によって形成した。
セラミックス中間絶縁層３、および、セラミックス表面
絶縁層４は溶射によって形成された厚さ約１５０μｍの
アルミナからなっている。作製手順としては、まず、板
状構造体１の表面にセラミックス中間絶縁層３を溶射処
理によって約３００μｍの厚さに形成し、その後このセ
ラミックス中間絶縁層を研削し、厚さ約１５０μｍ、表
面荒さ＃１０００に仕上げた。さらにこのセラミックス
中間絶縁層３の上にニクロム配線を溶射によって約１５
０μｍの厚さで形成した後さらに研削加工によってニク
ロム配線部の厚さを約５０μｍまで落とした。その後、
約２０時間室温空気中に放置し接着剤を予備乾燥させた
後、乾燥炉内において約２００℃の温度さらにその後発
熱部の上面にアルミナを溶射コートし、セラミックス表
面絶縁層４を形成した。また、板状構造体の下面には構
造体の酸化を防止するためアルミニウムの酸化防止層６
を溶射処理によって形成した。
【００２５】発熱部は実施例１と同様５つのブロックに
分けて板状構造体上の発熱分布が一様になるように配列
し、それぞれのブロックを図示されていないコントロー
ラーによって別々に制御を行った。本実施例では各発熱
ブロック７の出力を２００ボルト／４００ワット、発熱
体全体の出力を２キロワットとした。
分けて板状構造体上の発熱分布が一様になるように配列
し、それぞれのブロックを図示されていないコントロー
ラーによって別々に制御を行った。本実施例では各発熱
ブロック７の出力を２００ボルト／４００ワット、発熱
体全体の出力を２キロワットとした。
【００２６】このようにして作製された発熱体を１０℃
／分で昇温し、その後５００℃で保温する条件下で市販
のプログラムコントローラーを用いて加熱した。その結
果全運転領域において±２℃（４℃レンジ）内の温度分
布に押さえることができた。図５はこのときの発熱体中
央部と周辺部の温度変化の様子を示す。
／分で昇温し、その後５００℃で保温する条件下で市販
のプログラムコントローラーを用いて加熱した。その結
果全運転領域において±２℃（４℃レンジ）内の温度分
布に押さえることができた。図５はこのときの発熱体中
央部と周辺部の温度変化の様子を示す。
【００２７】なお、上記実施例では、発熱体を構成する
層が板状構造体上に１層だけ形成した例について述べた
が、これに限定されない。例えば、図１において表面絶
縁層の上にさらに発熱層および表面絶縁層を形成して２
層構造としても差しつかえない。
層が板状構造体上に１層だけ形成した例について述べた
が、これに限定されない。例えば、図１において表面絶
縁層の上にさらに発熱層および表面絶縁層を形成して２
層構造としても差しつかえない。
【００２８】上記実施例では、発熱体を構成する層が板
状構造体の片面にのみ形成した例について述べたが、こ
れに限定されない。例えば板状構造体上下両面に絶縁層
を含む発熱部を形成することは何ら差しつかえなく、こ
のとき各面の発熱配線のパターンを異なったものとする
ことも何ら差しつかえない。
状構造体の片面にのみ形成した例について述べたが、こ
れに限定されない。例えば板状構造体上下両面に絶縁層
を含む発熱部を形成することは何ら差しつかえなく、こ
のとき各面の発熱配線のパターンを異なったものとする
ことも何ら差しつかえない。
【００２９】上記実施例では、板状構造体の材質にＳＵ
Ｓ３０４を、絶縁層の材質にアルミナを、発熱部の材質
にニクロムを用いた場合について述べたが、これに限定
されるものではなく、例えば絶縁層の材質にＴｉＯ2 な
どを用いても良い。
Ｓ３０４を、絶縁層の材質にアルミナを、発熱部の材質
にニクロムを用いた場合について述べたが、これに限定
されるものではなく、例えば絶縁層の材質にＴｉＯ2 な
どを用いても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明による発熱体は高
度の温度分布制御を容易に実現させることができ、しか
も、高速の温度変化に対しても充分その特性を損なうこ
とがなく、しかも少ない消費電力で作動させることがで
きるので、高温下での高度な位置制御を必要とする平面
ディスプレーなどの封着、組立作業用に最適である。
度の温度分布制御を容易に実現させることができ、しか
も、高速の温度変化に対しても充分その特性を損なうこ
とがなく、しかも少ない消費電力で作動させることがで
きるので、高温下での高度な位置制御を必要とする平面
ディスプレーなどの封着、組立作業用に最適である。
【図１】本発明の第１実施例に係わる発熱体の断面模式
図である。
図である。
【図２】本発明の第１実施例に係わる発熱体の発熱部各
ブロックの配置を示す模式図である。
ブロックの配置を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例に係わる図１および図２に
示す発熱体による時間と温度との関係を示す特性図であ
り、高温が発熱体中央部、低温が発熱体周辺部を示す。
示す発熱体による時間と温度との関係を示す特性図であ
り、高温が発熱体中央部、低温が発熱体周辺部を示す。
【図４】本発明の第２実施例に係わる発熱体の断面模式
図である。
図である。
【図５】本発明の第２実施例に係わる図４および図２に
示す発熱体による時間と温度との関係を示す特性図であ
り、高温が発熱体中央部、低温が発熱体周辺部を示す。
示す発熱体による時間と温度との関係を示す特性図であ
り、高温が発熱体中央部、低温が発熱体周辺部を示す。
１ 板状構造体 ２ 導電性発熱配線膜（発熱部） ３ セラミックス中間絶縁層 ４ セラミックス表面絶縁層 ５ 発熱部と中間絶縁層の接着層 ６ 板状構造体酸化防止層 ７ 発熱ブロック
Claims (4)
- 【請求項１】 非脆性材料からなる板状構造体表面に膜
状に発熱部が被覆される発熱体において、板状構造体表
面にセラミックス中間絶縁層、導電性発熱配線膜、セラ
ミックス表面絶縁層が層状に互いに密着した状態で構成
されていることを特徴とする発熱体。 - 【請求項２】 前記導電性発熱配線膜が箔からなり、箔
と板状構造体とのセラミックス中間絶縁層とを耐熱接着
剤で密着接合させる請求項１に記載の発熱体。 - 【請求項３】 前記導電性発熱配線膜を溶射によって形
成することを特徴とする発熱体の製造方法。 - 【請求項４】 前記セラミックス中間絶縁層及びセラミ
ックス表面絶縁層を溶射によって形成する請求項３に記
載の発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12887298A JPH11329680A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 発熱体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12887298A JPH11329680A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 発熱体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329680A true JPH11329680A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=14995458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12887298A Pending JPH11329680A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 発熱体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11329680A (ja) |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP12887298A patent/JPH11329680A/ja active Pending
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