专利名称：用于片材的加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加热装置，该装置用于加热片状材料，如复印机用纸、胶片叠片机用材料片等片材。
背景技术：
在如日本特开平2-59356号公报及特开平2-65056号公报中描述了用于这种目的的加热装置。该加热装置设有带状发热电阻层和保护层，发热电阻层设在陶瓷等耐热绝缘材料制成的基板表面上，保护层设于基板表面包住发热电阻层。上述保护层比较典型的材料是玻璃，既要能耐受发热电阻层的热，又要确保与外部的绝缘，并且，不能磨损与其接触并相对加热装置移动的片状材料。
在这种加热装置上，由于是利用发热电阻层的焦耳热来加热片材的，产生的电流会很大，所以，必须有充分的绝缘性。但是，一般用作保护层的传统玻璃材料，其绝缘耐压值为1μm厚度只能耐压14～15伏，因此，要确保充分的绝缘性。保护层的厚度需要相当厚。其结果是，在传统的加热装置上，由于保护层的热容量大，会使保持层表面的热敏性偏低(温度上升慢)。为了弥补这一缺点而加大发热电阻层的发热量时，又会导致热效率降低发生能源浪费的问题。
发明公开本发明的目的在于提供一种热敏性好，热效率高的加热装置。
为了达到这一目的，本发明提供一种用于片材加热的加热装置，该装置具有耐热绝缘材料制成的基板；在该基板上设置的发热电阻层；以及设于基板表面并包住发热电阻层的保护层；其特征在于所述保护层是用添加了氧化铝粉末的玻璃制成的，氧化铝所占重量百分比为3～30％。
如果利用以上的构成，则添加了氧化铝粉末的保护层其单位厚度的绝缘耐压值比未添加氧化铝粉末的玻璃保护层有明显的提高。因此，即使减少了保护层的厚度也能确保其绝缘耐压性能，从而保护层的存在不会妨碍发热电阻层对片材的热传导。
在此，氧化铝粉末的重量百分比为3％，可确保其绝缘耐压性有明显的提高。
另一方面，当氧化铝粉末的重量百分比在30％以下时，保护层的表面不会明显变粗。如果保护层表面粗糙，则会产生不良的后果如与保护层表面接触的片材表面会划伤，或者，使复印机用纸的定影恶化等，出于同样的理由，氧化铝粉末的颗粒直径最好在5μm以下。
根据本发明人所做的实验，加入玻璃中的氧化铝粉末的重量百分比在3～22％之间，特别是在10～22％之间时较好。这时，既保证了保护层表面的光滑性，又可有效提高其绝缘耐压性能。
本发明的较佳实施例中，将上述发热电阻层做成带状。并且，在基板上的一端设第1端子电极，在该第1端子电极近旁设第2端子电极，上述带状发热电阻层从上述第1端子电极向上述基板的另一端延伸，至端头折向并与第2端子电极连接。
以下，参照附图对实施例进行说明，从中可进一步了解本发明的其他目的、特征及优点。
图面的简单说明
图1是本发明的实施例加热装置的斜视图。
图2是图1中II-II断面放大图。
图3是玻璃保护层中Al2O3的混合比与绝缘耐压值的关系曲线图。
图4是玻璃保护层中Al2O3的混合比与表面粗糙度的关系曲线图。
实施本发明的最佳形式下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
在图1及图2中，符号1所示为本发明实施例的加热装置。该加热装置1设有用陶瓷等耐热绝缘材料制成的细长板状基板2，在该基板2的表面，设置由Ag-pd-pt系列材料制成的带状发热电阻层3，并且，在基板2的表面上，一端设导电材料制成的第1端子电极4，在该第1端子电极4近旁设有同样导电材料的第2端子电极5。
带状发热电阻层3从第1端子电极4延伸至基板2的另一端后返回第2端子电极5。并且，在上述基板2的表面设保护层6将上述发热电阻层3完全覆盖。只有第1及第2端子电极4、5露出，用以同外部电源(图中未画)连接。
使用时，在两端子电极4、5之间由图外的外电源施以规定电压，使电流流过带状发热电阻层3而发热。需要加热的片材(图中未画)与玻璃保护层6接触，从而对片材的全部或一部分进行规定的加热处理。例如，当加热装置1用作复印机的定形加热器时，复印纸以贴附玻璃保护层6的状态送入，由此使附着在纸上的调色剂定影。
本发明中构成保护层6的玻璃材料，其中混有粒径在约5μm以下的Al2O3(氧化铝)粉末。氧化铝的熔点比玻璃的软化点高得多，所以，添入保护层6的氧化铝是以其原来的粉末状态存在的。
一般，该类保护层所用的玻璃材料的组成是在SiO2-PbO-Al2O3系列玻璃中加入颜料等，其耐压绝缘耐压值是1μm厚度耐压14～15伏。以往保护层所用的玻璃材料中虽然也含有Al2O3，但此时的氧化铝是作为构成玻璃结构一部分的成分存在，并不是以粉末状态存在的。作为玻璃成分的氧化铝，是在玻璃成形时，将材料的温度加热到氧化铝的熔点以上，使其融化而成为玻璃结构的一个组成部分的。
