(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス原料粉末に溶剤および結合剤を添加してシート状に成形したグリーンシート片に、通電されることにより発熱する発熱パターンを形成し、そのグリーンシート片の表面に、セラミックス原料粉末に溶剤および結合剤を添加したセラミックスペーストを塗布し、そのセラミックスペーストが塗布された面の上にセラミックス基材を載置する第１の工程と、
グリーンシート片をセラミックス基材の外周に巻き付け、セラミックスペーストの塗布面をセラミックス基材に密着させる第２の工程と、
グリーンシート片と発熱パターンとセラミックスペーストとセラミックス基材とを一体焼成する第３の工程と
を備えたセラミックスヒータの製造方法であって、
前記第２の工程では、セラミックス基材の外周に巻き付けられたグリーンシート片を、それぞれのローラ軸が平行に配置されて同一方向に回動する第１および第２の増締ローラの間を通過させ、その通過時に、第１および第２の増締ローラの外周面と当該グリーンシート片の外周面とを摺動させながら、第１および第２の増締ローラの間で当該グリーンシート片を回動させることにより、セラミックスペーストの塗布面全面をセラミックス基材の外周面に密着させる増し締めを行うことを特徴とするセラミックスヒータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記第１および第２の増締ローラのローラ軸は共に水平かつ同じ高さに配置されていることを特徴とするセラミックスヒータの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記第２の増締ローラのローラ軸に対して、前記第１の増締ローラのローラ軸の方向に一定の付勢力を付与する付勢手段を備えたことを特徴とするセラミックスヒータの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記第１および第２の増締ローラの少なくとも外周面がそれぞれ可撓性を有し、前記グリーンシート片を前記第１および第２の増締ローラの間を通す際に、前記セラミックス基材の形状に対応して前記第１および第２の増締ローラの外周面が変形することを特徴とするセラミックスヒータの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記第１および第２の増締ローラの外周面が加熱されていることを特徴とするセラミックスヒータの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記第１および第２の増締ローラと前記グリーンシート片とが擦れ合うことによって生じる静電気を除去する静電気除去手段を備えたことを特徴とするセラミックスヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックスヒータの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種センサの加熱、グローシステム、半導体の加熱、石油ファンヒータの点火などの用途で、セラミックスヒータが広く使用されている。例えば、内燃機関の排気管中に装着されて排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサでは、特に低温時に酸素センサを良好に機能させるためにセンサの素子部を加熱する必要があり、その加熱用にセラミックスヒータが使用されている。
【０００３】
本出願人においても、この種のセラミックスヒータとして、円筒形のセラミックス碍管（基材）の表面に、第１のセラミックス層，第２のセラミックス層，発熱パターン，第３のセラミックス層をこの順番で積層巻回した構造のものを種々提案している（特開平１−２２５０８７号、特開平４−３２９２９１号など）。
【０００４】
このような構造のセラミックスヒータは以下の工程を経て製造される。
工程Ａ：第２および第３のセラミックス層を形成するための原料粉末（アルミナ粉末など）を混合してスラリー状とし、それを薄板状に成形して第１および第２の２枚の矩形状のグリーンシートを作成する。
【０００５】
工程Ｂ：第２のグリーンシートの表面に、高融点金属ペースト（タングステンペーストなど）から成る複数組の発熱パターンをペースト印刷法を用いて形成する。このとき、発熱パターンの各組が第２のグリーンシートの長手方向に配置されるようにする。
【０００６】
工程Ｃ：第２のグリーンシートにおける発熱パターンが形成された面の上に第１のグリーンシートを重ね合わせ、第１および第２のグリーンシートを圧着する。
工程Ｄ：発熱パターンが１組ずつ独立するように、積層した第１および第２のグリーンシートを長手方向に対して垂直に切断分離して、短冊状のグリーンシート片を作成する。
【０００７】
工程Ｅ：第１のセラミックス層を形成するための原料粉末（アルミナ粉末など）を混合してスラリー状としたセラミックスペーストを作成する。そして、当該セラミックスペーストを各グリーンシート片の表面に塗布する。
工程Ｆ：各グリーンシート片のセラミックスペーストが塗布された面の上に、予め作成しておいたセラミックス碍管を載置する。このとき、各グリーンシート片の長手方向に対して平行な所定位置にセラミックス碍管が配置されるように、各グリーンシート片に対してセラミックス碍管を１本ずつ載置する。
【０００８】
