(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、セラミックス基材が載置されたグリーンシート片をセラミックス基材側を上にして基台上に載置し、その基台を回動する巻付ローラの方向へ移動させ、巻付ローラの外周面とセラミックス基材の外周面とを当接させ、基台の移動および巻付ローラの回動に伴って、巻付ローラの外周面とセラミックス基材の外周面とを摺動させながらセラミックス基材を回動させることにより、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、
前記基台の少なくとも表面および前記巻付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セラミックス基材の外周に巻き付ける際に、前記セラミックス基材の形状に対応して前記基台の表面および前記巻付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３】
請求項１または請求項２に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記基台の表面または前記巻付ローラの外周面の少なくともいずれか一方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４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記巻付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。
【請求項５】
請求項４に記載のセラミックスヒータの製造方法において、
前記静電気除去手段は、導電性を有する材質によって形成されると共にアースされた前記巻付ローラ、または、前記巻付ローラの外周面に供給された帯電防止剤の少なくともいずれか一方である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、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を巻き込むようにしていた。
【００１０】
そのため、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巻付作業を進めるとなると、巻付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。
【００１１】
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るに際して、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、巻付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。
【００１２】
【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、セラミックス基材が載置されたグリーンシート片をセラミックス基材側を上にして基台上に載置し、その基台を回動する巻付ローラの方向へ移動させ、巻付ローラの外周面とセラミックス基材の外周面とを当接させ、基台の移動および巻付ローラの回動に伴って、巻付ローラの外周面とセラミックス基材の外周面とを摺動させながらセラミックス基材を回動させることにより、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る。
【００１３】
従って、本発明においては、基台の移動に伴い、巻付ローラの外周面がセラミックス基材の外周面と当接する。そして、基台の移動および巻付ローラの回動に伴い、巻付ローラからセラミックス基材に対して、セラミックス基材を巻付ローラの回動方向と相対方向に回動させる力が加えられる。すると、巻付ローラの外周面とセラミックス基材の外周面とが摺動しながらセラミックス基材が回動し、そのセラミックス基材の回動に伴い、セラミックスペーストを介してセラミックス基材に密着されているグリーンシート片の端部が持ち上げられる。その後、基台の移動および巻付ローラの回動に伴い、セラミックス基材がグリーンシート片に巻き込まれるようにして１回転すると、グリーンシート片がセラミックス基材の外周に巻き付けられる。そして、グリーンシート片がセラミックス基材の外周に巻き付けられた状態で、基台と巻付ローラとの間にて再度１回転すると、セラミックスペーストの塗布面全面がセラミックス基材の外周面に確実に密着される。
【００１４】
このように、本発明によれば、手作業によらずに巻付作業を行うため、巻付作業の均一化を図った上で巻付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。
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、前記基台の少なくとも表面および前記巻付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セラミックス基材の外周に巻き付ける際に、前記セラミックス基材の形状に対応して前記基台の表面および前記巻付ローラの外周面が変形するようにしてもよい。
【００１５】
従って、本発明によれば、基台の移動および巻付ローラの回動に伴って、基台の表面および巻付ローラの外周面がセラミックス基材の形状に対応して変形するため、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、セラミックス基材をスムーズに回動させることが可能になる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記基台の表面または前記巻付ローラの外周面の少なくともいずれか一方を加熱するようにしてもよい。
従って、本発明によれば、基台の表面または巻付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、巻付作業を確実に行うことができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記巻付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るようにしてもよい。
【００１８】
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巻付ローラに付着するのを防止することが可能になる。
ところで、請求項５に記載の発明のように、請求項４に記載のセラミックスヒータの製造方法において、前記静電気除去手段は、導電性を有する材質によって形成されると共にアースされた前記巻付ローラ、または、前記巻付ローラの外周面に供給された帯電防止剤の少なくともいずれか一方としてもよい。
【００１９】
【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５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。
