(57)【要約】【課題】発熱抵抗体の表面に塩素が付着して、空気中の水分との相互作用により発熱抵抗体を構成する導電材料を腐食させ、発熱抵抗体の異常発熱や断線を引き起こす。【解決手段】発熱抵抗体３に含有される塩素量が１０００ｐｐｍ以下とする。【選択図】図１
2004031241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状セラミックス体の一方の主面に発熱抵抗体を備えてなるセラミックヒータであって、前記発熱抵抗体に含有する塩素量が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】
板状セラミックス体の一方の主面に発熱抵抗体を備えてなるセラミックヒータであって、前記発熱抵抗体の表面に被覆層を形成するとともに、前記発熱抵抗体および被覆層の塩素量が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項３】
前記被覆層がガラスからなることを特徴とする請求項２記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記発熱抵抗体をなす導電材料がＡｇを主成分とし、その塩素量が５００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
請求項２記載のセラミックヒータにおける被覆層をメッキ処理により形成するとともに、該メッキ処理後５００℃以上の温度で熱処理することを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置用の定着装置や、板状の形成品を均一に加熱するための加熱装置等に使用されるセラミックヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置の熱定着装置に装着される加熱装置として、セラミックヒータを用いたものが知られている。かかる加熱装置の従来例を図５、６に示す。
【０００３】
即ち、図５は従来の加熱装置の斜視図、図６（ａ）は同加熱装置に用いるセラミックヒータの平面図、図６（ｂ）は同セラミックヒータの側断面図であり、この加熱装置は、長板状のセラミックヒータ２１をセラミックス基板２２の表面に接着剤によって固定して構成され、コネクタ２７と図示しないもうひとつのコネクタを介して電力の供給を受けて発熱する。尚、図５に示すように、前記コネクタ２７はセラミックス基板２２と嵌合しており、図６（ｂ）に示すようにコネクタ２７内部のコンタクト２７ａが電気的接点２４と接している（例えば、特開平９−２３１７２６号公報参照）。
【０００４】
而して、セラミックヒータ２１は、長板状に形成されたセラミックス基板２２と、セラミックス基板２２上の長手方向両端部２６近傍にそれぞれ設けられた電気接点２４と、電気接点２４を介して電力の供給を受けて発熱する発熱抵抗体２３を含んでいる。
【０００５】
この発熱抵抗体２３は、用紙の幅方向を均一に加熱する必要があり、そのためにセラミックス基板２２の温度分布を均一にする必要があるが、そのために、発熱抵抗体２３の中央側に導体を塗布することにより比較的温度が高くなる中央の抵抗値を低下させたり、発熱抵抗体２３の両端側をトリミングにより熱の奪われやすい両端の抵抗値を増加させたりする手法により、発熱抵抗体２３の抵抗分布が所定の範囲内になるように抵抗調整が施される。このため、抵抗調整のしやすさから発熱抵抗体２３は、通常セラミックス基板２２の表面に形成されている。
【０００６】
また、最近はセラミックス基板２２面内の均熱性を良くするために、セラミックス基板２２の材質として窒化アルミニウムを用いたものも示されている（特開２０００−７７１６８号公報、特開２００１−３３２５２５号公報参照）。
【０００７】
さらに、前記発熱抵抗体２３の抵抗値を安定させ、発熱抵抗体２３表面の摩擦や周囲の環境による腐食等の影響から保護するために発熱抵抗体２３の表面にＮｉ、Ｃｒ等の金属からなるメッキ層を形成するものもあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、発熱抵抗体２３上にメッキ層を形成する場合は、メッキの処理工程中に強アルカリ処理する工程があるため、この中和のために塩酸処理する工程があり、この塩素が洗浄処理で完全に除去できずに残留したり、また使用中の雰囲気中に、例えば海岸地域のように塩素を含む雰囲気があると、発熱抵抗体２３の表面に塩素が付着することがある。
