JPS63175370A - 長波長赤外線を放射する発熱体 - Google Patents
長波長赤外線を放射する発熱体Info
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- JPS63175370A JPS63175370A JP62007731A JP773187A JPS63175370A JP S63175370 A JPS63175370 A JP S63175370A JP 62007731 A JP62007731 A JP 62007731A JP 773187 A JP773187 A JP 773187A JP S63175370 A JPS63175370 A JP S63175370A
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Landscapes
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- Resistance Heating (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、複写機のヒートロールあるいはスポットジャ
ー等の加熱装置として使用したり、乾燥機、食品機器等
に用いる発熱体に関し、特に長波長赤外線を放射させる
ようにしたものである。
ー等の加熱装置として使用したり、乾燥機、食品機器等
に用いる発熱体に関し、特に長波長赤外線を放射させる
ようにしたものである。
「従来の技術」
従来、アルミナとニッケル、クロム等の合金をプラズマ
溶射して形成した発熱抵抗体が知られており、そのよう
な発熱抵抗体を複写機のヒートロールに使用することが
考えられている。
溶射して形成した発熱抵抗体が知られており、そのよう
な発熱抵抗体を複写機のヒートロールに使用することが
考えられている。
ヒートロール等に使用する発熱抵抗体は、温度上昇を早
めるために、昇温開始から終了まで同一電圧がかけられ
る。このように同一電圧をかける場合には抵抗値の温度
係数が小さいこと、すなわち抵抗体温度により比抵抗が
変らないものが望ましく、このような条件を満足するに
はプラズマ溶射の溶射距離を一定に保つなど特別な工夫
が必要であった。
めるために、昇温開始から終了まで同一電圧がかけられ
る。このように同一電圧をかける場合には抵抗値の温度
係数が小さいこと、すなわち抵抗体温度により比抵抗が
変らないものが望ましく、このような条件を満足するに
はプラズマ溶射の溶射距離を一定に保つなど特別な工夫
が必要であった。
また加熱により長波長赤外線を放射するセラミックスが
知られており、長波長赤外線と被加熱物との共振吸収現
象により加熱効果が得られることから、各種の赤外線放
射体が作られている。赤外線放射体の従来例として、赤
外線放射材成分と導電材成分との混合組成物よりなり、
自己発熱して赤外線を放射するもの（特開昭８０−３３
２４９号公報）があり、またニクロム線に加熱される金
属又は素焼に赤外線放射材をプラズマ溶着した後、電界
処理と熱水処理して水蒸気中での使用を可能にしたもの
（特開昭８０−１０９１９８号公報）がある。
知られており、長波長赤外線と被加熱物との共振吸収現
象により加熱効果が得られることから、各種の赤外線放
射体が作られている。赤外線放射体の従来例として、赤
外線放射材成分と導電材成分との混合組成物よりなり、
自己発熱して赤外線を放射するもの（特開昭８０−３３
２４９号公報）があり、またニクロム線に加熱される金
属又は素焼に赤外線放射材をプラズマ溶着した後、電界
処理と熱水処理して水蒸気中での使用を可能にしたもの
（特開昭８０−１０９１９８号公報）がある。
「発明が解決しようとする問題点」
従来、長波長赤外線放射材と導電材（発熱抵抗体）との
混合組成物からなる赤外線放射体があるが、それに使用
