セラミックヒータの製造方法、グロープラグの製造方法及びセラミックヒータ
【課題】 発熱部の抵抗を大きく、また、リード部の抵抗を小さくできると共に、生産性を向上させることができるセラミックヒータの製造方法等を提供すること。
【解決手段】 セラミックヒータ１０１の製造方法は、リード対応凹部１５１ｊｂを含む抵抗体対応凹部１５１ｊを有する未焼成絶縁基体１５１を形成する工程と、リード対応孔部を含む透孔ＴＣ１を有し、厚みＥ１がリード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１よりも小さいリード対応メタルマスクＭＭ１を、第１未焼成絶縁基体１５１上に載置し、未焼成発熱抵抗体１６１を印刷形成する工程と、これを用いて未焼成セラミックヒータ１７０を形成し、これを焼成する工程とを備える。
【解決手段】 セラミックヒータ１０１の製造方法は、リード対応凹部１５１ｊｂを含む抵抗体対応凹部１５１ｊを有する未焼成絶縁基体１５１を形成する工程と、リード対応孔部を含む透孔ＴＣ１を有し、厚みＥ１がリード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１よりも小さいリード対応メタルマスクＭＭ１を、第１未焼成絶縁基体１５１上に載置し、未焼成発熱抵抗体１６１を印刷形成する工程と、これを用いて未焼成セラミックヒータ１７０を形成し、これを焼成する工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、導電性セラミックからなり、絶縁基体内に埋設されて通電により発熱する発熱抵抗体とを有するセラミックヒータ、及び、セラミックヒータの製造方法、並びに、このようなセラミックヒータを備えるグロープラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、導電性セラミックからなり、絶縁基体内に埋設されて通電により発熱する発熱抵抗体とを有するセラミックヒータが知られている。このようなセラミックヒータには、大別すると二通りの製造方法がある。
第１の製造方法は、発熱抵抗体を射出成形する方法である。即ち、未焼成絶縁性セラミックからなる２つの半割り基体を形成する。つまり、焼成後に絶縁基体の一部となる第１未焼成絶縁基体と、焼成後に絶縁基体の残部となる第２未焼成絶縁基体とをそれぞれ形成する。これら第１，第２未焼成絶縁基体には、それぞれ発熱抵抗体の形状に対応した開口形状をなす凹部を形成しておく。
【０００３】
その一方で、発熱抵抗体の形状に対応したキャビティを有する金型に、導電性セラミック粉末、バインダ等を含有するコンパウンドを射出して、焼成後に発熱抵抗体となる未焼成発熱抵抗体を射出成形する。そして、この未焼成発熱抵抗体を第１未焼成絶縁基体の凹部に配置し、更にこれらに未焼成第２絶縁基体を合わせて三者を一体化して、未焼成セラミックヒータを形成する。その後、この未焼成セラミックヒータを焼成して、セラミックヒータを得る。このような製造方法は、例えば特許文献１に開示されている（特許文献１の図４，図５やその説明箇所等を参照）。
【０００４】
第２の製造方法は、発熱抵抗体を印刷形成する方法である。即ち、未焼成絶縁性セラミックからなる２つの未焼成絶縁基体を形成する。次に、一方の未焼成絶縁基体の表面に、未焼成導電性セラミックペーストを印刷して、未焼成発熱抵抗体を印刷形成する。次に、これらに他方の未焼成絶縁基体を合わせて三者を一体化し、未焼成セラミックヒータを形成する。その後、この未焼成セラミックヒータを焼成して、セラミックヒータを得る。このような製造方法は、例えば特許文献２に開示されている（特許文献２の図１やその説明箇所等を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８８０２７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、発熱抵抗体の低消費電力化を実現するためには、発熱部で集中して発熱するように、発熱部の抵抗を相対的に大きくする一方、この発熱部へ通電するためのリード部の抵抗を小さくするのが好ましい。そこで、この発熱部を細く（断面積を小さく）形成する必要があるが、発熱抵抗体を射出成形する場合には、断面積の小さい発熱部の形成自体が難しくなる。また、発熱部を細い形状にすると、発熱部の強度が低下するため折損しやすくなり、未焼成発熱抵抗体のハンドリング性が悪くなる。また、射出成形用の金型が劣化すると、射出成形体（未焼成発熱抵抗体）のバリ取りに時間とコストが掛かるようになる。また、射出成形用金型を形成するには時間とコストが掛かるので、新たなセラミックヒータの開発の足枷となる場合がある。
【０００７】
一方、発熱抵抗体を印刷形成する方法では、発熱抵抗体を厚く（断面積を大きく）形成するのが難しい。具体的には、発熱抵抗体の厚みは最大でも８０μｍ程度にしかできない。このため、リード部の抵抗が大きくなって、発熱抵抗体の消費電力が大きくなりがちである。発熱抵抗体を複数個積層すれば、全体として発熱抵抗体の低消費電力化を実現できるが、発熱抵抗体の形成するための工数が多くなるなど生産性に劣る。
【０００８】
これに対し、リード部にタングステン線などの金属材料を用いれば、リード部の抵抗を低くでき、低消費電力化を実現できるが、リード部（タングステン線）と絶縁基体との界面で反応が生じるおそれがある。また、タングステン線は、熱膨張係数が発熱部の導電性セラミックよりも大きいため、タングステン線と発熱部との接続部分で強度が低下するおそれがある。一方、リード部だけでなく発熱部もタングステン線により形成することも考えられる。しかし、タングステン線は耐熱性が比較的低いため、セラミックヒータの使用温度によっては、セラミックヒータの耐久性が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、発熱部の抵抗を大きく、また、リード部の抵抗を小さして、発熱部でより集中して発熱させることができると共に、生産性を向上させることができるセラミックヒータ、セラミックヒータの製造方法及びグロープラグ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】
