(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷可能に調製されてなるインクであって、
印刷後に、所定の温度以上の環境で気化させることが可能な導電性物質と、前記導電性物質を気化させる温度よりも低い軟化点を備えた絶縁性物質と、前記導電性物質と前記絶縁性物質とを分散させて保持するバインダーと、を有し、
印刷によって前記導電性物質が電気伝導経路を形成するとともに、前記絶縁性物質が前記バインダーの消失する温度以上の環境においても前記導電性物質を保持可能な支持体を形成し、
前記所定の温度以上の環境で前記絶縁性物質よりも前記導電性物質が先に気化することを特徴とする温度ヒューズ用インク。
【請求項２】
前記絶縁性物質は、熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃で、且つ、前記軟化点が４５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ用インク。
【請求項３】
前記導電性物質の主成分はカーボンブラック粉末であり、前記絶縁性物質の主成分はガラス粉末であり、前記バインダーの主成分はエチルセルロース樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の温度ヒューズ用インク。
【請求項４】
少なくとも一方の面に配線部を有する基板に形成される温度ヒューズであって、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の温度ヒューズ用インクを前記一方の面に印刷して、
前記導電性物質が形成する電気伝導経路を前記配線部に電気的に接続させたことを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項５】
前記基板が通電によって発熱する発熱体を備え、前記基板の前記一方の面に前記発熱体と平面視で重なる範囲内に配置される温度ヒューズであって、
前記発熱体と同じ幅若しくはこれよも細い幅に形成されてなることを特徴とする請求項４に記載の温度ヒューズ。
【請求項６】
前記基板の他方の面に前記発熱体を備え、前記一方の面に前記温度ヒューズ用インクが印刷され、前記発熱体と平面視で重なる範囲内に配置されることを特徴とする請求項５に記載の温度ヒューズ。
【請求項７】
前記温度ヒューズ用インクが印刷された領域が複数であり、前記領域が前記発熱体と平面視で重なる範囲内に分割されて配置されることを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれかに記載の温度ヒューズ。
【請求項８】
前記発熱体へ通電するための電気経路を備え、
前記発熱体が前記所定の温度より低い温度に昇温可能とされるヒータであって、
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の温度ヒューズを備え、前記配線部を介して前記温度ヒューズが前記電気経路の途中に接続されていることを特徴とするヒータ。
【請求項９】
配線部を有する基板に形成される温度ヒューズの製造方法であって、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の前記温度ヒューズ用インクを印刷し、
前記バインダーが消失するとともに前記絶縁性物質が前記導電性物質を保持可能な支持体を形成する焼成温度で焼成し、
前記絶縁性物質を溶融させて前記導電性物質を含有した膜を前記基板に一体形成することを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【請求項１０】
前記焼成温度は、前記バインダーの消失する温度より高く、前記絶縁性物質の前記軟化点よりも高く、前記所定の温度よりも低いことを特徴とする請求項９に記載の温度ヒューズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷により温度ヒューズを構成することが可能な温度ヒューズ用インク、これを用いた温度ヒューズおよびヒータ、ならびに温度ヒューズ用インクを用いた温度ヒューズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