これらの塩素が発熱抵抗体２３に印加する電圧により陽極側に移動濃縮され、空気中の水分との相互作用により発熱抵抗体２３を構成する導電材料を腐食させる。
特に、発熱抵抗体２３を発熱・熱冷却する際、必ず、急加熱、冷却を繰り返す熱サイクルが行われるが、それによる熱衝撃が加わると、これらの塩素による腐食が進展しやすくなるという問題点を有している。
【０００９】
また、この発熱抵抗体２３が塩素により腐食すると、塩化物は空気中の水分を吸収しやすいために熱サイクルを繰り返すと、空気中の水分が発熱抵抗体２３の材料と付着・親和し、さらに、熱衝撃が加わると水分が蒸発し発熱抵抗体２３の表面に酸化物を生成させるという問題点を有している。
【００１０】
いずれにしても、塩素による腐食や酸化が発熱抵抗体２３に発生すると、熱サイクルにより、その位置からクラックが発生し、発熱抵抗体２３の異常発熱や断線を引き起こし、長期にわたって温度分布を均一に制御することができなかった。
【００１１】
特に、上記導電材料としてＡｇを用いた場合、発熱抵抗体２３を構成するＡｇ同志の粒界付近で周囲の塩素の影響を受けてＡｇがＡｇＣｌに変化するとＡｇ同志の粒界付近が脆くなるので、発熱抵抗体２３の抵抗値が高くなり、セラミックス基板２２表面の温度分布が大きくなることが判った。
【００１２】
また、セラミックス基板２２は、通常熱膨張率が５〜８×１０−６／℃であるアルミナ質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体が使用されており、これに対し発熱抵抗体２３として使用される導電材料の熱膨張率は、１１〜２４×１０−６／℃と大きいので、この熱膨張差により生じる使用中の熱サイクル疲労が、上記のような発熱抵抗体２３の劣化を助長することになる。
【００１３】
また、クラックが発生した後のクラック内部のＡｇは非常に活性が高くなり、またクラックには大気中の水分が凝集しやすくなるので、マイグレーションによる絶縁性の劣化が発生しやすくなるという課題もある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、次のような改良を考案した。
【００１５】
即ち、本発明のセラミックヒータは、板状セラミックス体の一方の主面に発熱抵抗体を備えてなるセラミックヒータであって、前記発熱抵抗体に含有する塩素量が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、板状セラミックス体の一方の主面に発熱抵抗体を備えてなるセラミックヒータであって、前記発熱抵抗体の表面に被覆層を形成するとともに、前記発熱抵抗体および被覆層の塩素量を１０００ｐｐｍ以下とすることを特徴とするものである。
【００１７】
そして、前記被覆層はガラスにより形成しても構わない。
【００１８】
また、セラミックヒータにおける被覆層をメッキ処理により形成するとともに、該メッキ処理後５００℃以上の温度で熱処理することが、発熱抵抗体の塩素量を１０００ｐｐｍ以下とするために有効である。
【００１９】
本発明によれば、発熱抵抗体に含有される塩素量を１０００ｐｐｍ以下にすることにより、セラミックヒータの発熱抵抗体の腐食、酸化を防止し、発熱抵抗体の寿命を長くすることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明のセラミックヒータ１の斜視図である。セラミックヒータは、セラミックス基板（板状セラミックス体）２の表面に発熱抵抗体３が形成されている。そして、発熱抵抗体３の両端部には電極パッド４が形成され、この電極パッド４の表面にはさらに不図示のリード部材が接合され、このリード部材に通電することによりセラミックヒータ１が発熱するように形成されている。そして、セラミックス基板２の一方面５側に、例えばレーザービームプリンタにおける加熱装置であるなら、加熱する用紙である被加熱物が移送されて加熱するように構成されている。
【００２２】
セラミックス基板２は、通常アルミナ質焼結体もしくは窒化アルミニウム質焼結体からなるものが使用されている。アルミナ質焼結体は材料が安価であり、発熱抵抗体３の形成が非常に容易であるので多用されている。また、窒化アルミニウム質焼結体は熱伝導率がアルミナ質焼結体の２５Ｗ／ｍ・Ｋより２倍以上大きい６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上と良好なので、均熱性を要する用途で使用される。
