專利名稱：用于片材的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱裝置，該裝置用于加熱片狀材料，如復(fù)印機(jī)用紙、膠片疊片機(jī)用材料片等片材。
背景技術(shù)：
在如日本特開平2-59356號公報及特開平2-65056號公報中描述了用于這種目的的加熱裝置。該加熱裝置設(shè)有帶狀發(fā)熱電阻層和保護(hù)層，發(fā)熱電阻層設(shè)在陶瓷等耐熱絕緣材料制成的基板表面上，保護(hù)層設(shè)于基板表面包住發(fā)熱電阻層。上述保護(hù)層比較典型的材料是玻璃，既要能耐受發(fā)熱電阻層的熱，又要確保與外部的絕緣，并且，不能磨損與其接觸并相對加熱裝置移動的片狀材料。
在這種加熱裝置上，由于是利用發(fā)熱電阻層的焦耳熱來加熱片材的，產(chǎn)生的電流會很大，所以，必須有充分的絕緣性。但是，一般用作保護(hù)層的傳統(tǒng)玻璃材料，其絕緣耐壓值為1μm厚度只能耐壓14～15伏，因此，要確保充分的絕緣性。保護(hù)層的厚度需要相當(dāng)厚。其結(jié)果是，在傳統(tǒng)的加熱裝置上，由于保護(hù)層的熱容量大，會使保持層表面的熱敏性偏低(溫度上升慢)。為了彌補(bǔ)這一缺點而加大發(fā)熱電阻層的發(fā)熱量時，又會導(dǎo)致熱效率降低發(fā)生能源浪費的問題。
發(fā)明公開本發(fā)明的目的在于提供一種熱敏性好，熱效率高的加熱裝置。
為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提供一種用于片材加熱的加熱裝置，該裝置具有耐熱絕緣材料制成的基板；在該基板上設(shè)置的發(fā)熱電阻層；以及設(shè)于基板表面并包住發(fā)熱電阻層的保護(hù)層；其特征在于所述保護(hù)層是用添加了氧化鋁粉末的玻璃制成的，氧化鋁所占重量百分比為3～30％。
如果利用以上的構(gòu)成，則添加了氧化鋁粉末的保護(hù)層其單位厚度的絕緣耐壓值比未添加氧化鋁粉末的玻璃保護(hù)層有明顯的提高。因此，即使減少了保護(hù)層的厚度也能確保其絕緣耐壓性能，從而保護(hù)層的存在不會妨礙發(fā)熱電阻層對片材的熱傳導(dǎo)。
在此，氧化鋁粉末的重量百分比為3％，可確保其絕緣耐壓性有明顯的提高。
另一方面，當(dāng)氧化鋁粉末的重量百分比在30％以下時，保護(hù)層的表面不會明顯變粗。如果保護(hù)層表面粗糙，則會產(chǎn)生不良的后果如與保護(hù)層表面接觸的片材表面會劃傷，或者，使復(fù)印機(jī)用紙的定影惡化等，出于同樣的理由，氧化鋁粉末的顆粒直徑最好在5μm以下。
根據(jù)本發(fā)明人所做的實驗，加入玻璃中的氧化鋁粉末的重量百分比在3～22％之間，特別是在10～22％之間時較好。這時，既保證了保護(hù)層表面的光滑性，又可有效提高其絕緣耐壓性能。
本發(fā)明的較佳實施例中，將上述發(fā)熱電阻層做成帶狀。并且，在基板上的一端設(shè)第1端子電極，在該第1端子電極近旁設(shè)第2端子電極，上述帶狀發(fā)熱電阻層從上述第1端子電極向上述基板的另一端延伸，至端頭折向并與第2端子電極連接。
以下，參照附圖對實施例進(jìn)行說明，從中可進(jìn)一步了解本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點。
圖面的簡單說明

圖1是本發(fā)明的實施例加熱裝置的斜視圖。
圖2是圖1中II-II斷面放大圖。
圖3是玻璃保護(hù)層中Al2O3的混合比與絕緣耐壓值的關(guān)系曲線圖。