稼働時に発熱する装置においては、周囲温度が所定以上に上昇したときには配線を遮断することで過剰昇温を防止し安全性を確保することが求められる。例えば、特許文献1には、所定温度となったときに運転を自動停止することができる導電体切断装置、反応装置、燃料電池セル、燃料電池装置、電子機器および導電体の切断方法が開示されている。
【０００３】
図９は、反応装置９３０の内部構造を示す模式図である。図１０は、昇華性材料を用いた薄膜切断材９６４を示す模式断面図であり、図１０（ａ）は通常運転時の薄膜切断材９６４を示す模式断面図であり、図１０（ｂ）は所定温度まで上昇したときの模式断面図である。
【０００４】
図９に示すように、薄膜導電体９６１と一部が重なる位置に薄膜切断材９６３が、薄膜導電体９６２と一部が重なる位置に薄膜切断材９６４が、図１０（ａ）に示す２層の絶縁膜９５５、９５６の間に埋設されている。薄膜切断材９６３、９６４は、一定の温度以上になった場合に重なっている薄膜導電体９６１、９６２の一部を反応装置本体９５０から剥離する。
【０００５】
薄膜切断材９６３、９６４の材料としては、通常運転時の温度では変形せず、通常運転時と解離した所定温度まで温度が上昇したときに変形する材料を用いることができる。例えば、所定温度まで上昇したときに反応装置本体９５０よりも大きく膨張または収縮する材料を用いることができる。あるいは、所定温度まで上昇したときに融解または昇華する材料を用いることができる。
【０００６】
例えば、昇華する材料を用いた反応装置本体９５０は、図１０に示すように、所定温度以上になると薄膜切断材９６４が昇華し、気体になることにより体積が急激に増大して、上層の絶縁膜９５６および薄膜導電体９６２を破断するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−７０７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、二層の絶縁膜の間に昇華性物資を挟み、上層の絶縁膜の上面に配線を設けるため、構成が複雑であるとともに多くの工程を必要とするので製造も煩雑になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するもので、印刷により温度ヒューズを構成することが可能な温度ヒューズ用インク、これを用いた温度ヒューズおよびヒータ、ならびに温度ヒューズ用インクを用いた温度ヒューズの製造方法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】
【００１０】
本発明の温度ヒューズ用インクは、印刷可能に調製されてなるインクであって、印刷後に、所定の温度以上の環境で気化させることが可能な導電性物質と、前記導電性物質を気化させる温度よりも低い軟化点を備えた絶縁性物質と、前記導電性物質と前記絶縁性物質とを分散させて保持するバインダーと、を有し、印刷によって前記導電性物質が電気伝導経路を形成するとともに、前記絶縁性物質が前記バインダーの消失する温度以上の環境においても前記導電性物質を保持可能な支持体を形成し、前記所定の温度以上の環境で前記絶縁性物質よりも前記導電性物質が先に気化することを特徴とする。
【００１１】
絶縁性物質がバインダーの消失する温度以上の環境においても導電性物質を保持可能な支持体を形成し、所定の温度以上の環境で絶縁性物質よりも導電性物質が先に気化するので、所定の温度以上の環境で破断する温度ヒューズ用のインクを調製できる。これによって、印刷により温度ヒューズを構成することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の温度ヒューズ用インクにおいて、前記絶縁性物質は、熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃で、且つ、前記軟化点が４５０℃以下であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、導電性物質を気化させやすい支持体を形成することができる。
【００１４】
また、本発明の温度ヒューズ用インクにおいて、記導電性物質の主成分はカーボンブラック粉末であり、前記絶縁性物質の主成分はガラス粉末であり、前記バインダーの主成分はエチルセルロース樹脂であることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、エチルセルロース樹脂が３００〜４００℃で燃焼して消失してもガラス粉末がカーボンブラック粉末を保持しており、カーボンブラック粉末が５００℃以上で燃焼して気化するので、５００℃以上の温度になったときに電気伝導経路が消滅する温度ヒューズを印刷することができる。