而本发明人经实验后提出将氧化铝作为填料加入这种玻璃材料中，可显著提高其绝缘耐压性能，具体地说，在原绝缘耐压值为1μm厚度耐压14～15伏的玻璃中，加入粉径在5μm以下的氧化铝粉末，图3为实验所得氧化铝的添加率与1μm厚度的绝缘耐压值之间的关系曲线图。从图中可以看到，添加氧化铝粉末的重量百分比在3％以上的玻璃，相比没有添加氧化铝粉末的玻璃，其1μm厚度的绝缘耐压值提高了2倍以上。因此，即使添加了氧化铝粉末的玻璃保护层6的厚度T不到未添加氧化铝的玻璃保护层厚度的1/2，也能确保其具有同样的绝缘耐压能力，所以不会因保护层6的存在而对从发热电阻层3向片材的热传导有大的阻碍。
当氧化铝粉末的重量添加率超过30％时，其绝缘耐压性能不再有明显增加。并且，如图4所示那样，当氧化铝粉末的重量添加率超过30％时，保护层6表面的表面粗糙度Rz不当的增大(从未添加氧化铝粉末时的0.3μm增加到1.7μm以上)，有碍于保护层6的光滑性。结果会导致与保护层6接触的片材表面受损，或者由于与片材接触不良而降低了加热性能(例如，使复印机用纸上调色剂的定影恶化)。另外，氧化铝粉末的颗粒直径要在5μm以下，才能保证保护层6表面的光滑性。
因此，氧化铝粉末的重量添加率应该在3～30％之间。并且，从图3和图4中可看到，氧化铝粉末的重量添加率最好在3～22％的范围内，此时，最好保护层6表面的表面粗糙度在1.0μm以下，这样保护层6的绝缘耐压值也能提高2倍以上。特别是当氧化铝粉末的重量添加率在10～22之间时，保护层6表面的表面粗糙度保持在1.0μm以下，而保护层6的绝缘耐压值相比未添加氧化铝的玻璃约提高4倍。
另外，在制做保护层6的玻璃中添加氧化铝粉末，从另一方面讲也是有利的，即氧化铝的导热率比作为玻璃主要成分的二氧化硅的导热率大，所以添加氧化铝粉末可提高保护层6的导热率。因此，添加氧化铝等于减小了保护层6的厚度，可增强发热电阻层3对片材的热传导，改善了加热装置1的性能。
另外，取得图3及图4中实验数据所使用的玻璃，在未添加作为填料的氧化铝粉末之前，其重量成分为SiO223.94％、PbO 56.34％、Al2O315.49％以及颜料4.23％。当加入作为填料的例如有13.9％重量成分(在最佳添加率范围内)的氧化铝粉末后，玻璃的重量成分变为SiO220.61％、PbO 48.51％、Al2O313.43％、颜料3.64％以及(13.9％)氧化铝。
以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限于该实施例，制作保护层6的玻璃组分也没有特殊的规定，本发明可适用于以二氧化硅(SiO2)的主要成分的各种玻璃。
权利要求
1.一种用于片材的加热装置，该加热装置具有耐热绝缘材料制做的基板；在该基板上形成的发热电阻层；设在上述基板上并覆盖该发热电阻层的保护层；其特征在于所述保护层是采用添加了重量百分比为3～30％氧化铝粉末的玻璃制做的。
2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述氧化铝粉末的粒径在5μm以下。
3.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，加入所述玻璃中的氧化铝粉末的重量百分比为3～22％。
4.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，加入所述玻璃中的氧化铝粉末的重量百分比为10～22％。
5.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述发热电阻层为带状。
6.如权利要求5所述的加热装置，其特征在于，在所述基板上的一端形成第1端子电极，在该第1端子电极的近旁形成第2端子电极，所述带状发热电阻层在所述基板上从第1端子电极延伸至基板的另一端，然后折向与第2端子电极连接。
全文摘要
本发明的加热装置(1)具有耐热绝缘材料做的基板(2)；设在该基板(2)上的发热电阻层(3)；形成在该基板(2)上并覆盖上述发热电阻层(3)的保护层(6)。保护层(6)由添加有粒径在5μm以下的氧化铝粉末的玻璃制成。氧化铝粉末的重量添加率为3～30％，最好是3～22％，特别是10～22％更佳。氧化铝粉末的加入，可显著提高保护层(6)的绝缘耐压性能。
文档编号H01B3/02GK1149955SQ96190258
公开日1997年5月14日 申请日期1996年3月25日 优先权日1995年3月28日
发明者田中洋 申请人:罗姆股份有限公司