(57)【要約】【課題】本発明は、印刷ばらつき等を含めた実際の加工の結果によっても異常加熱現象を発生させない面状発熱体を提供することを目的とする。【解決手段】電気絶縁性基板２上に対向して印刷される少なくとも一対の主電極３ａ、３ｂと、主電極３ａ、３ｂから交互に延出するように印刷してなる枝電極４ａ、４ｂと、枝電極４ａ、４ｂから複数に分割されて独立に枝電極４ａ、４ｂに対して略平行に分岐し対向位置に対をなして印刷される接続電極５ａ、５ｂと、接続電極５ａ、５ｂと電気的に接続し、かつ異極同士の接続電極５ａ、５ｂの対向位置間に印刷され、枝電極４ａ、４ｂとの間に非印刷部７ａ、７ｂを設けてなる抵抗体６ａとを備え、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極５ａと分岐元の枝電極４ａとの間の距離よりも印刷終了側の接続電極５ｂと分岐元の枝電極４ｂとの間の距離を大きく設けた構成としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性の基板と、前記基板上に対向して印刷される少なくとも一対の主電極と、前記主電極から交互に延出するように印刷してなる枝電極と、前記枝電極から複数に分割されて独立に枝電極に対して略平行に分岐し対向位置に対をなして印刷される接続電極と、前記接続電極と電気的に接続し、かつ異極同士の接続電極の対向位置間に印刷され、前記枝電極との間に非印刷部を設けてなる抵抗体とを備え、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離よりも印刷終了側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離を大きく設けてなる面状発熱体。
【請求項２】
前記抵抗体は対向位置に対をなして印刷された接続電極を越えない範囲で印刷するよう印刷パターンを設けてなる請求項１に記載の面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気床暖房パネル、電気カーペット等に使われる面状発熱体に関するものであり、特に電極、抵抗体が同一面上に印刷される面状発熱体の電極および抵抗体のパターン構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の面状発熱体２１は、図６に示すように、ポリエステルフィルム等の電気絶縁性基板２２上に導電性銀ポリマーを印刷して得られる一対の導電性母線２３ａ、２３ｂと各母線２３ａ、２３ｂから垂直に伸び互いに間隔を隔てて平行に印刷して櫛形電極を形成する導体通路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられ、その上にＰＴＣ導電性インキを導体通路２４ａ〜２４ｄに対して垂直で平行に間隔を有して縞状に印刷して抵抗体２６を形成し、その結果、導体通路２４ａ〜２４ｄの間に加熱領域２７ａ、２７ｂを構成していた。
【０００３】
この加熱領域２７ａ、２７ｂを形成するＰＴＣ導電性インキは、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂にカーボンブラックを添加し、溶剤と混合させてインキにしていた（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（抵抗が正の温度係数を有する意味の英語  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  の頭文字を取っている）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する加熱領域は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。
【０００５】
面状発熱体２１において、図７に示すように、導体通路２４ａのうち導電性母線２３ａから延出する根元に近い箇所が断線した場合、すなわち、断線部Ｃ部のように導体通路２４ａに抵抗体２６が重なっている箇所が断線した場合、断線間隔が極めて小さいとコロナ放電が発生し、図７に示すように断線部Ｃ部から導体通路２４ａの先端部までに電気的に繋がっている加熱領域、すなわち（ｃ）領域の合成抵抗に相当する電力、つまり断線部Ｃ部に電気を流そうとする力がスパークが発生するに必要な分以上あれば、その後絶縁破壊を起こしてスパークが発生するが、スパークによる発生熱は断線部Ｃ部に重なっている抵抗体２６およびその周辺に放熱されてしまうため、導体通路２４ａの断線部Ｃ部は蒸発せず、断線間隔は極めて小さい状態を維持しつつスパークが継続する。