工程Ｇ：グリーンシート片をセラミックス碍管の外周に巻き付け、セラミックスペーストの塗布面をセラミックス碍管に密着させる。
工程Ｈ：セラミックス碍管，セラミックスペースト，第１のグリーンシート，発熱パターン，第２のグリーンシートを一体焼成して相互に密着固定させる。その結果、セラミックスペーストが第１のセラミックス層になると共に、第１および第２のグリーンシートがそれぞれ第２および第３のセラミックス層になり、丸棒状のセラミックスヒータが完成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記工程Ｇにてグリーンシート片をセラミックス碍管に巻き付ける際には、例えば、温められたシリコンゴムのシートの上にセラミックス碍管が載置されたグリーンシート片を置き、作業者の手作業により、セラミックス碍管を手のひらで転がしてグリーンシート片に巻き込むようにしていた。
【００１０】
そのため、巻付作業後においても、セラミックスペーストを介したグリーンシート片とセラミックス碍管との密着性が十分にとれない場合があった。その場合には、以下の（ａ）（ｂ）のいずれかの方法により増し締めを行って密着性を高めていた。
【００１１】
（ａ）セラミックス碍管に巻き付けられたグリーンシート片を可撓性を有する２枚の平坦なゴム板の間に挟み、一方のゴム板を作業者が手で持って動かすことにより、セラミックス碍管に巻き付けられたグリーンシート片を各ゴム板間で転がして増し締めを行う。
【００１２】
（ｂ）セラミックス碍管に巻き付けられたグリーンシート片をゴム製の円筒状パイプ内に挿入し、当該パイプの周囲に作動油を注入して均一な油圧をかけ、当該パイプの内径を縮めることにより、当該パイプの内周面を介してグリーンシート片の外周に均一な圧力をかけて増し締めを行う。
【００１３】
しかし、上記（ａ）の方法では、作業者のミスから、セラミックス碍管とグリーンシート片との間に隙間が生じたり、巻き付けられたグリーンシート片にねじれが生じたりして、セラミックス碍管とグリーンシート片とが確実に密着しないおそれがあった。そこで、セラミックス碍管とグリーンシート片とを確実に密着させるように細心の注意を払いながら増締作業を進めるとなると、増締作業に相当の時間を要することになり、製造ＴＡＴ（Turn  Around  Time）が長くなるという問題があった。
【００１４】
それに対して、上記（ｂ）の方法では、手作業によらずに増締作業を行うため、増締作業の均一化を図ることが可能になる上に、増締作業に要する時間が上記（ａ）の方法に比べれば短くなるため製造ＴＡＴを短縮することができる。しかし、セラミックス碍管に巻き付けられたグリーンシート片を１本ずつ前記パイプ内に挿入しなければならず、多量のセラミックスヒータを製造する際には、当該挿入作業に多大な手間がかかることから、製造ＴＡＴを十分に短縮することがでいないという問題があった。
【００１５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、セラミックスペーストが塗布されたグリーンシート片をセラミックス基材に巻き付けた後に増し締めを行う際に、グリーンシート片とセラミック基材とを確実に密着させると共に、増締作業を速やかに行うことが可能なセラミックスヒータの製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、以下の第１〜第３の工程を備える。第１の工程では、セラミックス原料粉末に溶剤および結合剤を添加してスラリー状とした後にシート状に成形したグリーンシート片に、通電されることにより発熱する発熱パターンを形成し、そのグリーンシート片の表面に、セラミックス原料粉末に溶剤および結合剤を添加してスラリー状としたセラミックスペーストを塗布し、そのセラミックスペーストが塗布された面の上にセラミックス基材を載置する。次に、第２の工程では、グリーンシート片をセラミックス基材の外周に巻き付け、セラミックスペーストの塗布面をセラミックス基材に密着させる。続いて、第３の工程では、グリーンシート片と発熱パターンとセラミックスペーストとセラミックス基材とを一体焼成する。そして、第２の工程では、セラミックス基材の外周に巻き付けられたグリーンシート片を、それぞれのローラ軸が平行に配置されて同一方向に回動する第１および第２の増締ローラの間を通過させ、その通過時に、第１および第２の増締ローラの外周面と当該グリーンシート片の外周面とを摺動させながら、第１および第２の増締ローラの間で当該グリーンシート片を回動させることにより、セラミックスペーストの塗布面全面をセラミックス基材の外周面に密着させる増し締めを行う。
【００１７】
従って、本発明においては、当該グリーンシート片の外周面が各増締ローラの外周面に当接するため、例えば、第１の増締ローラの回転速度を第２の増締ローラの回転速度よりも低く設定しておけば、各増締ローラの回動に伴い、各増締ローラからグリーンシート片に対して、各増締ローラの回動方向とは反対方向に回動させる力が加えられる。そのため、当該グリーンシート片は、各増締ローラの外周面から押圧されて当該外周面と摺動しながら回転し、各増締ローラの間を通り抜ける。その結果、当該グリーンシート片がセラミックス基材の外周に強固に巻き付けられ、セラミックスペーストの塗布面全面がセラミックス碍管の外周面に確実に密着されて、グリーンシート片の増し締めが行われる。その後、グリーンシート片は、各増締ローラの間から落下する。
【００１８】