【００２０】
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６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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
次に、セラミックスヒータ１の製造工程について、図１〜図１０に基づいて説明する。
［工程１（図７参照）］
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
［工程２（図６，図７参照）］
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
［工程３（図７参照）］
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８参照）］
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。
【００３３】
［工程５（図９参照）］
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。
【００３４】
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。
【００３５】
［工程６（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。
【００３６】
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端部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。
【００３７】
［工程７（図６，図１０参照）］
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〜図４参照）］
分離した各グリーンシート片ＧＰを仮巻付装置６１へ供給する。
【００３８】
図１は、仮巻付装置６１の構造を説明するための概略構成図である。
仮巻付装置６１は、基台６２，押圧装置６３，巻付ローラ６４から構成されている。
基台６２は、台座板７１上に２層の板材７２，７３がこの順番で積層されて構成されている。表面が平坦な台座板７１は変形不能な材質（例えば、アルミニウム合金など）によって形成されている。矩形平板状の各板材７２，７３は可撓性を有する材質（例えば、ゴム材など）によって形成され、各板材７２，７３の幅はグリーンシート片ＧＰの長さ以上に設定されている。尚、後述するように、各板材７２，７３の板厚および硬度はそれぞれ最適値に設定され、各板材７２，７３は最適温度に加熱されている。ちなみに、各板材７２，７３の加熱は、各板材７２，７３の内部に設けられたヒータ（図示略）を用いてもよく、各板材７２，７３とは別個に設けられた加熱装置（図示略）を用いてもよい。そして、基台６２はローラコンベアやベルトコンベアなどの搬送装置（図示略）により水平方向に移動されるようになっている。
【００３９】
押圧装置６３は、押圧板７４，伸縮ロッド７５，空圧シリンダ７６から構成されている。押圧板７４は変形不能な材質（例えば、アルミニウム合金など）によって形成され、その寸法形状は板材７３上面の寸法形状と同じに設定されている。そして、押圧板７４の平坦な下面は板材７３と平行に配置されている。伸縮ロッド７５の一端は押圧板７４の上面に固定され、伸縮ロッド７５の他端は空圧シリンダ７６に嵌挿されて伸縮されるようになっている。
【００４０】
円柱形の巻付ローラ６４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、巻付ローラ６４の幅は各板材７２，７３の幅以上に設定されている。また、巻付ローラ６４のローラ軸６４ａは、板材７３の表面に対して平行に配置され、回転可能に枢支されている。そして、巻付ローラ６４は、回動装置（図示略）により、ローラ軸６４ａを中心として回動されるようになっている。加えて、金属製のローラ軸６４ａは回動装置を介してアースされている。尚、後述するように、巻付ローラ６４の直径および硬度は最適値に設定されている。
【００４１】
このように構成された仮巻付装置６１を用いてグリーンシート片ＧＰをセラミックス碍管２の外周に巻き付ける動作について、図１〜図４を参照しながら説明する。
まず、セラミックス碍管２が載置された各グリーンシート片ＧＰを、真空吸着装置（図示略）などを用いて仮巻付装置６１の基台６２の直上まで移動した後に板材７３上に落下させ、セラミックス碍管２側を上にして板材７３（基台６２）上に載置する。このとき、板材７３上において各グリーンシート片ＧＰがほぼ一定間隔をあけるように配置する。
【００４２】
次に、搬送装置を用いて基台６２を押圧装置６３の直下まで移動する。そして、伸縮ロッド７５を伸ばして押圧板７４を降下させ、その押圧板７４の平坦な下面により、板材７３上に配置された各グリーンシート片ＧＰに載置された各セラミックス碍管２の上から荷重をかける。その結果、各セラミックス碍管２はそれぞれ各グリーンシート片ＧＰに押し当てられて接触面積が増大し、各セラミックス碍管２はセラミックスペースト３ａを介して各グリーンシート片ＧＰに密着される。
【００４３】
続いて、図２に示すように、搬送装置を用いて基台６２を巻付ローラ６４の方向（矢印Ａ方向）へ移動する。ここで、巻付ローラ６４は、その外周面と板材７３の表面との間に所定間隔の間隙が形成される位置に枢支され、基台６２の進行方向（矢印Ａ方向）と同一方向（矢印Ｂ方向）に回動している。そのため、基台６２の移動に伴い、巻付ローラ６４の外周面がセラミックス碍管２の外周面と当接する。そして、基台６２の移動および巻付ローラ６４の回動に伴い、巻付ローラ６４からセラミックス碍管２に対して、巻付ローラ６４の回動方向（矢印Ｂ方向）と相対方向（矢印Ｃ方向）に回動させる力が加えられる。
【００４４】
その結果、図３に示すように、巻付ローラ６４の外周面とセラミックス碍管２の外周面とが摺動しながら、セラミックス碍管２が矢印Ｃ方向に回動する。ここで、板材７３上に配置された各グリーンシート片ＧＰにおいて、セラミックス碍管２は基台６２の進行方向（矢印Ａ方向）とは反対側の端部に配置されている。そのため、セラミックス碍管２の回動に伴い、セラミックスペースト３ａを介してセラミックス碍管２に密着されているグリーンシート片ＧＰの端部が持ち上げられる。
【００４５】
その後、図４に示すように、基台６２の移動および巻付ローラ６４の回動に伴い、セラミックス碍管２がグリーンシート片ＧＰに巻き込まれるようにして１回転すると、グリーンシート片ＧＰがセラミックス碍管２の外周に巻き付けられる。そして、グリーンシート片ＧＰがセラミックス碍管２の外周に巻き付けられた状態で、基台６２と巻付ローラ６４との間にて再度１回転すると、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る。
【００４６】