【０００６】
さらにそのスパークによる発生熱により導体通路２４ａの断線部Ｃ部の上に重なっている抵抗体２６が徐々に変質し、炭素が繋がったバイパス経路が形成されて電流が流れ、バイパス経路の抵抗値がある適度な値である場合、バイパス経路で異常加熱を起こすという現象が発生する。
【０００７】
この異常加熱現象を解決するために、図８に示すように、ポリエステルフィルム等の基板２上に対向して一対の主電極３ａ、３ｂを印刷し、さらに主電極３ａ、３ｂから交互に延出するように枝電極４ａ、４ｂを印刷するとともに、枝電極４ａ、４ｂから複数に分割されて独立に枝電極４ａ、４ｂに対して略平行に分岐し対向位置に対をなして接続電極５ａ、５ｂを印刷し、また枝電極４ａ、４ｂとの間に非印刷部７を設けて異極同士の接続電極５の間に抵抗体６を印刷した構成を有する面状発熱体１を考案している。
【特許文献１】特開平３−１２９６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
面状発熱体１において、図９に示すように、抵抗体６は印刷により形成されており、印刷位置ばらつきにより抵抗体６の印刷パターン８が接続電極５を越えてしまうことが有り得る。
【０００９】
印刷方法は、様々な印刷形状に対応するために、通常、スクリーン印刷を採用している。スクリーン印刷は、スクリーン版上に戴置されたインキをスキージと呼ばれるゴム板によってスクリーン版に押し込むように圧力を加え、スクリーン版に設けられた印刷パターンを構成している微小孔を通して印刷対象物に付着させる印刷方法である。したがって、印刷対象物とスクリーン版の間に隙間があると、印刷パターンの印刷終了側に向かってインキがスクリーン版の裏面で広がり印刷対象物に付着してしまう。これは一般的ににじみと呼ばれている。
【００１０】
図１０のように、抵抗体６の印刷パターン８が接続電極５を越えてしまうと、スクリーン版９は接続電極５と接触し、それ以上下がらないため、スクリーン版９と基板２との間に接続電極５の厚み分だけ隙間１１が発生し、図９に示すようににじみ１０が発生してしまう。にじみ１０がひどいと枝電極４ａ、４ｂにまで抵抗体６が付着してしまうため、抵抗体６が枝電極４ａ、４ｂと電気的に接続してしまう。したがって、異常加熱現象を根本的に解決することができない。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、印刷ばらつき等を含めた実際の加工の結果によっても異常加熱現象を発生させない面状発熱体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、電気絶縁性基板と、基板上に対向して印刷される少なくとも一対の主電極と、主電極から交互に延出するように印刷してなる枝電極と、枝電極から複数に分割されて独立に枝電極に対して略平行に分岐し対向位置に対をなして印刷される接続電極と、接続電極と電気的に接続し、かつ異極同士の接続電極の対向位置間に印刷され、枝電極との間に非印刷部を設けてなる抵抗体とを備え、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離よりも印刷終了側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離を大きく設けた構成としている。
【００１３】
この構成によれば、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離よりも印刷終了側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離を大きく設けているため、抵抗体の印刷パターンが接続電極を越えてしまい、にじみが発生したとしても、滲んだ抵抗体が枝電極に付着することがないので滲んだ抵抗体が枝電極と電気的に接続することはなく印刷ばらつき等を含めた実際の加工の結果によっても異常加熱現象の発生を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の面状発熱体によれば、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離よりも印刷終了側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離を大きく設けているため、抵抗体の印刷パターンが接続電極を越えてしまい、にじみが発生したとしても、滲んだ抵抗体が枝電極に付着することがないので滲んだ抵抗体が枝電極と電気的に接続することはなく印刷ばらつき等を含めた実際の加工の結果によっても異常加熱現象の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、電気絶縁性基板と、基板上に対向して印刷される少なくとも一対の主電極と