圖4是玻璃保護(hù)層中Al2O3的混合比與表面粗糙度的關(guān)系曲線圖。
實施本發(fā)明的最佳形式下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。
在圖1及圖2中，符號1所示為本發(fā)明實施例的加熱裝置。該加熱裝置1設(shè)有用陶瓷等耐熱絕緣材料制成的細(xì)長板狀基板2，在該基板2的表面，設(shè)置由Ag-pd-pt系列材料制成的帶狀發(fā)熱電阻層3，并且，在基板2的表面上，一端設(shè)導(dǎo)電材料制成的第1端子電極4，在該第1端子電極4近旁設(shè)有同樣導(dǎo)電材料的第2端子電極5。
帶狀發(fā)熱電阻層3從第1端子電極4延伸至基板2的另一端后返回第2端子電極5。并且，在上述基板2的表面設(shè)保護(hù)層6將上述發(fā)熱電阻層3完全覆蓋。只有第1及第2端子電極4、5露出，用以同外部電源(圖中未畫)連接。
使用時，在兩端子電極4、5之間由圖外的外電源施以規(guī)定電壓，使電流流過帶狀發(fā)熱電阻層3而發(fā)熱。需要加熱的片材(圖中未畫)與玻璃保護(hù)層6接觸，從而對片材的全部或一部分進(jìn)行規(guī)定的加熱處理。例如，當(dāng)加熱裝置1用作復(fù)印機(jī)的定形加熱器時，復(fù)印紙以貼附玻璃保護(hù)層6的狀態(tài)送入，由此使附著在紙上的調(diào)色劑定影。
本發(fā)明中構(gòu)成保護(hù)層6的玻璃材料，其中混有粒徑在約5μm以下的Al2O3(氧化鋁)粉末。氧化鋁的熔點比玻璃的軟化點高得多，所以，添入保護(hù)層6的氧化鋁是以其原來的粉末狀態(tài)存在的。
一般，該類保護(hù)層所用的玻璃材料的組成是在SiO2-PbO-Al2O3系列玻璃中加入顏料等，其耐壓絕緣耐壓值是1μm厚度耐壓14～15伏。以往保護(hù)層所用的玻璃材料中雖然也含有Al2O3，但此時的氧化鋁是作為構(gòu)成玻璃結(jié)構(gòu)一部分的成分存在，并不是以粉末狀態(tài)存在的。作為玻璃成分的氧化鋁，是在玻璃成形時，將材料的溫度加熱到氧化鋁的熔點以上，使其融化而成為玻璃結(jié)構(gòu)的一個組成部分的。
而本發(fā)明人經(jīng)實驗后提出將氧化鋁作為填料加入這種玻璃材料中，可顯著提高其絕緣耐壓性能，具體地說，在原絕緣耐壓值為1μm厚度耐壓14～15伏的玻璃中，加入粉徑在5μm以下的氧化鋁粉末，圖3為實驗所得氧化鋁的添加率與1μm厚度的絕緣耐壓值之間的關(guān)系曲線圖。從圖中可以看到，添加氧化鋁粉末的重量百分比在3％以上的玻璃，相比沒有添加氧化鋁粉末的玻璃，其1μm厚度的絕緣耐壓值提高了2倍以上。因此，即使添加了氧化鋁粉末的玻璃保護(hù)層6的厚度T不到未添加氧化鋁的玻璃保護(hù)層厚度的1/2，也能確保其具有同樣的絕緣耐壓能力，所以不會因保護(hù)層6的存在而對從發(fā)熱電阻層3向片材的熱傳導(dǎo)有大的阻礙。
當(dāng)氧化鋁粉末的重量添加率超過30％時，其絕緣耐壓性能不再有明顯增加。并且，如圖4所示那樣，當(dāng)氧化鋁粉末的重量添加率超過30％時，保護(hù)層6表面的表面粗糙度Rz不當(dāng)?shù)脑龃?從未添加氧化鋁粉末時的0.3μm增加到1.7μm以上)，有礙于保護(hù)層6的光滑性。結(jié)果會導(dǎo)致與保護(hù)層6接觸的片材表面受損，或者由于與片材接觸不良而降低了加熱性能(例如，使復(fù)印機(jī)用紙上調(diào)色劑的定影惡化)。另外，氧化鋁粉末的顆粒直徑要在5μm以下，才能保證保護(hù)層6表面的光滑性。