【００２３】
アルミナ焼結体としては、Ａｌ２Ｏ３８８〜９５重量％にＳｉＯ２２〜６重量％、ＣａＯ，ＭｇＯを各々１〜２重量％含有するものを使用することが好ましい。これらの原料を調合して形成した後、１５００〜１６５０℃の温度で焼成する。
【００２４】
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体で形成する場合は、主成分の窒化アルミニウムに対し、焼結助剤としてＹ２Ｏ３やＹｂ２Ｏ３等の希土類元素酸化物と必要に応じてＣａＯ等のアルカリ土類金属酸化物を添加して十分混合し、平板状に加工した後、窒素ガス中１９００〜２１００℃で焼成することにより得られる。板状セラミックス体２に対する抵抗発熱体３の密着性を向上させるために、ガラスからなる絶縁層を形成することもある。
【００２５】
また、セラミックス基板２の材料として、炭化珪素質焼結体や窒化珪素質焼結体からなるものを使用しても構わない。この場合、炭化珪素質焼結体は半導体的な電導性を示すので、セラミックス基板２の表面に絶縁層となるガラス層７を形成して、その表面に発熱抵抗体３を形成することが好ましい。
【００２６】
炭化珪素質焼結体としては、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤として硼素（Ｂ）と炭素（Ｃ）を含有した焼結体や、主成分の炭化珪素に対し、焼結助剤としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とイットリア（Ｙ２Ｏ３）を含有し１９００〜２２００℃で焼成した焼結体を用いることができ、また、炭化珪素はα型を主体とするもの、あるいはβ型を主体とするもののいずれであっても構わない。
【００２７】
また、窒化珪素質焼結体としては、主成分の窒化珪素に対し、焼結助剤として３〜１２重量％の希土類元素酸化物と０．５〜３重量％のＡｌ２Ｏ３、さらに焼結体に含まれるＳｉＯ２量として１．５〜５重量％となるようにＳｉＯ２を混合し、１６５０〜１７５０℃でホットプレス焼成することにより焼結体を得ることができる。ここで示すＳｉＯ２量とは、窒化珪素原料中に含まれる不純物酸素から生成するＳｉＯ２と、他の添加物に含まれる不純物としてのＳｉＯ２と、意図的に添加したＳｉＯ２の総和である。
【００２８】
また、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体や窒化珪素質焼結体の表面には、ガラスは濡れ難くハジケが発生しやすいので、１０００から１６００℃の酸化雰囲気中で１〜５時間処理し、板状体２の表面に酸化膜２１を形成すると、絶縁層や発熱抵抗体３を表面に形成しやすくなる。
【００２９】
炭化珪素質焼結体の場合、絶縁層としてガラス層が必要であるが、窒化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体の場合、抵抗発熱体５の中に十分なガラスを添加し、これにより十分な密着強度が得られる場合は、省略することが可能である。
【００３０】
発熱抵抗体３としては、通常Ａｇを主成分とするものが使用される。Ａｇは大気中で酸化し難く、比較的安価であり、１０００℃程度の温度でセラミックス基板２の表面に焼き付けることができる。発熱抵抗体３の導電材料としては他に、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ｎｉ−Ｓｎ合金を使用した例も示されている。また、雰囲気に対する安定性の面からいうと、ＡｕやＰｔ族金属のような貴金属もしくはその合金を用いることも可能である。
【００３１】
これらの導電材料に、必要に応じて結合材としてガラスを１〜６０重量％添加したものを使用することができる。この結合材が、セラミックス基板２と発熱抵抗体３との結合力を増加させ、耐久性を向上させる。
【００３２】
この結合材としては、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス、Ｐｂ−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラス、ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス等が使用できる。
【００３３】