そして、基台６２の移動に伴い、板材７３上に配置された各グリーンシート片ＧＰが各セラミックス碍管２に順次巻き付けられる。
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、各板材７２，７３の板厚および硬度と、巻付ローラ６４の直径および硬度と、巻付ローラ６４の外周面と板材７３の表面との間隔とを、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、図３および図４に示すように、基台６２の移動および巻付ローラ６４の回動に伴って、各板材７２，７３の表面および巻付ローラ６４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、セラミックス碍管２をスムーズに回動させることが可能になる。
【００４７】
また、各板材７２，７３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、各板材７２，７３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。
そして、巻付ローラ６４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６４ａを介してアースしておくことにより、巻付ローラ６４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、当該静電気によりグリーンシート片ＧＰが巻付ローラ６４に付着するのを防止することが可能になる。
【００４８】
従って、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、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ることができる。
尚、仮巻付装置６１による巻付作業後においても、セラミックスペースト３ａを介したグリーンシート片ＧＰとセラミックス碍管２との密着性が不十分な場合は、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を可撓性を有する２枚の平坦な板材（例えば、ゴム板など）の間に挟んだ状態で一方の板材を動かすことにより、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を各板材間で転がして、増し締めを行うようにすればよい。または、可撓性の材質（例えば、ゴムなど）によって形成された円筒状のパイプ内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を挿入し、当該パイプの周囲に均一な圧力をかけて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ＧＰの外周に均一な圧力をかけて、増し締めを行うようにしてもよい。
【００４９】
［工程９（図５参照）］
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
以上詳述したように、本実施形態によれば、工程８にてグリーンシート片ＧＰをセラミックス碍管２の外周に巻き付ける際に、水平方向に移動する基台６２と回動する巻付ローラ６４とを備えた仮巻付装置６１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、手作業によらずに巻付作業を行うため、巻付作業の均一化を図った上で巻付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。
【００５４】
また、工程８においては、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前に、押圧装置６３を用いることにより、セラミックス碍管２をセラミックスペースト３ａを介してグリーンシート片ＧＰに密着させる。そのため、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際に、グリーンシート片ＧＰに対するセラミックス碍管２の位置ずれや捻れが起こるのを確実に防止することができる。そして、このセラミックス碍管２をセラミックスペースト３ａを介してグリーンシート片ＧＰに密着させる作業を手作業によらずに押圧装置６３を用いて行うため、密着作業の均一化を図った上で密着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。
【００５５】
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）巻付ローラ６４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ＧＰを巻き付けた後に、巻付ローラ６４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、巻付ローラ６４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、巻付ローラ６４の材質に導電性を有する材質を用いる必要はない。
【００５６】
（２）基台６２を構成する各板材７２，７３を加熱するだけでなく、巻付ローラ６４を最適温度に加熱しておいてもよい。このようにすれば、巻付ローラ６４を介してグリーンシート片ＧＰを加熱することが可能になり、グリーンシート片ＧＰの可撓性をさらに高めることができる。尚、巻付ローラ６４の加熱は、巻付ローラ６４の内部に設けられたヒータを用いてもよく、巻付ローラ６４とは別個に設けられた加熱装置を用いてもよい。また、巻付ローラ６４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。ところで、巻付ローラ６４を加熱することでグリーンシート片ＧＰの可撓性を十分に高められる場合には、各板材７２，７３を加熱する必要はない。
【００５７】
（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仮巻付装置の構造を説明するための概略構成図。
【図２】一実施形態の仮巻付装置の動作を説明するための説明図。
【図３】一実施形態の仮巻付装置の動作を説明するための説明図。
【図４】一実施形態の仮巻付装置の動作を説明するための説明図。
【図５】一実施形態のセラミックスヒータの一部断面斜視図。
【図６】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。
【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    ６１…仮巻付装置    ６２…基台
６４…巻付ローラ    ７１…台座    ７２，７３…板材
６４ａ…ローラ軸    ＧＰ…グリーンシート片
【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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