、主電極から交互に延出するように印刷してなる枝電極と、枝電極から複数に分割されて独立に枝電極に対して略平行に分岐し対向位置に対をなして印刷される接続電極と、接続電極と電気的に接続し、かつ異極同士の接続電極の対向位置間に印刷され、枝電極との間に非印刷部を設けてなる抵抗体とを備え、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離よりも印刷終了側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離を大きく設けたものである。
【００１６】
これにより、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離よりも印刷終了側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離を大きく設けているため、抵抗体の印刷パターンが接続電極を越えてしまい、にじみが発生したとしても、滲んだ抵抗体が枝電極に付着することがないので滲んだ抵抗体が枝電極と電気的に接続することはなく印刷ばらつき等を含めた実際の加工の結果によっても異常加熱現象の発生を抑えることができる。
【００１７】
また、特に抵抗体を対向位置に対をなして印刷された接続電極を越えない範囲で印刷するよう印刷パターンを設けたものである。
【００１８】
これにより、印刷パターンの印刷終了側は接続電極上にあり、スクリーン版と接続電極との間には隙間がないのでにじみは発生せず、異常加熱現象は発生しない。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における面状発熱体の平面図である。
【００２１】
図１において、面状発熱体１ａは、ポリエステルフィルム等の電気絶縁性基板２上に銀ペーストを印刷・乾燥して主電極３ａ、３ｂを形成し、また主電極３ａ、３ｂから交互に延出するように枝電極４ａ、４ｂを形成している。さらに接続電極５ａ、５ｂを枝電極４ａ、４ｂから鍵形状に分岐形成しており、接続電極５ａ、５ｂ同士は対向する位置に配置している。本発明の実施の形態においては、枝電極４ａ、４ｂの幅を２ｍｍ、接続電極５ａ、５ｂの幅を１．４ｍｍにしている。
【００２２】
接続電極５ａ、５ｂの間には、高分子抵抗体インキを印刷・乾燥して抵抗体６ａを形成し、抵抗体６ａと枝電極４ａ、４ｂとの間に抵抗体６ａが印刷・乾燥されていない非印刷部７ａ、７ｂを作っている。本発明の実施の形態においては、非印刷部７ｂの接続電極５ｂと枝電極４ｂとの距離を２．５〜３ｍｍ、非印刷部７ａの接続電極５ａと枝電極４ａとの距離を１．５〜２ｍｍとしている。
【００２３】
高分子抵抗体インキとしては樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗体を溶剤に溶かしたものあるいは特に結晶性樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗体を溶剤に溶かしたものを使用している。
【００２４】
次に、動作、作用について説明する。
【００２５】
図２において、設計上、抵抗体６ａの印刷パターン８ａは接続電極５ａの１．５ｍｍの幅のうち０．５ｍｍ接続電極５ａ上に入った位置から印刷開始し、接続電極５ｂの１．５ｍｍの幅のうち０．５ｍｍ接続電極５ｂ上に入った位置で印刷終了するように考慮しているので、本来は図３に示すように、接続電極５ａ、５ｂとスクリーン版９には隙間１１ができないため、印刷パターン８ａの印刷終了側からスクリーン版９の裏面に高分子抵抗体
インキが広がることはなくにじみ１０は発生しない。
【００２６】