その解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるセラミックヒータの製造方法であって、第１主面、及び、この第１主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部を少なくとも含む第１抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる第１未焼成絶縁基体、を形成する第１未焼成基体形成工程と、一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第１未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の一部となる第１未焼成発熱抵抗体を形成する第１印刷工程であって、前記第１未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の一部となる第１未焼成リード部については、前記第１リード対応凹部に対応した第１リード対応孔部を含む第１透孔を有する第１リード対応マスクであって、その厚みが前記第１リード対応凹部の最大深さよりも小さい第１リード対応マスクを、前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に載置し、前記第１抵抗体対応凹部内及び前記第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第１印刷工程と、第２主面、及び、この第２主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部を少なくとも含む第２抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の残部となる第２未焼成絶縁基体、を形成する第２未焼成基体形成工程と、一又は複数種の第２マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第２未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の残部となる第２未焼成発熱抵抗体を形成する第２印刷工程であって、前記第２未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の残部となる第２未焼成リード部については、前記第２リード対応凹部に対応した第２リード対応孔部を含む第２透孔を有する第２リード対応マスクであって、その厚みが前記第２リード対応凹部の最大深さよりも小さい第２リード対応マスクを、前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に載置し、前記第２抵抗体対応凹部内及び前記第２透孔内に第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第２印刷工程と、前記第１印刷工程後の前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面と、前記第２印刷工程後の前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面とを合わせ、前記第１未焼成絶縁基体、前記第２未焼成絶縁基体、前記第１未焼成発熱抵抗体及び前記第２未焼成発熱抵抗体からなり、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、を備えるセラミックヒータの製造方法である。
【００１１】
本発明では、まず、リード部に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部を少なくとも含む、発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部を有する第１未焼成絶縁基体を形成する（第１未焼成基体形成工程）。そして、一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、この第１未焼成絶縁基体に、焼成後に発熱抵抗体の一部となる第１未焼成発熱抵抗体を形成する（第１印刷工程）。
また、リード部に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部を少なくとも含む、発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部を有する第２未焼成絶縁基体を形成する（第２未焼成基体形成工程）。そして、一又は複数種の第２マスクを用いたスクリーン印刷により、この第２未焼成絶縁基体に、焼成後に発熱抵抗体の残部となる第２未焼成発熱抵抗体を形成する（第２印刷工程）。
【００１２】
このような方法では、第１，第２未焼成絶縁基体の第１，第２抵抗体対応凹部の深さ、より具体的には、第１，第２リード対応凹部の深さを適宜変更するだけで、発熱抵抗体のリード部の厚み、更にはリード部の断面積を容易に変更できる。このため、従来の発熱抵抗体を印刷形成する方法に比して、発熱抵抗体のリード部の断面積を容易に大きくできる。従って、リード部にタングステン線などの金属材料を用いなくても、リード部の抵抗を小さくでき、発熱抵抗体の消費電力を小さくできる。