【００１６】
また、本発明の温度ヒューズは、少なくとも一方の面に配線部を有する基板に形成される温度ヒューズであって、上記の温度ヒューズ用インクを前記一方の面に印刷して、前記導電性物質が形成する電気伝導経路を前記配線部に電気的に接続させたことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、配線部と印刷した温度ヒューズ用インクの導電性物質とを電気的に接続することで、所定の温度以上で破断する温度ヒューズが簡単に形成できる。
【００１８】
また、前記基板が通電によって発熱する発熱体を備え、上記の温度ヒューズは、前記基板の前記一方の面に前記発熱体と平面視で重なる範囲内に配置される温度ヒューズであって、前記発熱体と同じ幅若しくはこれよも細い幅に形成されてなることが好適である。
【００１９】
この構成によれば、発熱体と平面視で重なるように配置され、発熱体と同じ幅若しくはこれよも細い幅に形成されているので、発熱体から温度ヒューズに熱伝達される際の温度分布が少ない。そのため、発熱体の温度に対して精度よく温度ヒューズを作動させることができる。
【００２０】
また、前記基板の他方の面に前記発熱体を備え、上記の温度ヒューズは、前記一方の面に前記温度ヒューズ用インクが印刷され、前記発熱体と平面視で重なる範囲内に配置されることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、発熱体の温度に対して温度ヒューズが作動した場合でも、発熱体側に異物等が飛び散ることがない。
【００２２】
また、上記の温度ヒューズは、前記温度ヒューズ用インクが印刷された領域が複数であり、前記領域が前記発熱体と平面視で重なる範囲内に分割されて配置されることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、印刷される領域が分割されて配置されたので、温度ヒューズの熱膨張係数が基板や発熱体と異なる場合でも、熱膨張による変形が低減される。
【００２４】
また、本発明のヒータは、前記発熱体へ通電するための電気経路を備え、前記発熱体が前記所定の温度より低い温度に昇温可能とされるヒータであって、上記の温度ヒューズを備え、前記配線部を介して前記温度ヒューズが前記電気経路の途中に接続されていることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、発熱体へ通電する電気経路に温度ヒューズを備えるので、ヒータの過昇温により、所定の温度以上に加熱されたときに、温度ヒューズが発熱体への通電を遮断できる。
【００２６】
本発明の温度ヒューズの製造方法は、配線部を有する基板に形成される温度ヒューズの製造方法であって、上記の前記温度ヒューズ用インクを印刷し、前記バインダーが消失するとともに前記絶縁性物質が前記導電性物質を保持可能な支持体を形成する焼成温度で焼成し、前記絶縁性物質を溶融させて前記導電性物質を含有した膜を前記基板に一体形成することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、温度ヒューズ用インクの印刷と焼成により形成するので、温度ヒューズを製造することが容易である。
【００２８】
また、本発明の温度ヒューズの製造方法において、前記焼成温度は、前記バインダーの消失する温度より高く、前記絶縁性物質の前記軟化点よりも高く、前記所定の温度よりも低いことを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、温度ヒューズ用インクの焼成温度を製造に最適な温度とすることで、特性のばらつきが少ない温度ヒューズを製造することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の温度ヒューズ用インクは、所定の温度以上の環境で気化させることが可能な導電性物質と、前記導電性物質を気化させる温度よりも低い軟化点を備えた絶縁性物質と、これらを分散させて保持するバインダーと、を有し、印刷可能に調製されてなる。絶縁性物質がバインダーの消失する温度以上の環境においても導電性物質を保持可能な支持体を形成し、所定の温度以上の環境で絶縁性物質よりも導電性物質が先に気化するので、所定の温度以上の環境で破断する温度ヒューズを形成できる。これによって、印刷により温度ヒューズを構成することが可能となる温度ヒューズ用インクを提供することができる。