このように、本発明によれば、手作業によらずに増締作業を行うため増締作業の均一化を図ることが可能であり、各増締ローラの間に当該グリーンシート片を順次供給するだけで自動的に増締が行われ、増締を終えた当該グリーンシート片は各増締ローラの間から落下するため、増締作業に要する時間を短くして製造ＴＡＴを短縮することができる。
【００１９】
ところで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記第１および第２の増締ローラのローラ軸は共に水平かつ同じ高さに配置してもよい。
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記第２の増締ローラのローラ軸に対して、前記第１の増締ローラのローラ軸の方向に一定の付勢力を付与する付勢手段を備えるようにしてもよい。
【００２０】
従って、本発明によれば、当該グリーンシート片に対して各増締ローラの外周面からの押圧力を確実に付与することが可能になるため、当該グリーンシート片を各増締ローラの外周面と摺動させながらスムーズに回動させることができる。また、請求項４に記載の発明のように、請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記第１および第２の増締ローラの少なくとも外周面がそれぞれ可撓性を有し、前記グリーンシート片を前記第１および第２の増締ローラの間を通す際に、前記セラミックス基材の形状に対応して前記第１および第２の増締ローラの外周面が変形するようにしてもよい。
【００２１】
従って、本発明によれば、各増締ローラの回動に伴って各増締ローラの外周面が前記セラミックス基材の形状に対応して変形するため、当該グリーンシート片に過大な力を与えて不要な変形を引き起こすことなく、当該グリーンシート片をスムーズに回動させることが可能になる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明のように、請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記第１および第２の増締ローラの外周面を加熱するようにしてもよい。
従って、本発明によれば、各増締ローラの外周面を介してグリーンシート片を加熱するため、グリーンシート片の可撓性を高めることが可能になり、増締作業を確実に行うことができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明のように、請求項１に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記第１および第２の増締ローラと前記グリーンシート片とが擦れ合うことによって生じる静電気を除去する静電気除去手段を備えてもよい。
【００２４】
従って、本発明によれば、前記静電気によりグリーンシート片が増締ローラに付着するのを防止することが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面と共に説明する。
図６は、本実施形態により作成されたセラミックスヒータ１を示す一部断面斜視図である。
【００２６】
セラミックスヒータ１は、円筒形のセラミックス碍管（基材）２の表面に、第１のセラミックス層３、第２のセラミックス層４、発熱パターン５、第３のセラミックス層６がこの順番で積層巻回されて構成されている。
図７は、セラミックスヒータ１の各部材３〜６がセラミックス碍管２に対して積層巻回される前の状態を示す分解斜視図である。
【００２７】
発熱パターン５は、発熱部１１、コンタクト部１２，１３、リード部１４，１５から構成されている。発熱部１１は、セラミックスヒータ１の先端側に配置され、セラミックスヒータ１の長手方向に対して垂直方向に複数回蛇行するように形成されている。尚、発熱部１１の形状および寸法は、セラミックスヒータ１の使用目的に応じ、加熱対象に合わせて設定されている。また、各コンタクト部１２，１３はセラミックスヒータ１の後端側に配置されている。そして、各コンタクト部１２，１３は各リード部１４，１５を介して発熱部１１の両端部とそれぞれ接続されている。
【００２８】
セラミックス層６におけるセラミックスヒータ１の表面側には、各コンタクト部１２，１３とそれぞれ対応する位置に各端子部２１，２２が設けられている。そして、各端子部２１，２２は、セラミックス層６に形成された各スルーホール２３，２４を介して、各コンタクト部１２，１３とそれぞれ接続されている。そのため、各端子部２１，２２間に電圧を印加すると、各端子部２１，２２から各スルーホール２３，２４および各コンタクト部１２，１３を介して発熱パターン５に通電がなされ、発熱パターン５が発熱する。
【００２９】
次に、セラミックスヒータ１の製造工程について、図１〜図１１に基づいて説明する。
［工程１（図８参照）］
まず、各部材２〜４，６を形成するためのセラミックス原料粉末を作成する。
【００３０】
すなわち、平均粒径１.５μm，純度９９.９％の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末を主材料とし、平均粒径２μm，純度９８％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）粉末と、平均粒径２μm，純度９０％の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末と、平均粒径２μm，純度９３％の酸化カルシウム（ＣａＯ）粉末とを焼結促進剤として、これらを９７.２：２.５：０.１：０.１の割合で配合し、ボールミルで２０〜６０時間湿式混合した後で脱水乾燥することにより、セラミックス原料粉末を作成する。