しかし、実際には印刷ばらつき、すなわち印刷時の抵抗体６ａの印刷パターン８ａの位置ずれ（±０．５ｍｍ）と主電極３ａ、３ｂ、枝電極４ａ、４ｂ、接続電極５ａ、５ｂを印刷・乾燥した時の電気絶縁性基板２の収縮による接続電極５ａ、５ｂ間の距離収縮（０．１ｍｍ）により、図４に示すように抵抗体６ａの印刷パターン８ａの印刷開始側あるいは印刷終了側で接続電極５ａあるいは５ｂから最高０．１ｍｍ越えて非印刷部７ａあるいは７ｂに抵抗体６ａの印刷パターン８ａが入ってしまう可能性がある。
【００２７】
この場合、図５に示すようにスクリーン版９は接続電極５ａ、５ｂと接触しており電気絶縁性基板２との間に接続電極５ａ、５ｂの厚み分の隙間１１ができてしまうため、特に印刷終了側である接続電極５ｂから印刷パターン８ａが越えた時、スクリーン版９の裏面に高分子抵抗体インキが広がってしまいにじみ１０が発生する。通常、このにじみは最大で２ｍｍ程度のものである。
【００２８】
しかし、図４に示すように抵抗体６ａの印刷パターン８ａの印刷終了側である非印刷部７ｂの接続電極５ｂと枝電極４ｂとの距離は２．５〜３ｍｍであるので、にじみ１０が非印刷部７ｂに付着したとしても枝電極４ｂににじみ１０が付着することはなく、電気的に抵抗体６ａと枝電極４ｂが接続することはないので、異常加熱現象が発生することはない。
【００２９】
また、設計上、抵抗体６ａの印刷パターン８ａを接続電極５ａの１．５ｍｍの幅のうち０．７５ｍｍ接続電極５ａ上に入った位置から印刷開始し、接続電極５ｂの１．５ｍｍの幅のうち０．７５ｍｍ接続電極５ｂ上に入った位置で印刷終了するように考慮すれば、印刷ばらつき、すなわち印刷時の抵抗体６ａの印刷パターンの位置ずれ（±０．５ｍｍ）と主電極３ａ、３ｂ、枝電極４ａ、４ｂ、接続電極５ａ、５ｂを印刷・乾燥した時の電気絶縁性基板２の収縮による接続電極５ａ、５ｂ間の距離収縮（０．１ｍｍ）が発生したとしても抵抗体６ａの印刷パターンの印刷開始側あるいは印刷終了側で接続電極５ａあるいは５ｂの幅のうち最小０．１５ｍｍ入った位置までに抵抗体６ａの印刷パターン８ａは入るので、スクリーン版９と接続電極５ａあるいは５ｂは接触しており、にじみ１０が発生することがない。したがって、電気的に抵抗体６ａと枝電極４ｂが接続することはないので、異常加熱現象が発生することはない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、対をなして印刷される印刷開始側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離よりも印刷終了側の接続電極と分岐元の枝電極との間の距離を大きく設けているため、抵抗体の印刷パターンが接続電極を越えてしまい、にじみが発生したとしても、滲んだ抵抗体が枝電極に付着することがないので滲んだ抵抗体が枝電極と電気的に接続することはなく印刷ばらつき等を含めた実際の加工の結果によっても異常加熱現象の発生を抑えることができるので、床暖房用パネル、電気カーペット等の暖房商品に限らず、抵抗体を面的に形成し、電力供給用電極を配置した発熱体すべてに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１における面状発熱体の構成を示す平面図
【図２】本発明の実施の形態１における面状発熱体の構成を示す部分拡大平面図
【図３】本発明の実施の形態１における面状発熱体のＡ−Ａ断面図
【図４】本発明の実施の形態１における面状発熱体の実施状態を示す部分拡大平面図
【図５】本発明の実施の形態１における面状発熱体のＢ−Ｂ断面図
【図６】従来の面状発熱体の平面図
【図７】従来の面状発熱体の断線部Ｃ部の状態を示す平面図
【図８】従来の他の面状発熱体の平面図
【図９】従来の他の面状発熱体の構成を示す部分拡大平面図
【図１０】従来の他の面状発熱体のＣ−Ｃ断面図
【符号の説明】
【００３２】
１、１ａ、２１  面状発熱体
２、２２  基板
３ａ、３ｂ  主電極
４ａ、４ｂ  枝電極
５、５ａ、５ｂ  接続電極
６、６ａ  抵抗体
７、７ａ、７ｂ  非印刷部
８、８ａ  印刷パターン
９  スクリーン版
１０  にじみ
１１  隙間
２３ａ、２３ｂ  母線
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  導体通路
２６  抵抗体
２７ａ、２７ｂ  加熱領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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