された導電材はアルミナとニッケル、チタン、クロム等
との混合物であり、ニッケル、クロム等とアルミナの抵
抗値の差が大きく、プラズマ溶射の状況により比抵抗に
差が生じることが多い、比抵抗が安定しないと発熱体の
各位置での発熱温度が異なり、かつ長波長赤外線放射体
を各位置で均一に加熱できず、望ましくない。
混合組成物からなる赤外線放射体があるが、それに使用
された導電材はアルミナとニッケル、チタン、クロム等
との混合物であり、ニッケル、クロム等とアルミナの抵
抗値の差が大きく、プラズマ溶射の状況により比抵抗に
差が生じることが多い、比抵抗が安定しないと発熱体の
各位置での発熱温度が異なり、かつ長波長赤外線放射体
を各位置で均一に加熱できず、望ましくない。
発熱抵抗体の抵抗をＲ１発熱抵抗体の断面積と、長さを
それぞれＡ、Ｌとすると比抵抗ρとの間には次の関係が
ある。
それぞれＡ、Ｌとすると比抵抗ρとの間には次の関係が
ある。
Ｒ＝ρＬ／Ａ
そして複写機のヒートロール等に使用する発熱体として
所定のＲとするには、ρは通常的０．０１〜１．０Ω・
ｃｌｌが望ましい、しかしプラズマ溶射する場合、例え
ば円筒状の芯体の全体に均一の溶射条件を保つことは困
難であり、前記のように比抵抗の安定したものを得るの
は容易でなかった。
所定のＲとするには、ρは通常的０．０１〜１．０Ω・
ｃｌｌが望ましい、しかしプラズマ溶射する場合、例え
ば円筒状の芯体の全体に均一の溶射条件を保つことは困
難であり、前記のように比抵抗の安定したものを得るの
は容易でなかった。
「問題点を解決するための手段」
本発明の発熱体は、マグネトプランバイト型構造を有す
る酸化物に、長波長赤外線放射材を混合してプラズマ溶
射により形成される。
る酸化物に、長波長赤外線放射材を混合してプラズマ溶
射により形成される。
長波長赤外線放射材としては、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｆ
ｅ２０ｘ 、 ＭｎＯ等のうち１種又は２種以上からな
る。
ｅ２０ｘ 、 ＭｎＯ等のうち１種又は２種以上からな
る。
発熱体の比抵抗は０．０１〜１．０（Ωφｃｍ）とされ
、ヒートロール等への適用を可能とする。なお比抵抗は
、マグネトプランバイト型構造を有する酸化物と長波長
赤外線放射材との混合比を調整することにより設定され
る。
、ヒートロール等への適用を可能とする。なお比抵抗は
、マグネトプランバイト型構造を有する酸化物と長波長
赤外線放射材との混合比を調整することにより設定され
る。
マグネトプランバイト型構造の原料としては、ａ −Ｆ
ｅ２０ｘ 、 ＢａＯ１ＳｒＯ，ＰｂＯやＣａ０（７）
ような主成分となる酸化物のみでなく、二価の金属酸化
物、側光ＪｆＮｉｏ、 ＺｎＯ１Ｍ！１０ 、 Ｃｕｂ
、 Ｃｏｄ、 ＭｇＯなどの原料、あるいは加熱により
酸化物になる原料を使用してもよい。
ｅ２０ｘ 、 ＢａＯ１ＳｒＯ，ＰｂＯやＣａ０（７）
ような主成分となる酸化物のみでなく、二価の金属酸化
物、側光ＪｆＮｉｏ、 ＺｎＯ１Ｍ！１０ 、 Ｃｕｂ
、 Ｃｏｄ、 ＭｇＯなどの原料、あるいは加熱により
酸化物になる原料を使用してもよい。
またマグネトプランバイト型構造の主原料としては、Ｍ
ｘＦｅ２０３ （ｘは１〜７倍の酸化鉄）で示され、Ｍ
が３価の金属であれば、酸化物でもあるいは加熱により
酸化物になり得るものでもよい。しかしプラズマ溶射に
よる原料の流動性、装置に対する耐食性又は対環境性を
考えた場合には酸化物として用いるのが最も望ましい。
ｘＦｅ２０３ （ｘは１〜７倍の酸化鉄）で示され、Ｍ
が３価の金属であれば、酸化物でもあるいは加熱により
酸化物になり得るものでもよい。しかしプラズマ溶射に
よる原料の流動性、装置に対する耐食性又は対環境性を
考えた場合には酸化物として用いるのが最も望ましい。
「作用」
上記手段の発熱体はマグネトプランバイト型構造の酸化