【００３１】
尚、セラミックス原料粉末の主材料としてはＡｌ2Ｏ3が好適であるが、特に熱伝導特性に優れた高温高強度材料とするために、Ａｌ2Ｏ3の平均結晶粒径は１０μm以下が適当であり（望ましくは２μm以下）、相対理論密度９４％以上、純度９０％以上が適当である。
【００３２】
また、セラミックス原料粉末の主材料としては、高温高強度セラミックスであればどのようなもの（例えば、ムライトやスピネル等のアルミナ類似のセラミックスなど）を用いてもよい。
そして、焼成促進剤としては、ＳｉＯ2，ＭｇＯ，ＣａＯ以外に酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）を配合してもよく、焼成過程において酸化物、ひいては所定の網目構造となりえるもの、例えば、炭酸塩などの各種塩や水酸化物として配合してもよい。
【００３３】
次に、セラミックス原料粉末からグリーンシートを作成する。
すなわち、セラミックス原料粉末に、溶剤および結合剤としてポリビニルブチラール８％，ＤＢＰ４％，メチルエチルケトン，トルエン７０％を添加し、ボールミルで混合してスラリー状とする。そして、減圧脱泡後、加圧成形法（例えば、静水圧成形法，ドクターブレード法など）または押出成形法により、セラミックス層４と成る厚さ０.０５〜０.１mmの矩形シート状の第１のグリーンシート４ａを作成すると共に、セラミックス層６と成る厚さ０.２〜０.４mmの矩形シート状の第２のグリーンシート６ａを作成する。
【００３４】
［工程２（図７，図８参照）］
まず、グリーンシート６ａの表面に、厚さ１０〜３０μmの高融点金属ペーストから成る複数組の発熱パターン５をペースト印刷法を用いて形成する。このとき、各発熱パターン５がグリーンシート６ａの長手方向に配置されるようにする。
【００３５】
次に、グリーンシート６ａの裏面において、表面側に形成された発熱パターン５の各コンタクト部１２，１３とそれぞれ対向する位置に、厚さ１０〜３０μmの高融点金属ペーストから成る各端子部２１，２２をペースト印刷法を用いて形成する。
【００３６】
続いて、各コンタクト部１２，１３と各端子部２１，２２とをそれぞれ連通する透孔をグリーンシート６ａに開口し、当該透孔内に高融点金属ペーストを充填して各スルーホール２３，２４を形成する。
尚、高融点金属ペーストとしては、主にタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）を用い、これに、白金（Ｐｔ）やロジウム（Ｒｈ）などの高融点金属成分を混合して用いるとよい。また、抵抗特性の向上のために、ＰｔやＲｈを単独で用いてもよい。ちなみに、悪影響を与えない限りにおいて、セラミックス層３，４，６と同材料の酸化物等が発熱パターン５の材料中に若干混在していてもよい。
【００３７】
また、発熱パターン５および各端子部２１，２２と成る導電性膜は、ペースト印刷法以外の適宜な方法（化学メッキ法，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法，ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法など）を用いて形成してもよい。
【００３８】
［工程３（図８参照）］
グリーンシート６ａにおける発熱パターン５が形成された面の上にグリーンシート４ａを重ね合わせ、各グリーンシート４ａ，６ａを圧着する。
［工程４（図９参照）］
各発熱パターン５が独立するように、積層した各グリーンシート４ａ，６ａを長手方向に対して垂直に切断して、短冊状の各グリーンシート片ＧＰを作成する。このとき、各グリーンシート片ＧＰを分離せずに各グリーンシート片ＧＰがほぼ密着した状態にして、切断前の各グリーンシート４ａ，６ａの全体の形状（セラミックスヒータ１の長手方向に対して垂直方向に長く伸びた形状）が保持されるようにする。
【００３９】
［工程５（図１０参照）］
まず、工程１にて作成したセラミックス原料粉末からセラミックスペースト３ａを作成する。すなわち、セラミックス原料粉末に、溶剤および結合剤としてポリビニルブチラール２５％，ＤＢＰ８％，ブチルカルビドール３０％を添加し、ボールミルで混合してスラリー状にすることにより、セラミックスペースト３ａを作成する。
【００４０】
次に、セラミックスペースト３ａを各グリーンシート片ＧＰの表面に塗布する。尚、工程４において切断した各グリーンシート片ＧＰを分離しなかったのは、スクリーンマスクを使用することにより、各グリーンシート片ＧＰの表面に対してセラミックスペースト３ａを均一に且つ一度に塗布するためである。
【００４１】
［工程６（図１１参照）］
まず、工程１にて作成したセラミックス原料粉末からセラミックス碍管２を作成する。すなわち、セラミックス原料粉末に、溶剤および結合剤としてメチルセルロース１％，マイクロクリスタリンワックス（商品名）１５％，水１０％を添加して混練する。そして、押出成形法で円筒状に成形し、所定寸法に切断後、１２００℃で仮焼することにより、セラミックス碍管２を作成する。
【００４２】