【００１３】
特に本発明では、第１，第２未焼成絶縁基体の両方に未焼成発熱抵抗体を形成しているので、第１，第２抵抗体対応凹部（第１，第２リード対応凹部）の深さをそれぞれ浅めにしても、焼成後のリード部の断面積を容易に大きくできる。一方、未焼成導電性セラミックペーストは、第１，第２抵抗体対応凹部（第１，第２リード対応凹部）の深さが浅いほど確実に充填されやすいので、第１，第２未焼成発熱抵抗体（第１，第２未焼成リード部）の断面積バラツキを小さくできる。従って、リード部の抵抗を小さくすると共に、発熱抵抗体（リード部）の抵抗値バラツキを小さくできる。
【００１４】
また、第１，第２未焼成発熱抵抗体をスクリーン印刷により形成しているので、射出成形する場合に比して、発熱部の断面積を容易に小さくできる。また、第１，第２未焼成発熱抵抗体は第１，第２未焼成絶縁基体に直接、印刷形成しているので、別途、第１，第２未焼成発熱抵抗体のみを形成する従来の射出成形による方法に比して、発熱部の断面積を小さくしても、折損等が生じにくく、取り扱いが容易で、生産性を向上させることができる。
よって、本発明によれば、発熱部の抵抗を大きく、また、リード部の抵抗を小さくして、発熱部でより集中して発熱させることができると共に、生産性を向上させることができる。
【００１５】
更に本発明では、第１未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも第１未焼成リード部については、第１抵抗体対応凹部の第１リード対応凹部の最大深さよりも厚みを小さくした第１リード対応マスクを用いて印刷形成する（第１印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第１リード対応マスクを剥がしたときに、第１未焼成絶縁基体の第１主面から膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストの体積が、第１リード対応凹部内に充填される第１未焼成導電性セラミックペーストの体積に比して、小さくなる。第１主面から膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストの体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第１未焼成リード部を全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００１６】
同様に、第２未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも第２未焼成リード部については、第２抵抗体対応凹部の第２リード対応凹部の最大深さよりも厚みを小さくした第２リード対応マスクを用いて印刷形成する（第２印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第２リード対応マスクを剥がしたときに、第２未焼成絶縁基体の第２主面から膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストの体積が、第２リード対応凹部内に充填される第２未焼成導電性セラミックペーストの体積に比して、小さくなる。第２主面から膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストの体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第２未焼成リード部を全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００１７】
また、第１未焼成絶縁基体の第１主面と第２未焼成絶縁基体の第２主面を合わせて、未焼成セラミックヒータを形成する際に、第１，第２主面から膨出する第１，第２未焼成導電性セラミックペーストの体積を小さくすれば、第１未焼成リード部と第２未焼成リード部が一体化して形成される未焼成リード部の形状バラツキも小さくできる。
【００１８】
仮に第１，第２未焼成リード部の断面積やこれらを一体化した未焼成リード部の形状にバラツキが生じると、焼成後のリード部の抵抗値にもバラツキが生じるおそれがある。しかし、本発明では、第１，第２未焼成リード部の断面積を安定化できると共に、これらを一体化した未焼成リード部の形状も安定化できるので、焼成後のリード部の抵抗値バラツキも抑制できる。従って、発熱抵抗体の抵抗値バラツキが少ないセラミックヒータを容易に製造できる。
【００１９】
なお、「セラミックヒータ」としては、例えば、ガスセンサのセンサ部を加熱するためにガスセンサに用いられるセラミックヒータや、グロープラグに用いられるセラミックヒータなどがある。
「セラミックヒータ」及び「絶縁基体」の形態は、上記の要件を満たす限りにおいて特に限定されず、例えば、これらの形態として、軸線方向に延びる棒状や、板状などの形態が挙げられる。
【００２０】
第１未焼成絶縁基体に形成する「第１抵抗体対応凹部」は、上記のようにリード部に対応した開口形状をなす「第１リード対応凹部」を少なくとも含むものであればよい。「第１抵抗体対応凹部」の形態としては、例えば、「第１抵抗体対応凹部」が「第１リード対応部」のみからなる形態の他、「第１抵抗体対応凹部」が、「第１リード対応部」と、発熱部に対応した開口形状をなす発熱部対応部とからなる形態、つまり、「第１抵抗体対応凹部」が発熱抵抗体の全体に対応した開口形状をなす形態が挙げられる。
【００２１】