【００３１】
また、本発明の温度ヒューズ用インクを用いて、基板の一方の面に設けられた配線部と、印刷した温度ヒューズ用インクの導電性物質とを電気的に接続することで、所定の温度以上で破断する温度ヒューズが簡単に形成できる。
【００３２】
さらに、上記の温度ヒューズを備えたヒータは、発熱体へ通電する電気経路に温度ヒューズを備えるので、ヒータの過昇温により、所定の温度以上に加熱されたときに、温度ヒューズが発熱体への通電を遮断できる。
【００３３】
本発明の温度ヒューズの製造方法は、温度ヒューズ用インクを印刷し、バインダーが消失するとともに絶縁性物質が導電性物質を保持可能な支持体を形成する焼成温度で焼成し、絶縁性物質を溶融させて導電性物質を含有した膜を基板に一体形成する。温度ヒューズ用インクの印刷と焼成により形成するので、温度ヒューズを製造することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の温度ヒューズを示す模式図であり、図１（ａ）は基板の一方の面を見た模式平面図であり、図１（ｂ）は基板を透視して他方の面を見た模式図である。
【図２】図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した模式断面図である。
【図３】温度ヒューズを印刷するために用いる温度ヒューズ用インクの説明図である。
【図４】温度ヒューズの製造方法を示す説明図であり、図４（ａ）は印刷前の基板を示す説明図であり、図４（ｂ）は温度ヒューズ用インクが印刷によって基板に塗布された状態を示す説明図である。
【図５】塗布後に加熱された状態を示す説明図であり、図５（ａ）は溶剤が揮発する温度で加熱された状態を示す説明図、図５（ｂ）はバインダーが消失する温度で加熱された状態を示す説明図である。
【図６】製造された温度ヒューズを示す説明図であり、図６（ａ）は本発明の実施形態であり、図６（ｂ）は本発明の変形例である。
【図７】本発明の実施形態のヒータを示すブロック図である。
【図８】加熱温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図９】特許文献１に記載の反応装置の内部構造を示す模式図である。
【図１０】特許文献１に記載の昇華性材料を用いた薄膜切断材を示す模式断面図であり、図１０（ａ）は通常運転時の薄膜切断材を示す模式断面図であり、図１０（ｂ）は所定温度まで上昇したときの模式断図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
【００３６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態の温度ヒューズ１を示す模式平面図であり、図１（ａ）は基板２０の一方の面２０ａを見た模式図であり、図１（ｂ）は基板２０を透視して他方の面２０ｂを見た模式図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した模式断面図である。図３は、温度ヒューズ１を印刷するために用いる温度ヒューズ用インク６０の説明図である。図４は、温度ヒューズ１の製造方法を示す説明図であり、図４（ａ）は印刷前の基板２０を示す説明図であり、図４（ｂ）は温度ヒューズ用インク６０が印刷によって基板２０に塗布された状態を示す説明図である。図５は、塗布後に加熱された状態を示す説明図であり、図５（ａ）は溶剤が揮発する温度で加熱された状態を示す説明図、図５（ｂ）はバインダーが消失する温度で加熱された状態を示す説明図である。図６は、製造された温度ヒューズを示す説明図であり、図６（ａ）は本発明の実施形態であり、図６（ｂ）は本発明の変形例である。図７は、本発明の実施形態のヒータを示すブロック図８は、加熱温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【００３７】
（温度ヒューズ）
本実施形態の温度ヒューズ１は、図１および図２に示すように、基板２０の一方の面２０ａに形成されるものである。基板２０は、一方の面２０ａに配線部２５を、他方の面２０ｂに発熱体３０と発熱体３０へ通電するための電気経路４０とを備えている（図１（ｂ））。なお、温度ヒューズ１は、基板２０の一方の面２０ａに形成される（図１（ａ））が、他方の面２０ｂに形成された発熱体３０と平面視で重なる範囲内の領域Ａ１に配置される。