次に、各グリーンシート片ＧＰのセラミックスペースト３ａが塗布された面の上に、セラミックス碍管２を載置する。このとき、各グリーンシート片ＧＰの長手方向に対して平行な所定位置にセラミックス碍管２が配置されるように、各グリーンシート片ＧＰに対してセラミックス碍管２を１本ずつ載置する。
【００４３】
［工程７（図７，図１１参照）］
各グリーンシート片ＧＰをセラミックス碍管２が載置された状態で分離する。
［工程８（図１〜６参照）］
まず、グリーンシート片ＧＰをセラミックス碍管２の外周に巻き付ける。その巻付方法にはどのような方法を用いてもよいが、例えば、温められたシリコンゴムのシートの上にセラミックス碍管２が載置されたグリーンシート片ＧＰを置き、作業者の手作業により、セラミックス碍管２を手のひらで転がしてグリーンシート片ＧＰに巻き込めばよい。
【００４４】
次に、セラミックス碍管２に巻き付けられたグリーンシート片ＧＰ（以下、グリーンシート片ＲＰと表記する）を増締装置８１へ供給する。
図１は、増締装置８１の構造を説明するための概略構成図である。
増締装置８１は、搬送装置８２，第１の増締ローラ群８３ａ，第２の増締ローラ群８３ｂから構成されている。
【００４５】
搬送装置８２は、搬送ローラ９１およびベルトコンベア９２から構成されている。搬送ローラ９１のローラ軸９１ａは回転可能に枢支されており、円柱形の搬送ローラ９１の外周面にはローラ軸９１ａと同一方向に複数の溝９１ｂが掘設されている。そして、搬送ローラ９１は、回動装置（図示略）により、ローラ軸９１ａを中心として矢印Ａ方向に回動されるようになっている。
【００４６】
第１の増締ローラ群８３ａは、２つの増締ローラ１０１ａ，１０２ａおよび付勢装置１０３ａから構成されている。
付勢手段としての付勢装置１０３ａは、伸縮ロッド１０４ａおよび空圧シリンダ１０５ａから構成されている。伸縮ロッド１０４ａの先端には軸受１０６ａが設けられ、伸縮ロッド１０４ａの後端は空圧シリンダ１０５ａに嵌挿されて伸縮されるようになっている。
【００４７】
円柱形の各増締ローラ１０１ａ，１０２ａは可撓性および導電性を有する材質（例えば、カーボンなどの導体が分散されたニトリルゴム材など）によって形成され、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの幅はグリーンシート片ＲＰの長さ以上に設定されている。
【００４８】
各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの各ローラ軸１０７ａ，１０８ａおよび搬送ローラ９１のローラ軸９１ａはそれぞれ水平かつ平行に配置されている。また、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの各ローラ軸１０７ａ，１０８ａは同じ高さに配置されている。
【００４９】
第１の増締ローラ１０１ａのローラ軸１０７ａは回転可能に枢支され、そのローラ軸１０７ａの位置は固定されている。そして、増締ローラ１０１ａは、回動装置（図示略）により、ローラ軸１０７ａを中心として、搬送ローラ９１の回動方向（矢印Ａ方向）とは反対方向（矢印Ｂ方向）に回動されるようになっている。
【００５０】
第２の増締ローラ１０２ａのローラ軸１０８ａは、伸縮ロッド１０４ａの先端の軸受１０６ａに嵌挿されて回転可能に枢支されている。そして、伸縮ロッド１０４ａの伸張により、ローラ軸１０８ａはローラ軸１０７ａの方向（矢印Ｃ方向）に一定の付勢力が付与されて付勢される。また、増締ローラ１０２ａは、回動装置（図示略）により、ローラ軸１０８ａを中心として、増締ローラ１０１ａと同一方向（矢印Ｂ方向）に回動されるようになっている。
【００５１】
加えて、金属製の各ローラ軸１０７ａ，１０８ａはそれぞれ回動装置を介してアースされている。
尚、後述するように、伸縮ロッド１０４ａから増締ローラ１０２ａのローラ軸１０８ａに付与される付勢力は最適値に設定されている。また、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの直径，硬度，回転速度はそれぞれ最適値に設定され、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの外周面は最適温度に加熱されている。
【００５２】
ちなみに、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの加熱は、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの内部に設けられたヒータ（図示略）を用いてもよく、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａとは別個に設けられた加熱装置（図示略）を用いてもよい。また、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａを加熱する際には、その外周面のみを加熱し、その内部については加熱しないようにしてもよい。
【００５３】
第２の増締ローラ群８３ｂの構成は、第１の増締ローラ群８３ａの構成と同じであるため、第１の増締ローラ群８３ａの各構成部材１０１ａ〜１０８ａの符号末尾を「ｂ」に変えて区別し、その詳細な説明については省略する。すなわち、第２の増締ローラ群８３ｂは、増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂ、付勢装置１０３ｂ、伸縮ロッド１０４ｂ、空圧シリンダ１０５ｂ、軸受１０６ｂ、ローラ軸１０７ｂ，１０８ｂから構成されている。