本発明のセラミックヒータ１は、発熱抵抗体３に含有される塩素の量が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。この塩素の供給源は、使用中の雰囲気に塩素が含まれる場合や、また、発熱抵抗体３の表面に形成するメッキ層であることもある。発熱抵抗体３に含有される塩素量が１０００ｐｐｍを越えると、使用中の電界により塩素が発熱抵抗体３の陽極側に集まり、空気中の水分との相互作用により塩素が酸として機能し、電極成分を酸化させる。これにより発熱抵抗体３の抵抗値が局部的に増大して所望の温度分布が得られなくなり、ひどい場合は発熱抵抗体３が断線してしまう。これに対し、発熱抵抗体３に含有される塩素量を１０００ｐｐｍ以下とすれば、上記のような酸化が進展せず、良好な耐久性が得られる。さらに好ましくは、前記塩素量を５００ｐｐｍ以下とすることが良い。理想的には２００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００３４】
また、発熱抵抗体３に含有される塩素量の測定方法については、発熱抵抗体３を水に浸漬して密封容器に密封し、加熱して表面の塩素を水中に溶出させ、この溶液中にある塩素をイオンクロマトグラフィー（ＤＩＯＮＥＸ社製：ＤＸ３２０）を用いて分析する。また、その後、発熱抵抗体３の導電材料を酸に溶解させて定量分析し、導電材料の重量に対する塩素の重量の比率を塩素濃度として算出した。
【００３５】
発熱抵抗体３の導電材料としてＡｇを用いる場合、例えばメッキ処理中に塩酸処理したり塩素を含む雰囲気中で処理するとＡｇの表面にＡｇＣｌが生成するが、ＡｇＣｌは、水に不溶なので発熱抵抗体３の表面を蛍光Ｘ線分析により半定量することで塩素量を求めた。
【００３６】
ＡｇＣｌは、その融点が５００℃程度とＡｇ本来の融点である１０００℃よりかなり低いので、熱サイクルを繰り返すと発熱抵抗体３の抵抗値が経時変化しやすくなる。特に、抵抗値分布を調整するために発熱抵抗体３をレーザートリミングした部分は、発熱抵抗体３の線幅が狭くなり、レーザートリミングした部分が傷として残っているので、表面が環境下に露出しやすく、これにより発熱抵抗体３の抵抗値が経時変化しやすくなる。
【００３７】
そこで、Ａｇを発熱抵抗体３の導電材料として使用する場合は、ＡｇＣｌの生成を極力低減することが必要である。このＡｇを導電材料として用いた発熱抵抗体３において、発熱抵抗体３に含有される塩素の含有量を１０００ｐｐｍ以下にすれば、空気中に浮遊する塩素が発熱抵抗体３に付着したとしても、発熱抵抗体３の腐食を極力抑えることができ、抵抗値の経時変化が小さくなることが判った。この塩素量は、さらに好ましくは５００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。これにより、熱サイクル試験における温度分布が格段に良好になり、経時変化の大きさも小さく、良好な耐久性を示すことが判った。特に発熱抵抗体３に用いる導電材料としてＡｇを用い、その発熱抵抗体３中の塩素量を５００ｐｐｍ以下とすることがさらに好ましいものである。
【００３８】
さらに、発熱抵抗体３を使用中の雰囲気からの塩素の影響を防止するためには、発熱抵抗体３の表面に被覆層を形成すると良い。例えば図２に示すように発熱抵抗体３の表面に皮膜６を形成する。皮膜６の成分としては、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属をメッキしても構わないし、図３に示すように発熱抵抗体３を覆うようにガラスを表面全体にコートしても構わない。
【００３９】
また、セラミックス基板２として炭化珪素質セラミックスを用いる場合は、図４に示すように、セラミックス基板２の上にガラス等からなる絶縁層７を形成し、その上に発熱抵抗体３および被覆６を形成するようにすれば良い。
【００４０】
この被覆は、従来も単に発熱抵抗体３上に皮膜６としてメッキ層を用いたが、その目的は、発熱抵抗体３の抵抗値を安定させ、雰囲気中の酸素や腐食成分による発熱抵抗体３の導電材料の腐食を防止するものであった。しかし、このような皮膜６をいくら形成しても、メッキ工程中に塩酸処理の工程がある場合があり、この処理中の残留塩素が皮膜６から浸透して導電材料に悪影響を与えることが判った。そこで、発熱抵抗体３だけでなく皮膜６を形成する工程中でも残留塩素をなくすることで、発熱抵抗体３として塩素による腐食を防止するとともに、酸化が進展せず良好な耐久性を得ることができる。なお、発熱抵抗体３の表面に形成される皮膜６は、発熱抵抗体３に被さるように形成されるが、その周辺部でメッキ層とセラミックス基板２の間に隙間が生成され、この隙間に入った塩酸が洗浄工程で完全に除去できずに残留して、発熱抵抗体３に悪影響を与えるので、注意が必要である。