【００３８】
基板２０は、ガラス基板やアルミナ基板等の絶縁性の平板材料からなる。配線部２５は、例えば、導電性の金属パターンである。
【００３９】
発熱体３０は、例えばトナー定着装置の熱源として使用される。トナー定着装置は、記録紙上に配置されたトナーに対して、熱と圧力とを加えることによって、記録紙上にトナーを定着させるものである。電気経路４０は、例えばトナー定着装置の制御部に接続される配線やコネクタである。
【００４０】
温度ヒューズ１は、図２に示すように、温度ヒューズ１ａ、１ｂ、１ｃに分割され、それぞれの両端が配線部２５に積層されている。なお、基板２０の一方の面２０ａには、配線部２５を覆うように保護膜を設けていてもよい。また、基板２０の他方の面２０ｂには、発熱体３０を覆うように保護膜を設けておくことが好ましい。
【００４１】
温度ヒューズ１は、基板２０の一方の面２０ａに印刷によって形成されている。印刷に使用する温度ヒューズ用インク６０は以下の特徴を備える。
【００４２】
（温度ヒューズ用インク）
本実施形態の温度ヒューズ用インク６０は、図３に示すように、導電性物質１２と絶縁性物質１１と、導電性物質１２と絶縁性物質１１とを分散させて保持するバインダー１４と、を有し、溶剤によって印刷可能に調製されてなるインクである。
【００４３】
バインダー１４は、エチルセルロース樹脂を主成分とする合成樹脂である。この場合の溶剤には、ターピネオールやブチルカルビトールアセテートやカルビトールアセテートが好適に使用される。
【００４４】
導電性物質１２は、温度ヒューズ用インク６０の状態での印刷後に焼成されることによって電気伝導経路Ｐ１２（図５参照）を形成し、所定の温度以上の環境で気化させることが可能な材料から選定される。本実施形態の温度ヒューズ用インク６０における導電性物質１２には、比較的高温で気化する材料であるカーボンブラック粉末が用いられている。カーボンブラック粉末は、直径３〜５００ｎｍ程度の炭素の微粒子であり、導電性を有する。大気圧の空気中において、カーボンブラック粉末は、環境温度５００℃以上で酸素と反応し、燃焼して気化する。
【００４５】
絶縁性物質１１は、導電性物質１２を保持可能な支持体１３（図５参照）を形成し、所定の温度以上の環境で導電性物質１２のほうが先に気化する耐熱性の絶縁材料から選定される。本実施形態の温度ヒューズ用インク６０における絶縁性物質１１には、比較的軟化点が低いガラス粉末が用いられている。
【００４６】
溶剤は、印刷時の揮発性が低く、絶縁性物質１１および導電性物質１２を均一に分散させるものが好ましい。また、バインダー１４が消失するとともに絶縁性物質１１が支持体１３を形成する焼成温度以下で、揮発することが好適である。
【００４７】
このようにして、印刷に適した温度ヒューズ用インク６０が調製される。
【００４８】
（温度ヒューズの製造方法）
本実施形態の温度ヒューズ１は、図４〜図６に示す工程によって製造される。
【００４９】
図３に示す温度ヒューズ用インク６０を印刷によって図４（ａ）に示す基板２０の一方の面２０ａに塗布する。なお、印刷の方式は限定されないが、方式によって粘度等が適宜調整される。本実施形態の温度ヒューズ１は、図４（ｂ）に示すように、温度ヒューズ用インク６０が印刷された領域Ａ１が複数（図４では３箇所）に分割されて配置される。
【００５０】
温度ヒューズ用インク６０が印刷によって基板２０に塗布されてから加熱され、溶剤が揮発する温度では図５（ａ）に示すようにバインダー１４が収縮する。温度ヒューズ１として使用するためには、さらに高温で焼成される。焼成温度は、バインダー１４の消失する温度より高く、絶縁性物質１１の軟化点よりも高い。このとき、図５（ｂ）に示すように、温度ヒューズ用インク６０に含まれていたバインダー１４が消失する。一方、絶縁性物質１１の軟化点よりも高い焼成温度なので、バインダー１４の主成分であるエチルセルロース樹脂が消失しても、絶縁性物質１１が軟化して網目状に繋がっていることで支持体１３を構成する。絶縁性物質１１が支持体１３を形成しているので、導電性物質１２を保持可能となる。
【００５１】
したがって、絶縁性物質１１を溶融させて導電性物質１２を含有した膜を基板２０に一体形成することができる。導電性物質１２は電気伝導経路Ｐ１２を形成し、通電可能な状態になっている。
【００５２】