物と長波長赤外線放射材との混合原料をプラズマ溶射し
て形成されるので、その比抵抗は各位置で均一となる。
物と長波長赤外線放射材との混合原料をプラズマ溶射し
て形成されるので、その比抵抗は各位置で均一となる。
この発熱体に電極を介して電圧を印加すれば、その比抵
抗に応じて加熱される。この加熱により長波長赤外線放
射材は、長波長赤外線を放射し、被加熱物との共振吸収
現象により加熱効果が生じる。すなわち発熱体はその比
抵抗に応じた発熱を生じるとともに、長波長赤外線によ
っても発熱するので、小電力でより高温に加熱できる。
抗に応じて加熱される。この加熱により長波長赤外線放
射材は、長波長赤外線を放射し、被加熱物との共振吸収
現象により加熱効果が生じる。すなわち発熱体はその比
抵抗に応じた発熱を生じるとともに、長波長赤外線によ
っても発熱するので、小電力でより高温に加熱できる。
また発熱体の各位置での比抵抗が均一であるので、加熱
状態が均一となり、かつ赤外線放射率も均一となる。
状態が均一となり、かつ赤外線放射率も均一となる。
「実施例１」
本発明を第１図のヒートロールに適用した実施例につい
て、説明する。
て、説明する。
マグネトプランバイト型構造を有する組成のＢａＦｅ
１２０１＠ ニ、重量比テＺｒＯ２２０１ＴｉＯ２２Ｈ
を加えて混合し、平均粒子径３０ＩＬ１１に製作した。
１２０１＠ ニ、重量比テＺｒＯ２２０１ＴｉＯ２２Ｈ
を加えて混合し、平均粒子径３０ＩＬ１１に製作した。
この粒子を第１図の円筒状の鉄製芯体ｌの外周にプラズ
マ溶射して、発熱体２を形成した。なお発熱体２の直径
を３００履■、軸方向長さを２３８■とした。そして発
熱体２の両端に電極３．３′を設ければ、複写機のヒー
トロールとして使用できる。この場合のプラズマ溶射の
条件は、次のように行った。
マ溶射して、発熱体２を形成した。なお発熱体２の直径
を３００履■、軸方向長さを２３８■とした。そして発
熱体２の両端に電極３．３′を設ければ、複写機のヒー
トロールとして使用できる。この場合のプラズマ溶射の
条件は、次のように行った。
溶射粉末の粒度は１０〜４す１、電圧は７５〜８ｏｖ、
電流は５００Ａ、プラズマガスはＡｒ８Ｑ Ｒ／ｗｉｎ
とＨ２１５ｊ？／Ｗｉｎの混合ガスを使用した。
電流は５００Ａ、プラズマガスはＡｒ８Ｑ Ｒ／ｗｉｎ
とＨ２１５ｊ？／Ｗｉｎの混合ガスを使用した。
上記条件でプラズマ溶射を行ない、溶射距離をそれぞれ
１０．１２．１５．２１（ａｍ）と変えた場合の比抵抗
を測定した。その測定結果は第２図のグラフにＡ１とし
て示したように、いずれの場合も比抵抗は約０．０２Ω
・Ｃ薦であってヒートロールに使用する発熱体として望
ましいものである。なお比較のため前記実施例のＢａＦ
ｅ１２０ ＋８の代りに、アルミナ中に６重量２のニッ
ケル、クロムを混入した合金を使用し、その合金に重量
比テＺｒｏ ２ ２０％ 、 Ｔｉ ０２２０％を加え
て混合した後、プラズマ溶射して比較例の発熱体を作成
した。その比較例の比抵抗を前記実施例と同一条件で測
定して、その結果を第２図に破線で示した。
１０．１２．１５．２１（ａｍ）と変えた場合の比抵抗
を測定した。その測定結果は第２図のグラフにＡ１とし
て示したように、いずれの場合も比抵抗は約０．０２Ω
・Ｃ薦であってヒートロールに使用する発熱体として望
ましいものである。なお比較のため前記実施例のＢａＦ
ｅ１２０ ＋８の代りに、アルミナ中に６重量２のニッ
ケル、クロムを混入した合金を使用し、その合金に重量
比テＺｒｏ ２ ２０％ 、 Ｔｉ ０２２０％を加え
て混合した後、プラズマ溶射して比較例の発熱体を作成
した。その比較例の比抵抗を前記実施例と同一条件で測
定して、その結果を第２図に破線で示した。
「実施例２」
前記実施例に使用したバリュウムフエライト原料にＺｒ
Ｏ２とＴｉＯ２を配合した代りにＢａ２ Ｍｅ２ Ｆｅ
２４０ ａ２ （Ｍｅは２価の金属を示す）となるよう