「第１印刷工程」では、一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、第１未焼成絶縁基体に第１未焼成発熱抵抗体を形成する。複数種の第１マスクを用いる場合としては、例えば、発熱抵抗体のリード部に対応した第１−１透孔、つまり、前記の第１リード対応孔部からなる第１−１透孔を有する第１リード対応マスクと、発熱抵抗体の発熱部に対応した第１−２透孔を有する第１発熱部対応マスクとを用意する。そして、第１リード対応マスクを用いて、前述のようにして、焼成後にリード部の一部となる第１未焼成リード部を形成すると共に、第１発熱部対応マスクを用いて、焼成後に発熱部の一部又は全体となる第１未焼成発熱部を形成することにより、第１未焼成発熱抵抗体を形成する。また、第１マスクとしては、例えば、メタルマスクやメッシュマスクが挙げられる。
【００２２】
また、スクリーン印刷を複数回に分けて行う場合には、組成や物性の異なる第１未焼成導電性セラミックペーストを用いることができる。例えば、焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストと、焼成後に低抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストを用意する。そして、上記の第１リード対応マスクと焼成後に低抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストを用いて、焼成後に低抵抗となる未焼成リード部を印刷形成する一方、上記の第１発熱部対応マスクと焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストを用いて、焼成後に高抵抗となる未焼成発熱部を印刷形成する。このようにすれば、発熱部やリード部の形状を変更することなく、発熱部の抵抗分担率（発熱抵抗体全体の抵抗値に対する発熱部の抵抗値の割合）を容易に大きくできる。
なお、「第２印刷工程」ついても、「第１印刷工程」と同様に考えることができる。
【００２３】
更に、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記第１リード対応マスクの前記第１透孔は、この第１リード対応マスクを前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に重ね、この第１透孔の前記第１リード対応孔部を前記第１抵抗体対応凹部の前記第１リード対応凹部上に重ねたときに、前記第１リード対応孔部に沿って、かつ、前記第１リード対応孔部よりも内側に、前記第１リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなり、前記第２リード対応マスクの前記第２透孔は、この第２リード対応マスクを前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に重ね、この第２透孔の前記第２リード対応孔部を前記第２抵抗体対応凹部の前記第２リード対応凹部上に重ねたときに、前記第２リード対応孔部に沿って、かつ、前記第２リード対応孔部よりも内側に、前記第２リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００２４】
第１印刷工程において、第１リード対応マスクを第１未焼成絶縁基体の第１主面上に載置する際、位置合わせを行っても、第１透孔の第１リード対応孔部が第１抵抗体対応凹部の第１リード対応凹部から若干ズレてしまう場合があり得る。このようなズレが生じると、第１未焼成導電性セラミックペーストが第１リード対応凹部内に完全に充填されない（一部に空洞ができる）おそれがある。そうすると、第１未焼成リード部の断面積にバラツキが生じ、焼成後のリード部の抵抗値にもバラツキが生じることになる。第２印刷工程で形成する第２未焼成リード部についても同様である。
【００２５】
これに対し本発明では、第１リード対応マスクの第１透孔は、その第１リード対応孔部に沿って、かつ、第１リード対応孔部よりも内側に、第１抵抗体対応凹部のうちの第１リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされている。このため、第１印刷工程において、第１リード対応マスクを第１未焼成絶縁基体の第１主面上に載置したときに、第１透孔の第１リード対応孔部が第１抵抗体対応凹部の第１リード対応凹部から若干ズレたとしても、第１未焼成導電性セラミックペーストを第１リード対応凹部内に確実に充填できる。従って、第１未焼成リード部の断面積バラツキを抑制でき、焼成後のリード部の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００２６】
同様に、第２リード対応マスクの第２透孔は、その第２リード対応孔部に沿って、かつ、第２リード対応孔部よりも内側に、第２抵抗体対応凹部のうちの第２リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされている。このため、第２印刷工程において、第２リード対応マスクを第２未焼成絶縁基体の第２主面上に載置したときに、第２透孔の第２リード対応孔部が第２抵抗体対応凹部の第２リード対応凹部から若干ズレたとしても、第２未焼成導電性セラミックペーストを第２リード対応凹部内に確実に充填できる。従って、第２未焼成リード部の断面積バラツキを抑制でき、焼成後のリード部の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００２７】