【００５４】
そして、第２の増締ローラ群８３ｂの各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂは、第１の増締ローラ群８３ａの各増締ローラ１０１ａ，１０２ａのそれぞれ直下に配置されている。
このように構成された増締装置８１を用いてグリーンシート片ＲＰを増し締める動作について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００５５】
図１に示すように、グリーンシート片ＲＰは、ベルトコンベア９２上を搬送されて搬送ローラ９１の外周面まで送られ、搬送ローラ９１の外周面の溝９１ｂに嵌合されることにより、ベルトコンベア９２から搬送ローラ９１に移送される。そして、溝９１ｂに嵌合されたグリーンシート片ＲＰは、搬送ローラ９１の回動により溝９１ｂに嵌合されたまま搬送ローラ９１の外周面上を搬送され、第１の増締ローラ群８３ａの各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの上方まで送られる。その後、搬送ローラ９１がさらに回動すると、グリーンシート片ＲＰと溝９１ｂとの嵌合が解除され、グリーンシート片ＲＰは溝９１ｂから脱落して各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの間に落下する。このようにして、グリーンシート片ＲＰは搬送ローラ９１から第１の増締ローラ群８３ａに供給される。
【００５６】
ここで、溝９１ｂの幅および深さは、グリーンシート片ＲＰの直径に対応して最適に設定しておく。これにより、ベルトコンベア９２から搬送ローラ９１にグリーンシート片ＲＰを確実に移送できると共に、搬送ローラ９１の回動中に溝９１ｂからグリーンシート片ＲＰが脱落するのを防止できる。
【００５７】
次に、図２に示すように、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの間に落下したグリーンシート片ＲＰは、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの外周面に当接する。ここで、増締ローラ１０２ｂのローラ軸１０８ａは、付勢装置１０３ａの伸縮ロッド１０４ａにより、増締ローラ１０１ａのローラ軸１０７ａの方向（矢印Ｃ方向）に一定の付勢力が付与されて付勢されている。そして、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａは同一方向（矢印Ｂ方向）に回動している。そのため、例えば、増締ローラ１０１ａの回転速度Ｖ１を増締ローラ１０２ａの回転速度Ｖ２よりも低く設定しておけば（Ｖ１＜Ｖ２）、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの回動に伴い、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａからグリーンシート片ＲＰに対して、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの回動方向（矢印Ｂ方向）とは反対方向（矢印Ｄ方向）に回動させる力が加えられる。
【００５８】
そして、図３に示すように、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの回動に伴い、グリーンシート片ＲＰは、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの外周面から押圧されて当該外周面と摺動しながら矢印Ｄ方向に回転し、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの間を通り抜ける。その結果、グリーンシート片ＧＰがセラミックス碍管２の外周に強固に巻き付けられ、セラミックスペースト３ａの塗布面全面がセラミックス碍管２の外周面に確実に密着されて、グリーンシート片ＲＰの増し締めが行われる。その後、グリーンシート片ＲＰは、矢印Ｅに示すように、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａの間に落下する。このようにして、グリーンシート片ＲＰは第１の増締ローラ群８３ａから第２の増締ローラ群８３ｂに供給される。
【００５９】
続いて、図４に示すように、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂの間に落下したグリーンシート片ＲＰは、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂの外周面に当接する。ここで、増締ローラ１０２ｂのローラ軸１０８ｂは、付勢装置１０３ｂの伸縮ロッド１０４ｂにより、増締ローラ１０１ｂのローラ軸１０７ｂの方向（矢印Ｃ方向）に一定の付勢力が付与されて付勢されている。そして、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂは同一方向（矢印Ｂ方向）に回動している。そのため、例えば、増締ローラ１０１ｂの回転速度Ｖ３を増締ローラ１０２ｂの回転速度Ｖ４よりも低く設定しておけば（Ｖ３＜Ｖ４）、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂの回動に伴い、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂからグリーンシート片ＲＰに対して、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂの回動方向（矢印Ｂ方向）とは反対方向（矢印Ｄ方向）に回動させる力が加えられる。