この残留塩素を低減するためには、湯洗浄→超音波洗浄→水洗のサイクルを３回繰り返すことが効果的である。
【００４１】
また、さらに、こうして発熱抵抗体３に付着した塩素の除去については、メッキ処理した後に、さらに５００℃以上の温度で熱処理することも有効である。この理由は、メッキにより形成された皮膜６は、小さなメッキ粒子が凝集した状態になっており、そのままでは皮膜６の密着強度は小さいが、還元雰囲気中５００℃以上で熱処理すると、この皮膜６の密着強度を向上させることができるためである。このような熱処理を施すことにより、発熱抵抗体３に含有される塩化物が熱処理により分解し、これにより塩素量を減少させることができる。
このような熱処理に際して、発熱抵抗体３の周辺にガスが滞留しないような流量と流路を確保することが必要である。
【００４２】
なお、特開２０００−４８９３９号公報には、セラミックヒータの電極部に付着する塩素によるリード線の腐食が課題として示されており、リード線とそれに接続するロウ材表面に塩素元素が付着する量をＥＰＭＡ分析値で２０００カウント以下としたことが開示され、この塩素の除去方法として、還元雰囲気における５００℃以上の温度による熱処理が有効であることが示されている。
しかしながら、特開２０００−４８９３９号は発熱抵抗体に電力を供給するリード線とロウ材に関し、リード線の室温における腐食を対策したもので熱サイクルが激しい発熱抵抗体の影響は全く示されていない。
これに対して、本発明は発熱抵抗体そのものであり、使用中の熱サイクルに対する疲労によって腐食、酸化を防止するものであり、根本的に技術思想が異なるものである。
【００４３】
また、特開２０００−４８９３９号は、塩素がロウ材、リード線の表面に付着する量を部分的に測定しているのであって、本発明のように発熱抵抗体３の長手方向の温度分布を均一にするために全体の塩素量をイオンクロマトグラフィーで分析しているのではなく、特開２０００−４８９３９号公報のものが、必ずしも本発明のように塩素量が１０００ｐｐｍ以下と成っているわけではない。
【００４４】
皮膜６となるメッキ層としては、電界メッキを使用することが好ましい。無電界メッキの場合、発熱抵抗体３の表面を活性化処理する際に強アルカリ溶液に浸漬するため、その中和処理のために酸性液に浸漬する必要があり、この酸性液として塩酸を使用する場合が多いからである。
【００４５】
皮膜６にガラスを使用する場合、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス、Ｐｂ−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラス、ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス等が使用できる。また、発熱抵抗体３の結合材として導電材料に含有するガラスよりも作業点の温度が１００℃以上低いガラスを使用することが好ましい。皮膜６として使用するガラスを形成する時に発熱抵抗体３の抵抗値が変化すると、セラミックス基板２面内の抵抗値バランスが崩れてしまい、均一な加熱ができなくなるからである。
【００４６】
また、ガラスからなる被覆層６の厚みは、１０〜４００μｍとすることが好ましい。この厚みが１０μｍ未満では、被覆の信頼性が悪くなり、却って局部的な抵抗変化を発生しやすくなるからである。また、前記厚みが４００μｍを越えると、ガラスの厚みバラツキが発生しやすくなるので熱容量分布が発熱抵抗体３の長手方向で不均一になり、温度分布が悪くなってしまうからである。
【００４７】
また、このような発熱抵抗体３に用いる導電材料の熱膨張率は１１〜２４×１０−６／℃と高いのに対して、セラミックス基板２の熱膨張率は５〜８×１０−６／℃と低いので、室温に保持している場合もしくは冷却時には発熱抵抗体３に引張応力が掛かることになる。この引張応力に対する対策として、発熱抵抗体３の表面に上記のように発熱抵抗体３の導体材料より小さな熱膨張率を有するガラスをコートすると、発熱抵抗体３を熱膨張率が近似した層で挟みこむことにより、発熱抵抗体３の表面に働く引張応力を緩和することができる。