なお、第１透孔の第１リード対応孔部の大きさは、上記要件の範囲で適宜変更できるが、例えば、第１リード対応凹部の開口縁よりも幅２０μｍ〜５００μｍ程度大きくすることができる。また、第２透孔の第２リード対応部の大きさも、上記要件の範囲で適宜変更できるが、例えば、第２リード対応凹部の開口縁よりも幅２０μｍ〜５００μｍ程度大きくすることができる。
【００２８】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法であって、前記第１印刷工程では、焼成後に前記発熱部の全体となる未焼成発熱部と、前記第１未焼成リード部とからなる前記第１未焼成発熱抵抗体を形成し、前記第２印刷工程では、前記第２未焼成リード部のみからなる前記第２未焼成発熱抵抗体を形成するセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００２９】
前述したように、リード部は抵抗を小さくするために断面積を大きくしたい一方、発熱部は抵抗を大きくするために断面積を小さくしたい。本発明では、第１印刷工程において、リード部の一部となる第１未焼成リード部を形成すると共に、第２印刷工程において、リード部の残部となる第２未焼成リード部を形成しているので、つまり、第１，第２印刷工程の両方で未焼成リード部を形成しているので、断面積の大きなリード部を容易に形成できる。一方、焼成後に発熱部となる未焼成発熱部は、第１印刷工程のみで形成し、第２印刷工程では形成しないので、断面積の小さな発熱部を容易に形成できる。従って、リード部の抵抗を小さくする一方で、発熱部の抵抗を大きくしたセラミックヒータを容易に製造できる。
【００３０】
更に、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記第１未焼成基体形成工程では、前記第１リード対応凹部のみからなる前記第１抵抗体対応凹部を有する前記第１未焼成絶縁基体を形成し、前記第１印刷工程では、前記未焼成発熱部を前記未焼成絶縁基体の前記第１主面上に形成するセラミックヒータの製造方法とするのが好ましい。
未焼成発熱部を、第１抵抗体対応凹部ではなく、第１主面上に形成することにより、未焼成発熱部の厚み、従って断面積を特に小さくでき、焼成後の発熱部の断面積を特に小さくできるからである。
【００３１】
また、他の解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるセラミックヒータの製造方法であって、主面、及び、この主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなすリード対応凹部を少なくとも含む抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる未焼成絶縁基体、を形成する未焼成基体形成工程と、一又は複数種のマスクを用いたスクリーン印刷により、前記未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の全体となる未焼成発熱抵抗体を形成する印刷工程であって、前記未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部となる未焼成リード部については、前記リード対応凹部に対応したリード対応孔部を含む透孔を有するリード対応マスクであって、その厚みが前記リード対応凹部の最大深さよりも小さいリード対応マスクを、前記未焼成絶縁基体の前記主面上に載置し、前記抵抗体対応凹部内及び前記透孔内に未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する印刷工程と、前記印刷工程後の前記未焼成絶縁基体及び前記未焼成発熱抵抗体を用いて、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを形成し、これを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、を備えるセラミックヒータの製造方法である。
【００３２】
本発明では、まず、リード部に対応した開口形状をなすリード対応凹部を少なくとも含む、発熱抵抗体に対応した開口形状をなす抵抗体対応凹部を有する未焼成絶縁基体を形成する（未焼成基体形成工程）。そして、一又は複数種のマスクを用いたスクリーン印刷により、この未焼成絶縁基体に、焼成後に発熱抵抗体の全体となる未焼成発熱抵抗体を形成する（印刷工程）。
このような方法では、未焼成絶縁基体の抵抗体対応凹部の深さ、より具体的には、リード対応凹部の深さを適宜変更するだけで、発熱抵抗体のリード部の厚み、更にはリード部の断面積を容易に変更できる。このため、従来の発熱抵抗体を印刷形成する方法に比して、発熱抵抗体のリード部の断面積を容易に大きくできる。従って、リード部にタングステン線などの金属材料を用いなくても、リード部の抵抗を小さくでき、発熱抵抗体の消費電力を小さくできる。
【００３３】
また、未焼成発熱抵抗体を印刷により形成しているので、発熱部の断面積を容易に小さくできる。また、未焼成発熱抵抗体は未焼成絶縁基体に印刷形成しているので、別途、未焼成発熱抵抗体のみを形成する従来の射出成形による方法に比して、発熱部の断面積を小さくしても、折損等が生じにくく、取り扱いが容易で、生産性を向上させることができる。
よって、発熱部の抵抗を大きく、また、リード部の抵抗を小さくできると共に、生産性を向上させることができる。
【００３４】