にした原料、すなわちＢａＣｏ３とα−Ｆｅ２０３を用
いたものに重量比で２価の金属酸化物ｃｏを２０％とＴ
１０２２０％配合し、マグネトプランバイト型構造とな
るようにしたものを使用して第１実施例と同様に発熱体
を作成した。そしてその比抵抗を前記と同一条件で測定
して、その結果を第２図にＡ２として示した。
Ｏ２とＴｉＯ２を配合した代りにＢａ２ Ｍｅ２ Ｆｅ
２４０ ａ２ （Ｍｅは２価の金属を示す）となるよう
にした原料、すなわちＢａＣｏ３とα−Ｆｅ２０３を用
いたものに重量比で２価の金属酸化物ｃｏを２０％とＴ
１０２２０％配合し、マグネトプランバイト型構造とな
るようにしたものを使用して第１実施例と同様に発熱体
を作成した。そしてその比抵抗を前記と同一条件で測定
して、その結果を第２図にＡ２として示した。
第２図かられかる通り、第２実施例も比較例に対して、
溶射距離が異なっても比抵抗が安定した発熱体が得られ
ることがわかる。
溶射距離が異なっても比抵抗が安定した発熱体が得られ
ることがわかる。
「実施例３」 。
Ｂａ２ Ｎ’１ＺｎＦｅ１２０２２のマグネトプランバ
イト型構造となるように、素原料としてＢａＯ１Ｎｉｐ
、 ＺｎＯとα−Ｆｅ２０３をそれぞれ秤量し、さらに
重量比でＺｒＯ２を１５％配合してボールミルで混合し
、最後に平均粒子径が３０μｍになるように造粒した。
イト型構造となるように、素原料としてＢａＯ１Ｎｉｐ
、 ＺｎＯとα−Ｆｅ２０３をそれぞれ秤量し、さらに
重量比でＺｒＯ２を１５％配合してボールミルで混合し
、最後に平均粒子径が３０μｍになるように造粒した。
これを第１実施例の条件で円筒状芯体にプラズマ溶射し
て発熱体を作成し、その比抵抗を第１実施例と同様に測
定して第２図に、Ａ３として示した。
て発熱体を作成し、その比抵抗を第１実施例と同様に測
定して第２図に、Ａ３として示した。
第２図から第３実施例の場合も、比抵抗の安定した発熱
体が得られることがわかる。
体が得られることがわかる。
次に前記実施例１．２．３の各発熱体に電圧を印加した
が、各実施例は疑似黒体に近い測定結果であって望まし
い赤外線放射体であり、しかも発熱体の各位置での加熱
温度が均一に近かった。
が、各実施例は疑似黒体に近い測定結果であって望まし
い赤外線放射体であり、しかも発熱体の各位置での加熱
温度が均一に近かった。
また各実施例１．２．３の発熱体の軸方同各位置での赤
外線放射率を測定したところ、それぞれの発熱体の各位
置での赤外線放射率が均一になった。
外線放射率を測定したところ、それぞれの発熱体の各位
置での赤外線放射率が均一になった。
次に前記実施例１．２．３の発熱体を加熱器でｉｏｏ、
ｏ℃に加熱し、分光放射測定器で波長に応じた相対放射
強度を測定した。その測定結果は、黒色標準塗料３Ｍ社
製ベルベットコーティングの放射強さの約９０％となり
、望ましいものであった。
ｏ℃に加熱し、分光放射測定器で波長に応じた相対放射
強度を測定した。その測定結果は、黒色標準塗料３Ｍ社
製ベルベットコーティングの放射強さの約９０％となり
、望ましいものであった。
なお前記実施例では、発熱体をヒートロールに適用した
ものを説明したが、その外、ポット、ジャー等の面発熱
体および乾燥機、食品機器等に用いる長波長赤外線放射
体にも適用できる、また赤外線放射材として、ＺｒＯ２
とＴｉＯ２を添加した実施例を示したが、その他Ｃｏｏ
、Ｆｅ２０３ 、 ＭｎＯ等を使用してもよく、それら
１種又は２種以上でもよい。
ものを説明したが、その外、ポット、ジャー等の面発熱
体および乾燥機、食品機器等に用いる長波長赤外線放射
体にも適用できる、また赤外線放射材として、ＺｒＯ２
とＴｉＯ２を添加した実施例を示したが、その他Ｃｏｏ
、Ｆｅ２０３ 、 ＭｎＯ等を使用してもよく、それら
１種又は２種以上でもよい。
「発明の効果」
本発明の発熱体は、マグネトプランバイト型構造となる