【００６０】
そして、図５に示すように、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂの回動に伴い、グリーンシート片ＲＰは、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂの外周面から押圧されて当該外周面と摺動しながら矢印Ｄ方向に回転し、各増締ローラ１０１ｂ，１０２ｂの間を通り抜ける。その結果、第１の増締ローラ群８３ａで増し締めが行われたグリーンシート片ＲＰに対して、第２の増締ローラ群８３ｂによりさらなる増し締めが行われる。その後、グリーンシート片ＲＰは、矢印Ｆに示すように、増締装置８１の下方に落下する。
【００６１】
ここで、グリーンシート片ＧＰの厚みとセラミックス碍管２の直径とに合わせて（すなわち、グリーンシート片ＲＰの直径に合わせて）、各伸縮ロッド１０４ａ，１０４ｂから各増締ローラ１０２ａ，１０２ｂのローラ軸１０８ａ，１０８ｂに付与される付勢力と、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂの直径，硬度，回転速度とを、それぞれ実験によって求められた最適値に設定しておく。これにより、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂの回動に伴って、各増締ローラの外周面がセラミックス碍管２の形状に対応して変形し、グリーンシート片ＧＰに過大な力を与えて不要な変形を引き起こすことなく、グリーンシート片ＲＰをスムーズに回転させることが可能になる。
【００６２】
また、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂの外周面を実験によって求められた最適温度に加熱しておくことにより、各増締ローラを介してグリーンシート片ＧＰを加熱し、グリーンシート片ＧＰの可撓性を高めることが可能になる。
【００６３】
尚、各増締ローラ群８３ａ，８３ｂにおいて、各増締ローラ１０１ａ，１０１ｂの直径，硬度，温度を同じに設定する必要はなく、各増締ローラ１０２ａ，１０２ｂの直径，硬度，温度を同じに設定する必要もない。
そして、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂを導電性を有する材質によって形成すると共に金属製のローラ軸１０７ａ，１０８ａ，１０７ｂ，１０８ｂを介してアースしておくことにより、各増締ローラとグリーンシート片ＧＰとが擦れ合うことによって生じる静電気を除去し、当該静電気により各増締ローラにグリーンシート片ＧＰが付着するのを防止することが可能になる。
【００６４】
従って、セラミックスペースト３ａの塗布面全面をセラミックス碍管２の外周面に確実に密着させ、グリーンシート片ＲＰの増し締めを行うことができる。
そして、グリーンシート片ＲＰをベルトコンベア９２上に順次載置することにより、当該グリーンシート片ＲＰは、搬送装置８２→第１の増締ローラ群８３ａ→第２の増締ローラ群８３ａへと順次自動的に供給されてゆく。ここで、搬送ローラ９１の外周面における溝９１ｂの間隔を調整することにより、単位時間当たりに搬送装置８２から第１の増締ローラ群８３ａへ供給されるグリーンシート片ＲＰの個数を調節することができる。
【００６５】
従って、各増締ローラ群８３ａ，８３ｂにおいて各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂの間を通り抜けるのに要する時間（すなわち、各増締ローラ群８３ａ，８３ｂにて増し締めを行う時間）に合わせて搬送ローラ９１の外周面における溝９１ｂの間隔を調整することにより、各増締ローラ群８３ａ，８３ｂにて増締中にグリーンシート片ＲＰが詰まるのを防ぐことができる。
【００６６】
［工程９（図６参照）］
セラミックスペースト３ａを接合材としてグリーンシート片ＧＰが巻き付けられたセラミックス碍管２を２５０℃で樹脂抜きした後、水素雰囲気中にて１５００〜１６００℃で一体焼成して相互に密着固定させる。その結果、セラミックスペースト３ａがセラミックス層３になると共に、各グリーンシート４ａ，６ａがそれぞれ各セラミックス層４，６になり、丸棒状のセラミックスヒータ１が完成する。
【００６７】
その後、各端子部２１，２２の表面に防錆性を高めるためのメッキ処理（例えば、ニッケルメッキなど）を施してメッキ層（図示略）を形成し、そのメッキ層に電源から引き出されたリード線（図示略）をロウ付けにて接続する。
尚、セラミックス碍管２と発熱パターン５との間にセラミックス層４を挟んであるのは、高融点金属ペーストから成る発熱パターン５とセラミックス碍管２とをセラミックスペースト３ａを用いて直接接合させると、発熱パターン５とセラミックス碍管２との密着性が不十分になって焼成時に気孔が発生し、その気孔により発熱パターン５が酸化しやすくなって断線を起こすおそれがあることから、これを防止するためである。
【００６８】