更に本発明では、未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも未焼成リード部については、抵抗体対応凹部のリード対応凹部の最大深さよりも厚みを小さくしたリード対応マスクを用いて印刷形成する（印刷工程）。このようにすることにより、印刷後にリード対応マスクを剥がしたときに、未焼成絶縁基体の主面から膨出する未焼成導電性セラミックペーストの体積が、リード対応凹部内に充填される未焼成導電性セラミックペーストの体積に比して、小さくなる。主面から膨出する未焼成導電性セラミックペーストの体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、未焼成リード部を全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
仮に未焼成リード部の断面積にバラツキが生じると、焼成後のリード部の抵抗値にもバラツキが生じるおそれがある。しかし、本発明では、未焼成リード部の断面積を安定化できるので、焼成後のリード部の抵抗値バラツキも抑制できる。従って、発熱抵抗体の抵抗値バラツキが少ないセラミックヒータを容易に製造できる。
【００３５】
なお、本発明における「未焼成セラミックヒータ」の形成方法は、上記の要件を満たす限りにおいて特に限定されない。例えば、印刷工程後の未焼成絶縁基体の主面上に、セラミック粉末、バインダ等を含有するコンパウンドを載せて、プレス加工等を行うことにより、絶縁基体の残部に相当する未焼成体を形成して、未焼成セラミックヒータを形成する方法がある。また、絶縁基体の残部に相当する未焼成体を別途形成しておいて、これを印刷工程後の未焼成絶縁基体の主面に合わせて一体化することにより、未焼成セラミックヒータを形成する方法もある。
【００３６】
上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記リード対応マスクの前記透孔は、このリード対応マスクを前記未焼成絶縁基体の前記主面上に重ね、この透孔の前記リード対応孔部を前記抵抗体対応凹部の前記リード対応凹部上に重ねたときに、前記リード対応孔部に沿って、かつ、前記リード対応孔部よりも内側に、前記リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００３７】
本発明では、リード対応マスクの透孔は、そのリード対応孔部に沿って、かつ、リード対応孔部よりも内側に、抵抗体対応凹部のうちのリード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされている。このため、印刷工程において、リード対応マスクを未焼成絶縁基体の主面上に載置したときに、透孔のリード対応孔部が抵抗体対応凹部のリード対応凹部から若干ズレたとしても、未焼成導電性セラミックペーストをリード対応凹部内に確実に充填できる。従って、未焼成リード部の断面積バラツキを抑制でき、焼成後の発熱抵抗体の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００３８】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、軸線方向に延びる棒状をなし、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの軸線方向先端から２ｍｍ以内の部位が最高温度となる形態とされてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００３９】
グロープラグ用ヒータは、エンジンの始動を補助するために燃焼室内等に配置される先端側部分が加熱される形態とされる。そして、本発明では、セラミックヒータのうち、軸線方向先端から２ｍｍ以内の部位が、最高温度に加熱される形態とされている。このような形態とすれば、エンジンの始動補助に必ずしも必要とされない部分を加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を低くできる。また、一般にセラミックヒータの先端を加熱した方がエンジンの始動性が向上するので、上記のように最先端部分が最高温度となる形態とすることで、エンジンの始動性を向上させることができる。
なお、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの前記軸線方向の先端面近傍が最高温度となる形態とされてなるのが、特に好適である。
【００４０】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、軸線方向に延びる棒状をなし、このセラミックヒータの前記軸線に直交する方向の最大幅をＲ（ｍｍ）としたとき、前記発熱抵抗体の前記発熱部の全体が、このセラミックヒータの軸線方向先端からＲ（ｍｍ）以内の部位に埋設されてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００４１】
グロープラグ用ヒータは、エンジンの始動を補助するために燃焼室内等に配置される先端側部分が加熱される形態とされる。そして、本発明では、このセラミックヒータの軸線に直交する方向の最大幅をＲ（ｍｍ）としたとき、セラミックヒータのうち、軸線方向先端部の先端からＲ（ｍｍ）以内の部位に、発熱抵抗体の発熱部の全体が埋設されている。このような形態とすれば、エンジンの始動補助に必ずしも必要とされない部分を加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を低くできる。また、一般にセラミックヒータの先端を加熱した方がエンジンの始動性が向上するので、上記のように発熱部を最先端に配置することで、エンジンの始動性を向上させることができる。
なお、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの前記軸線方向の先端面近傍が最高温度となる形態とされてなるのが、特に好適である。
【００４２】