本実施形態では、図６（ａ）に示すように、基板２０の一方の面２０ａに温度ヒューズ１が分割されて形成され、それぞれの両端は配線部２５に重なっている。これによって、分割された領域ごとに温度ヒューズ１ａ、１ｂ、１ｃが独立して機能し、それぞれが破断することによって、それぞれの配線部２５の導通を遮断できる。また、図６（ｂ）に示すように、分割された温度ヒューズ１ａ、１ｂ、１ｃを配線部２５によって直列に接続してもよい。この場合は、いずれか１個が破断すると、全体の導通を遮断できる。
【００５３】
温度ヒューズ用インク６０の焼成温度を製造に最適な温度とすることで、特性のばらつきが少ない温度ヒューズ１を製造することができる。
【００５４】
温度ヒューズ用インク６０の印刷と焼成により形成するので、温度ヒューズ１を製造することが容易である。
【００５５】
（ヒータ）
本実施形態のヒータ１００は、例えばトナー定着装置の熱源として昇温可能になっており、図７に示すように、発熱体３０へ通電するための電気経路４０を備え、配線部２５を介して温度ヒューズ１が電気経路４０の途中に接続されている。トナー定着装置の場合には、発熱体３０は比較的高温（４００℃）で使用される。電気経路４０は、図示しない電源部からの配線やコネクタ等からなる電力経路である。
【００５６】
温度ヒューズ１は、導電性物質１２が形成する電気伝導経路Ｐ１２を配線部２５に電気的に接続させて、所定の温度以上で配線部２５の通電を遮断する安全装置として使用される。本実施形態のヒータ１００は、発熱体３０へ通電する電気経路４０に温度ヒューズ１を備えるので、ヒータ１００の過昇温により、所定の温度以上に加熱されたときに、温度ヒューズ１が発熱体３０への通電を遮断できる。トナー定着装置の場合には、通電の遮断が必要な所定の温度は５００℃程度であり、２００℃〜３００℃で破断する仕様の温度ヒューズは適用し難い。本実施形態のヒータ１００が備える温度ヒューズ１は、より高温で破断する仕様を想定している。
【００５７】
また、基板２０が通電によって発熱する発熱体３０を備え、温度ヒューズ１は、基板２０の一方の面２０ａに発熱体３０と平面視で重なる範囲内に配置され、発熱体３０と同じ幅若しくはこれよも細い幅に形成されてなる。
【００５８】
この構成によれば、温度ヒューズ１は、発熱体３０と平面視で重なるように配置され、発熱体３０と同じ幅若しくはこれよも細い幅に形成されているので、発熱体３０から温度ヒューズ１に熱伝達される際の温度分布が少ない。そのため、発熱体３０の温度に対して精度よく温度ヒューズ１を作動させることができる。
【００５９】
また、基板２０の他方の面２０ｂに発熱体３０を備え、温度ヒューズ１は、一方の面２０ａに温度ヒューズ用インク６０が印刷され、発熱体３０と平面視で重なる範囲内に配置される。
【００６０】
この構成によれば、発熱体３０の温度に対して温度ヒューズ１が作動した場合でも、基板２０の他方の面２０ｂに配設された発熱体３０側に異物等が飛び散ることがない。
【実施例】
【００６１】
一方の面２０ａに配線部２５が形成された基板２０に、以下の配合による温度ヒューズ用インク６０を印刷した。
カーボンブラック粉末（東海カーボン（株）製のシースト９）  ６．３ｗｔ％
ガラス粉末（奥野製薬工業（株）製のガラスフリットＧＦ３４１０）  ５６．３ｗｔ％
エチルセルロース樹脂および溶剤混合物  ３７．５ｗｔ％
【００６２】
続いて、焼成炉で加熱することにより、加熱温度と配線部２５で測定される抵抗値との関係を調べた。図８に示すように、印刷後の未焼成状態から４００℃くらいまでの加熱では、測定される抵抗値が小さくなっていった。これはエチルセルロース樹脂が電気伝導を妨げるが、カーボンブラック粉末の電気伝導経路Ｐ１２は形成されていることを示すと思われる。また、３００℃〜４００℃程度の焼成温度で焼成した状態では、抵抗値がもっとも小さくなり、エチルセルロース樹脂が燃焼して消失していると考えられる。さらに高温で加熱すると、５００℃付近から急激に抵抗値が上昇することが確認された。これは、カーボンブラック粉末が５００℃以上で燃焼して気化するので、５００℃以上の温度になったときに電気伝導経路Ｐ１２が消滅することによると思われる。
【００６３】
なお、エチルセルロース樹脂が３００〜４００℃で消失しても、温度ヒューズ１が基板２０から剥がれてしまうことはない。これは、ガラス粉末は軟化点が４５０℃以下であるものを用いているので、エチルセルロース樹脂が燃焼して消失する温度で、ガラス粉末が部分的に溶融し、網目状に繋がった支持体１３を構成していると推測される。