また、各部材２〜６の相互密着性を高めるために同時焼成することが好ましく、その焼成方法としては、型加圧（ＨＰ，ＨＩＰ）焼結，雰囲気加圧焼結，常圧焼結，反応焼結などを用いればよく、その焼結温度は１４５０〜１６００℃の範囲から選択するのが適当である。
【００６９】
また、焼成時の雰囲気は、水素などの還元雰囲気以外にも、不活性ガス雰囲気（例えば、アルゴン（Ａｒ），窒素（Ｎ2）など），酸化性雰囲気（例えば、大気中）としてもよい。
このように作成されたセラミックスヒータ１は、特に高温下で長時間使用される内燃機関の空燃比制御用の酸素センサを加熱するためのヒーターとして好適である。この場合、セラミックスヒータ１は、試験管型固体電解質酸素センサ素子の内部に挿入してもよく、酸素センサ素子に付設してもよい。
【００７０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、工程８にてセラミックスペーストを介したグリーンシート片ＧＰとセラミックス碍管２との密着性を高めるための増し締めを行う際に、増締装置８１を用いるため、グリーンシート片ＧＰとセラミックス碍管２とを確実に密着させることができる。そして、手作業によらずに増締作業を行うため、増締作業の均一化を図ることできる。
【００７１】
加えて、増締装置８１において、第１の増締ローラ群８３ａには搬送装置８２からグリーンシート片ＲＰが自動的に連続して供給され、第２の増締ローラ群８３ｂには第１の増締ローラ群８３ａからグリーンシート片ＲＰが自動的に連続して供給される。そのため、前記（ｂ）の方法のような手間がかからないことから、増締作業に要する時間を短くすることが可能になり、多量のセラミックスヒータ１を製造する際には特に製造ＴＡＴを短縮することができる。
【００７２】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更してもよく、その場合でも、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
（１）各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂの外周面に帯電防止剤を供給するようにしてもよい。例えば、帯電防止剤として石鹸水を用いる場合には、一定個数のグリーンシート片ＲＰの増し締めを行った後に、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂの外周面を石鹸水にて拭くようにする。このようにすれば、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂとグリーンシート片ＧＰとが擦れ合うことによって生じる静電気をより確実に除去することが可能になる。尚、帯電防止剤を用いることで静電気を十分に除去可能な場合には、各増締ローラ１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂの材質に導電性を有する材質を用いる必要はない。
【００７３】
（２）上記実施形態において２組の増締ローラ群８３ａ，８３ｂを設けたのは、より確実な増し締めを行うためである。従って、第１の増締ローラ群８３ａのみで十分な増し締めが可能な場合は、第２の増締ローラ群８３ｂを省いてもよい。また、２組の増締ローラ群８３ａ，８３ｂを用いても増し締めが不十分な場合は、各増締ローラ群８３ａ，８３ｂと同一構成の増締ローラ群を３組以上設けるようにしてもよい。
【００７４】
（３）セラミックス碍管２の形状は、円筒状に限らず、適宜な形状（例えば、四角筒状，多角形筒状など）にしてもよい。また、セラミックス碍管２を適宜な形状（例えば、棒状，板状など）のセラミックス基材に置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の増締装置の構造を説明するための概略構成図。
【図２】一実施形態の増締装置の動作を説明するための説明図。
【図３】一実施形態の増締装置の動作を説明するための説明図。
【図４】一実施形態の増締装置の動作を説明するための説明図。
【図５】一実施形態の増締装置の動作を説明するための説明図。
【図６】一実施形態のセラミックスヒータの一部断面斜視図。
【図７】一実施形態のセラミックスヒータの製造方法を説明するための分解斜視図。
【図８】一実施形態のセラミックスヒータの製造方法を説明するための分解斜視図。
【図９】一実施形態のセラミックスヒータの製造方法を説明するための斜視図。
【図１０】一実施形態のセラミックスヒータの製造方法を説明するための斜視図。
【図１１】一実施形態のセラミックスヒータの製造方法を説明するための斜視図。
【符号の説明】
１…セラミックスヒータ    ２…セラミックス碍管（基材）
３ａ…セラミックスペースト    ４ａ，６ａ…グリーンシート
５…発熱パターン    ＧＰ，ＲＰ…グリーンシート片
８３ａ，８３ｂ…増締ローラ群
１０１ａ，１０２ａ，１０１ｂ，１０２ｂ…増締ローラ
１０３ａ，１０３ｂ…付勢装置    １０４ａ，１０４ｂ…伸縮ロッド
１０５ａ，１０５ｂ…空圧シリンダ    １０６ａ，１０６ｂ…軸受
１０７ａ，１０７ｂ…ローラ軸
【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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【図１１】
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