また、他の解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるグロープラグ用のセラミックヒータ、を備えるグロープラグの製造方法であって、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法により、前記セラミックヒータを製造するヒータ製造工程と、前記セラミックヒータを用いて、前記グロープラグを組み立てるプラグ組立工程と、を備えるグロープラグの製造方法である。
【００４３】
ヒータ製造工程においては、前述したように、発熱部の抵抗を大きく、リード部の抵抗を小さくできると共に、セラミックヒータの生産性を向上させることもできる。従って、このセラミックヒータを用いてグロープラグを組み立てれば、発熱部の抵抗が大きく、リード部の抵抗を小さいグロープラグを製造できる。また、グロープラグの生産性を向上させることができる。
【００４４】
また、他の解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備え、軸線方向に延びる棒状をなすセラミックヒータであって、前記リード部は、このセラミックヒータを前記軸線に直交する横断面で見たときに、径方向外側に膨出する外側膨出部と、径方向内側に膨出する内側膨出部とを有する形態とされてなるセラミックヒータである。
【００４５】
本発明のセラミックヒータは、そのリード部が、上記の外側膨出部と内側膨出部を有する。このため、このリード部は、外側膨出部及び内側膨出部の分だけ断面積が大きくなるので、抵抗値が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係るセラミックヒータ１０１を用いたグロープラグ１００を示す。また、図２及び図３に、セラミックヒータ１０１の全体を示す。図４にセラミックヒータ１０１の横断面を示す。更に、図５及び図６に、セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓ近傍を示す。
【００４７】
本実施形態に係るグロープラグ１００は、図１に示すように、その軸線ＡＸ方向先端側（図１中、下方）に、通電より発熱するセラミックヒータ１０１を有する。このセラミックヒータ１０１は、図２〜図４に示すように、軸線ＡＸ方向に基端部１０１ｋ（図２及び図３中、上方）から先端部１０１ｓ（図２及び図３中、下方）まで延びる円柱状をなす。セラミックヒータ１０１の全長（軸線ＡＸ方向長さ）は４２ｍｍ、外径は３．３ｍｍである。このセラミックヒータ１０１は、円柱状をなす絶縁基体１０３の中に、通電によって発熱する発熱抵抗体１０５が埋設されたものである。
【００４８】
このうち絶縁基体１０３は、絶縁性セラミック（具体的には 窒化珪素質セラミック）からなる。この絶縁基体１０３は、セラミックヒータ１０１の基端部１０１ｋに対応した基端部１０３ｋから、セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓに対応した先端部１０３ｓまで、軸線ＡＸ方向に延びる円柱状をなす。先端部１０３ｓは、最先端に位置して半径ｒ（ｍｍ）の半球状をなす半球状部１０３ｓａと、この半球状部１０３ｓａの基端側に位置し、直径Ｒ＝２ｒ（ｍｍ）、軸線ＡＸ方向長さＢ＝ｒ（ｍｍ）の円柱状をなす円柱状部１０３ｓｂとからなる（図５及び図６も参照）。従って、先端部１０３ｓ全体の軸線ＡＸ方向長さＣ＝２ｒである。具体的には、本実施形態１では、半径ｒ＝１．６５（ｍｍ）、直径Ｒ＝２ｒ＝３．３（ｍｍ）、軸線ＡＸ方向長さＢ＝ｒ＝１．６５ｍｍ（ｍｍ）、軸線ＡＸ方向長さＣ＝２ｒ＝３．３（ｍｍ）である。なお、この絶縁基体１０３（セラミックヒータ１０１）は、軸線ＡＸ方向に延びる円柱状であるため、軸線ＡＸに直交する方向の最大幅が直径Ｒである。
【００４９】
絶縁基体１０３に埋設された発熱抵抗体１０５は、発熱部１０５ｈと、これに繋がる一対のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２とから一体的に構成されている。この発熱抵抗体１０５は、導電性セラミック（具体的には 炭化タングステン）から形成されている。この発熱抵抗体１０５の全体の抵抗値は３５０ｍΩである。また、発熱抵抗体１０５のうち発熱部１０５ｈの抵抗値は１２５ｍΩ、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２全体の抵抗値は２２５ｍΩである。従って、発熱部１０５ｈの抵抗分担率は約３６％である。
【００５０】
このうち発熱部１０５ｈは、Ｕ字状をなし、その凸部１０５ｈｓを先端側に向け、両端部１０５ｈｋ１，１０５ｈｋ２を基端側に向けた状態で、絶縁基体１０３内に配置されている。具体的には、発熱部１０５ｈは、その全体がセラミックヒータ１０１の軸線ＡＸ方向先端から２ｒ＝Ｒ（ｍｍ）以内の先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３の先端部１０３ｓ）内に配置されている。この発熱部１０５ｈの断面積（自身の延伸方向に直交する断面積）は約０．１５ｍｍ2 である。
【００５１】
このように発熱部１０５ｈを配設することにより、このセラミックヒータ１０１は、通電により加熱すると、先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３の先端部１０３ｓ）が最高温度となる温度分布を示す。更に詳細には、先端部１０３ｓのうちの半球状部１０３ｓａの半球面１３０ｓａｎ近傍が最高温度となる温度分布を示す。このため、ディーゼルエンジンの始動補助に必ずしも必要とされない部分を加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を低くできる。また、一般にセラミックヒータ１０１の先端を加熱した方がエンジンの始動性が向上するので、セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３の先端部１０３ｓ）が最高温度となる形態とすることで、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００５２】