因此，氧化鋁粉末的重量添加率應(yīng)該在3～30％之間。并且，從圖3和圖4中可看到，氧化鋁粉末的重量添加率最好在3～22％的范圍內(nèi)，此時，最好保護(hù)層6表面的表面粗糙度在1.0μm以下，這樣保護(hù)層6的絕緣耐壓值也能提高2倍以上。特別是當(dāng)氧化鋁粉末的重量添加率在10～22之間時，保護(hù)層6表面的表面粗糙度保持在1.0μm以下，而保護(hù)層6的絕緣耐壓值相比未添加氧化鋁的玻璃約提高4倍。
另外，在制做保護(hù)層6的玻璃中添加氧化鋁粉末，從另一方面講也是有利的，即氧化鋁的導(dǎo)熱率比作為玻璃主要成分的二氧化硅的導(dǎo)熱率大，所以添加氧化鋁粉末可提高保護(hù)層6的導(dǎo)熱率。因此，添加氧化鋁等于減小了保護(hù)層6的厚度，可增強(qiáng)發(fā)熱電阻層3對片材的熱傳導(dǎo)，改善了加熱裝置1的性能。
另外，取得圖3及圖4中實驗數(shù)據(jù)所使用的玻璃，在未添加作為填料的氧化鋁粉末之前，其重量成分為SiO223.94％、PbO 56.34％、Al2O315.49％以及顏料4.23％。當(dāng)加入作為填料的例如有13.9％重量成分(在最佳添加率范圍內(nèi))的氧化鋁粉末后，玻璃的重量成分變?yōu)镾iO220.61％、PbO 48.51％、Al2O313.43％、顏料3.64％以及(13.9％)氧化鋁。
以上對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于該實施例，制作保護(hù)層6的玻璃組分也沒有特殊的規(guī)定，本發(fā)明可適用于以二氧化硅(SiO2)的主要成分的各種玻璃。
權(quán)利要求
1.一種用于片材的加熱裝置，該加熱裝置具有耐熱絕緣材料制做的基板；在該基板上形成的發(fā)熱電阻層；設(shè)在上述基板上并覆蓋該發(fā)熱電阻層的保護(hù)層；其特征在于所述保護(hù)層是采用添加了重量百分比為3～30％氧化鋁粉末的玻璃制做的。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述氧化鋁粉末的粒徑在5μm以下。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，加入所述玻璃中的氧化鋁粉末的重量百分比為3～22％。
4.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，加入所述玻璃中的氧化鋁粉末的重量百分比為10～22％。
5.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述發(fā)熱電阻層為帶狀。
6.如權(quán)利要求5所述的加熱裝置，其特征在于，在所述基板上的一端形成第1端子電極，在該第1端子電極的近旁形成第2端子電極，所述帶狀發(fā)熱電阻層在所述基板上從第1端子電極延伸至基板的另一端，然后折向與第2端子電極連接。
全文摘要
本發(fā)明的加熱裝置(1)具有耐熱絕緣材料做的基板(2)；設(shè)在該基板(2)上的發(fā)熱電阻層(3)；形成在該基板(2)上并覆蓋上述發(fā)熱電阻層(3)的保護(hù)層(6)。保護(hù)層(6)由添加有粒徑在5μm以下的氧化鋁粉末的玻璃制成。氧化鋁粉末的重量添加率為3～30％，最好是3～22％，特別是10～22％更佳。氧化鋁粉末的加入，可顯著提高保護(hù)層(6)的絕緣耐壓性能。
文檔編號H01B3/02GK1149955SQ96190258
公開日1997年5月14日 申請日期1996年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月28日
發(fā)明者田中洋 申請人:羅姆股份有限公司