【００４８】
また、電極パッド４としては、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属からなるメッキ層を形成することが好ましい。そして、必要に応じて不図示のリード部材を接続する。リード部材の接続方法については、ロウ材を用いてロウ付けするか、もしくは電極パッド４にリード部材を押圧固定しても構わない。
【００４９】
【実施例】
（実施例１）
まず、窒化アルミニウム粉末に対し、重量換算で１．０質量％の酸化イットリウムを添加し、さらにイソプロピルアルコールとウレタンボールを用いてボールミルにより４８時間混練することにより窒化アルミニウムのスラリーを製作した。
次に、窒化アルミニウムのスラリーを２００メッシュに通し、ウレタンボールやボールミル壁の屑を取り除いた後、防爆乾燥機にて１２０℃で２４時間乾燥した。
次いで、得られた窒化アルミニウム粉末にアクリル系のバインダと溶媒を混合して窒化アルミニムのスリップを作製し、ドクターブレード法にて窒化アルミニムのグリーンシートを複数枚製作した。
そして、得られた窒化アルミニムのグリーンシートを複数枚積層熱圧着にて積層体を形成した。
しかる後、積層体を非酸化性ガス気流中にて５００℃の温度で５時間脱脂を施した後、非酸化性雰囲気にて１９００℃の温度で５時間の焼成を行い窒化アルミニウム質焼結体からなる板状セラミックス体２を製作した。
そして、前記窒化アルミニウム質焼結体に研削加工を施し、板厚３ｍｍ、直径２２０ｍｍの円盤状をした板状セラミックス体２を複数枚製作した。
【００５０】
次いで板状セラミックス体２の上に発熱抵抗体３を被着するため、導電材としてＡｕ粉末とＰｄ粉末とエチルセルロース系のバインダを添加したガラスペーストを混練して作製した導電体ペーストをスクリーン印刷法にて所定のパターン形状に印刷したあと、１５０℃に加熱して有機溶剤を乾燥させ、さらに５５０℃で３０分間脱脂処理を施したあと、７００〜９００℃の温度で焼き付けを行うことにより、厚みが５０μｍの発熱抵抗体３を形成した。発熱抵抗体３のパターンは、板状セラミックス体２の温度が均一になるように、外周部分の抵抗値を大きく調整したものを用いた。
【００５１】
また、発熱抵抗体に含有される塩素量の測定方法については、発熱抵抗体を水に浸漬して密封容器に密封し、加熱して表面の塩素を水中に溶出させ、この溶液中にある塩素をイオンクロマトグラフィー（ＤＩＯＮＥＸ社製：ＤＸ３２０）を用いて分析する。また、その後、発熱抵抗体３の導電材料を酸に溶解させて定量分析し、導電材料の重量に対する塩素の重量の比率を塩素濃度として算出した。
【００５２】
試料１は、上記のものをそのまま使用したもの。発熱抵抗体３の表面の塩素量は５０ｐｐｍ以下であった。
試料２は、その後発熱抵抗体３の表面にＮｉからなるメッキ層を形成し、水洗→湯洗浄→超音波洗浄→水洗処理した。発熱抵抗体３の残留塩素を測定したところ、１２００ｐｐｍであった。
試料３は、試料２と同様のものを、さらに還元雰囲気中６００℃×１時間の熱処理を施した。発熱抵抗体の残留塩素は、５０ｐｐｍ以下であった。
試料４は、試料２と同様のものを、さらに水洗→湯洗浄→超音波洗浄→水洗処理の洗浄を２回追加した。発熱抵抗体３の残留塩素量は、６００ｐｐｍであった。
試料５は、試料４と同様のものを、さらに還元雰囲気中で４００℃×１時間の熱処理を施した。発熱抵抗体３の残留塩素量は、３５０ｐｐｍであった。
試料６は、試料５の熱処理条件を５００℃×１時間とした。発熱抵抗体３の残留塩素を測定したところ、１７０ｐｐｍ以下であった。
試料７は、試料５の熱処理条件を６００℃×１時間とした。発熱抵抗体３の残留塩素を測定したところ、５０ｐｐｍ以下であった。
試料８は、試料１の発熱抵抗体３の全面にＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラスからなる厚み２００μｍの被覆層６を７００℃×１時間の処理で形成した。残留塩素を測定したところ、５０ｐｐｍ以下であった。
資料９として環境からの塩素付着を想定して、試料１の試料を濃度０．１Ｎの塩酸中に浸漬し、その後水洗処理を１回施して、１５００ｐｐｍの塩素が残留する試料を準備した。
【００５３】
各ロットそれぞれ、１００本づつ試料を作製し、塩素量は各２０本づつ残留塩素量を測定し、その平均値を用いた。
【００５４】