【００６４】
ガラス粉末は、軟化点が４５０℃以下で熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃程度のものが最適であるが、熱膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。これにより、導電性物質１２を気化させやすい支持体１３を形成することができる。
【００６５】
導電性物質１２として使用するカーボンブラック粉末は、微粒タイプの方が気化させることが確実である。
【００６６】
なお、カーボンブラック粉末が気化した後も、ガラス粉末を主成分とする支持体１３が気化せずに残存する。
【００６７】
熱膨張が大きい場合、基板２０の反りが大きくなり過ぎるため、温度ヒューズ１は、印刷される領域Ａ１が分割されて配置された。印刷される領域Ａ１が分割されて配置されたので、熱膨張が大きい場合でも全体の反りを低減させている。これにより温度ヒューズ１の熱膨張係数が基板２０や発熱体３０と異なる場合でも、熱膨張による変形が低減される。
【００６８】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００６９】
本実施形態の温度ヒューズ用インク６０は、印刷可能に調製されてなるインクである。印刷後に、所定の温度以上の環境で気化させることが可能な導電性物質１２と、導電性物質１２を気化させる温度よりも低い軟化点を備えた絶縁性物質１１と、導電性物質１２と絶縁性物質１１とを分散させて保持するバインダー１４と、を有している。印刷によって導電性物質１２が電気伝導経路Ｐ１２を形成するとともに、絶縁性物質１１がバインダー１４の消失する温度以上の環境においても導電性物質１２を保持可能な支持体１３を形成し、所定の温度以上の環境で絶縁性物質１１よりも導電性物質１２が先に気化する。
【００７０】
絶縁性物質１１がバインダー１４の消失する温度以上の環境においても導電性物質１２を保持可能な支持体１３を形成し、所定の温度以上の環境で絶縁性物質１１よりも導電性物質１２が先に気化するので、所定の温度以上の環境で破断する。これによって、印刷により温度ヒューズ１を構成することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態の温度ヒューズ用インク６０において、絶縁性物質１１は、熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃で、且つ、軟化点が４５０℃以下であることが好ましい。
【００７２】
この構成によれば、導電性物質１２を気化させやすい支持体１３を形成することができる。
【００７３】
また、本実施形態の温度ヒューズ用インク６０において、導電性物質１２の主成分はカーボンブラック粉末であり、絶縁性物質１１の主成分はガラス粉末であり、バインダー１４の主成分はエチルセルロース樹脂であることが好ましい。
【００７４】
この構成によれば、エチルセルロース樹脂が３００〜４００℃で燃焼して消失してもガラス粉末がカーボンブラック粉末を保持しており、カーボンブラック粉末が５００℃以上で燃焼して気化する。これにより、５００℃以上の温度になったときに電気伝導経路Ｐ１２が消滅する温度ヒューズを印刷することができる。
【００７５】
また、本実施形態の温度ヒューズ１は、少なくとも一方の面２０ａに配線部２５を有する基板２０に形成される。上記の温度ヒューズ用インク６０を一方の面に印刷して、導電性物質１２が形成する電気伝導経路Ｐ１２を配線部２５に電気的に接続させたことを特徴とする。
【００７６】
この構成によれば、配線部２５と印刷した温度ヒューズ用インク６０の導電性物質１２とを電気的に接続することで、所定の温度以上で破断する温度ヒューズ１が簡単に形成できる。
【００７７】
また、基板２０が通電によって発熱する発熱体３０を備え、温度ヒューズ１は、基板２０の一方の面２０ａに発熱体３０と平面視で重なる範囲内に配置され、発熱体３０と同じ幅若しくはこれよも細い幅に形成されてなることが好ましい。
【００７８】
この構成によれば、温度ヒューズ１は、発熱体３０と平面視で重なるように配置され、発熱体３０と同じ幅若しくはこれよも細い幅に形成されているので、発熱体３０から温度ヒューズ１に熱伝達される際の温度分布が少ない。そのため、発熱体３０の温度に対して精度よく温度ヒューズ１を作動させることができる。
【００７９】