酸化物原料と長波長赤外線放射材との混合物をプラズマ
溶射して形成するので、発熱体の比抵抗が安定したもの
となり、しかも長波長赤外線放射材を均一に加熱して均
一な赤外線を放射させ、抵抗による均一発熱と赤外線の
均一放射を有効に利用できる。よって均一な発熱が望ま
れる複写機のヒートロール、゛あるいは食品機器等の加
熱装置として望ましいものとなる。
酸化物原料と長波長赤外線放射材との混合物をプラズマ
溶射して形成するので、発熱体の比抵抗が安定したもの
となり、しかも長波長赤外線放射材を均一に加熱して均
一な赤外線を放射させ、抵抗による均一発熱と赤外線の
均一放射を有効に利用できる。よって均一な発熱が望ま
れる複写機のヒートロール、゛あるいは食品機器等の加
熱装置として望ましいものとなる。
第１図は本発明の発熱体をヒートロールに適用した実施
例の断面図、第２図は溶射距離と比抵抗の関係を示すグ
ラフである。
例の断面図、第２図は溶射距離と比抵抗の関係を示すグ
ラフである。
Claims (3)
- （１）マグネトプランバイト型構造となる酸化物原料と
、長波長赤外線放射材との混合組成物からなり、プラズ
マ溶射により形成されることを特徴とする長波長赤外線
を放射する発熱体。 - （２）長波長赤外線放射材は、ＺｒＯ＿２、ＴｉＯ＿２
のうち１種又は２種からなる特許請求の範囲第１項に記
載の長波長赤外線を放射する発熱体。 - （３）比抵抗が０．０１〜１．０（Ω・ｃｍ）であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の長波長赤
外線を放射する発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007731A JPS63175370A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 長波長赤外線を放射する発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62007731A JPS63175370A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 長波長赤外線を放射する発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63175370A true JPS63175370A (ja) | 1988-07-19 |
Family
ID=11673853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62007731A Pending JPS63175370A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 長波長赤外線を放射する発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63175370A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07165459A (ja) * | 1992-09-15 | 1995-06-27 | Toyoaki Tokunaga | 超高熱セラミックボール |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP62007731A patent/JPS63175370A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07165459A (ja) * | 1992-09-15 | 1995-06-27 | Toyoaki Tokunaga | 超高熱セラミックボール |
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