これらの試料の発熱抵抗体３を形成していない主面の中央８０％の領域に黒体を塗布し、サーモビュアを用いて、その主面の中央部８０％以内の温度分布が２℃以内となることを確認し、その後、発熱抵抗体３に通電して３５０℃まで２分間で昇温させ、２分間保持し、２分間で５０℃以下まで冷却する熱サイクルを５０００サイクル掛けた後、再度前記主面の温度分布を測定した。各ロット１０本づつ評価して、そのうちで最大の温度分布を示したものをそのロットのデータとした。
【００５５】
温度分布の判断基準は、熱サイクル試験後の温度分布が５℃を越えるものはＮＧ、３℃以内のものはＯＫとした。
【００５６】
結果を表１に示した。
【００５７】
【表１】
2004031241.tif 000003
【００５８】
表１から判るように、発熱抵抗体３の残留塩素量が１０００ｐｐｍを越えるＮｏ．２とＮｏ．９は、板状セラミックス体２の黒体塗布部分における熱サイクル試験後の温度分布が５℃を越える値に変化した。これに対し、前記残留塩素量が１０００ｐｐｍ未満であるＮｏ．１、３〜８は、前記温度分布が５℃未満となった。中でも４００℃以上の温度で熱処理したＮｏ．５〜７は、前記残留塩素量が５００ｐｐｍ以下となり、熱サイクル試験後の温度分布が３℃以内となった。また、５００℃以上で熱処理したＮｏ．６、７は、ほとんど温度分布に変化が見られなかった。
【００５９】
（実施例２）
ここでは、発熱抵抗体３の導電材料としてＡｇを用いた場合の実施例を示す。ここでは、Ａｇの表面にＡｇＣｌが生成するがＡｇＣｌは水に不溶なので、発熱抵抗体３の表面を蛍光Ｘ線分析により半定量することで塩素量を求めた。発熱抵抗体３の塩素量は、実施例１のように発熱抵抗体３の表面を塩酸処理することにより調整した。その他の部分は、実施例１と同様にして、熱サイクル試験５０００サイクルと８０００サイクル後の温度分布を測定した。
【００６０】
結果を表２に示した。
【００６１】
【表２】
2004031241.tif 000004
【００６２】
表２から判るように、残留塩素量が１５００ｐｐｍのＮｏ．１は、熱サイクル試験５０００サイクル後の温度分布が５℃を越えて大きくなった。また、８０００サイクル後についても、さらに温度分布が増大する傾向を示した。これに対し、Ｎｏ．２〜５は、前記温度分布が５℃以内であった。また、熱サイクル８０００サイクル後の温度分布をみると、塩素量が５００ｐｐｍ以下のＮｏ．４、５は、熱サイクル試験５０００サイクルおよび８０００サイクルにおける温度分布が両者とも３℃以下となり、経時変化の大きさも小さく、良好な耐久性を示すことが判った。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、板状セラミックス体の一方の主面に発熱抵抗体を備えてなるセラミックヒータであって、前記発熱抵抗体に含有する塩素量を１０００ｐｐｍ以下とすることにより、発熱抵抗体の導電材料に対する塩素のよる腐食や劣化を防止し、温度分布の耐久性が良好なセラミックヒータを提供することが可能となった。
【００６４】
また、前記発熱抵抗体の表面にメッキ層やガラスからなる被覆層を形成し、それに含有する塩素量を１０００ｐｐｍ以下とすることにより、ことで耐久性を向上させることができるセラミックヒータを提供することができる。
【００６５】
なお、加工工程中の塩素の影響を低減するためには、５００℃以上の温度で熱処理することが有効であることが判った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミックヒータの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明のセラミックヒータの一例を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】従来のセラミックヒータを示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、従来のセラミックヒータの平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１：セラミックヒータ
２：板状セラミックス体
３：発熱抵抗体
４：電極パッド
【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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