また、基板２０の他方の面２０ｂに発熱体３０を備え、温度ヒューズ１は、一方の面２０ａに温度ヒューズ用インク６０が印刷され、発熱体３０と平面視で重なる範囲内に配置される。
【００８０】
この構成によれば、発熱体３０の温度に対して温度ヒューズ１が作動した場合でも、発熱体３０側に異物等が飛び散ることがない。
【００８１】
また、温度ヒューズ用インク６０が印刷された領域Ａ１が複数であり、領域Ａ１が発熱体３０と平面視で重なる範囲内に分割されて配置される。
【００８２】
この構成によれば、印刷される領域Ａ１が分割されて配置されたので、温度ヒューズ１の熱膨張係数が基板２０や発熱体３０と異なる場合でも、熱膨張による変形が低減される。
【００８３】
また、本実施形態のヒータ１００は、発熱体３０へ通電するための電気経路４０を備え、発熱体３０が所定の温度より低い温度に昇温可能とされる。ヒータ１００は、上記の温度ヒューズ１を備え、配線部２５を介して温度ヒューズ１が電気経路４０の途中に接続されている。
【００８４】
この構成によれば、発熱体３０へ通電する電気経路４０に温度ヒューズ１を備えるので、ヒータ１００の過昇温により、所定の温度以上に加熱されたときに、温度ヒューズ１が発熱体３０への通電を遮断できる。
【００８５】
本実施形態の温度ヒューズ１の製造方法は、配線部２５を有する基板２０に形成される温度ヒューズ１の製造方法であって、上記の温度ヒューズ用インク６０を印刷する。続いて、バインダー１４が消失するとともに絶縁性物質１１が導電性物質１２を保持可能な支持体１３を形成する焼成温度で焼成し、絶縁性物質１１を溶融させて導電性物質１２を含有した膜を基板２０に一体形成することを特徴とする。
【００８６】
この構成によれば、温度ヒューズ用インク６０の印刷と焼成により形成するので、温度ヒューズ１を製造することが容易である。
【００８７】
また、本実施形態の温度ヒューズ１の製造方法において、焼成温度は、バインダー１４の消失する温度より高く、絶縁性物質１１の軟化点よりも高く、所定の温度よりも低いことが好適である
【００８８】
この構成によれば、温度ヒューズ用インク６０の焼成温度を製造に最適な温度とすることで、特性のばらつきが少ない温度ヒューズ１を製造することができる。
【００８９】
以上のように、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
【００９０】
（１）本実施形態において、基板２０の他方の面２０ｂに発熱体３０が配置されているとしたが、一方の面２０ａに発熱体３０と温度ヒューズ１とが積層された構成であってもよい。例えば、トナー定着装置は、基板２０の他方の面２０ｂがヒータ面となり、発熱体３０から他方の面２０ｂに伝達した熱によってトナーを定着させる。
【００９１】
（２）本実施形態において、温度ヒューズ１の分割数を発熱体３０の分割数に合わせ、それぞれの長さを合わせていたが、温度ヒューズ１の分割数をさらに増やしてもよい。熱膨張による基板２０の反りを小さくするためには、温度ヒューズ１の分割数を増やすことが有効である。
【００９２】
（３）本実施形態において、バインダー１４の主成分はエチルセルロース樹脂であるとしたが、所定の温度よりも低い焼成温度で燃焼によって消失する合成樹脂材料であれば適用可能である。また、導電性物質１２は、カーボンブラック粉末以外に、所定の温度以上の環境で燃焼または昇華する導電性材料から選定してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  温度ヒューズ
１１    絶縁性物質
１２    導電性物質
１３    支持体
１４    バインダー
２０    基板
２０ａ  一方の面
２０ｂ  他方の面
２５    配線部
３０    発熱体
４０    電気経路
６０    温度ヒューズ用インク
１００  ヒータ
Ａ１    領域
【図１】
0006395315.tif 000002
【図２】
0006395315.tif 000003
【図３】
0006395315.tif 000004
【図４】
0006395315.tif 000005
【図５】
0006395315.tif 000006
【図６】
0006395315.tif 000007
【図７】
0006395315.tif 000008
【図８】
0006395315.tif 000009
【図９】
0006395315.tif 000010
【図１０】
0006395315.tif 000011