発熱部１０５ｈに繋がる一対のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２は、それぞれ、軸線ＡＸ方向に延びる概略半円柱状をなす棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２と、この棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２の所定位置から外周に延出して、外部との電気的接続に利用される電極部１０５ｒｄ１，１０５ｒｄ２とから一体的に構成されている。
棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２の先端（図２中、下端）は、発熱部１０５ｈの両端部１０５ｈｋ１，１０５ｈｋ２にぞれぞれ繋がる一方、基端（図２中、上端）は、絶縁基体１０３の基端部１０３ｋ内まで延設されている。各々の棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２の軸線ＡＸに直交する横断面の断面積（自身の延伸方向に直交する断面積）は、それぞれ約１．５ｍｍ2 である。
【００５３】
また、このリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２は、このセラミックヒータ１０１を軸線ＡＸに直交する横断面で見たときに（図４参照）、径方向外側に膨出する外側膨出部１０５ｒ１ａ，１０５ｒ２ａと、径方向内側に膨出する内側膨出部１０５ｒ１ｂ，１０５ｒ２ｂとをそれぞれ有する形態とされている。従って、このリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２は、外側膨出部１０５ｒ１ａ，１０５ｒ２ａ及び内側膨出部１０５ｒ１ｂ，１０５ｒ２ｂの分だけ断面積が大きくなっており、抵抗が小さくなっている。
【００５４】
電極部１０５ｒｄ１，１０５ｒｄ２は、概略直方体形状をなしている。このうち一方の電極部１０５ｒｄ１は、絶縁基体１０３の基端部１０３ｋに配置され、一方の棒状部１０５ｒｃ１に接続すると共に、セラミックヒータ１０１の外部に露出している。また、他方の電極部１０５ｒｄ２は、絶縁基体１０３の基端部１０３ｋよりもやや先端側の所定位置に配置され、もう一方の棒状部１０５ｒｃ２に接続すると共に、セラミックヒータ１０１の外部に露出している。
【００５５】
ここで、このセラミックヒータ１０１の最高温度を１２００℃に維持したときの温度分布について説明する。図７に、このセラミックヒータ１０１の先端からの距離とその部分での発熱温度との関係を示す。また、比較形態として、発熱部１０５ｈ全体が先端部１０１ｓに埋設されていない、つまり、発熱部１０５ｈの一部が先端部１０１ｓに埋設され、残りが先端部１０１ｓよりも基端側に埋設されたセラミックヒータも用意した。そして、この比較形態のセラミックヒータについても、先端からの距離とその部分での発熱温度との関係を調べ、図７に示した。
なお、発熱温度は、放射温度計により測定した。セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓはＲ形状であるため、先端から距離ｒ（Ｒ／２）の範囲は、放射温度計による測定の都合上、実際の温度とは異なる。
【００５６】
図７のグラフから明らかなように、本実施形態１のセラミックヒータ１０１は、先端から１ｍｍ以内の部位で最高温度（１２００℃）となる。また、この部位から遠ざかるにつれて、発熱温度が急激に低下する。つまり、本実施形態１のセラミックヒータ１０１は、エンジンの始動補助に有用な先端近傍のみが集中的に加熱されている。逆に言えば、エンジンの始動補助に有用ではない部分までも加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を小さくできる。また、先端近傍が最高温度となるため、着火性が良好となり、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００５７】
これに対し、比較形態のセラミックヒータでは、先端から約３ｍｍも離れた部位で最高温度（１２００℃）に発熱している。また、本実施形態１のセラミックヒータ１０１に比べ、広い範囲にわたって高温とされている。つまり、比較形態のセラミックヒータは、同じ最高温度（１２００℃）とするのに、本実施形態１のセラミックヒータ１０１に比して、ヒータを全体的に加熱する必要がある。このため、消費電力が大きくなりがちである。また、最高温度となる位置が、本実施形態１のものよりも先端から大きく基端側にズレているので、本実施形態１に比べると、着火させにくく、エンジンの始動性が悪くなりがちである。
【００５８】
次に、グロープラグ１００のその他の部分について説明する（図１参照）。グロープラグ１００は、上述のセラミックヒータ１０１の基端側部分を保持する筒状の主体金具１２０を有する。この主体金具１２０は、先端側に位置し、セラミックヒータ１０１を保持するヒータ保持部材１２３と、このヒータ保持部材１２３の基端側に位置する主体金具本体１２１とから構成されている。
このうち主体金具本体１２１は、軸線ＡＸ方向に基端部１２１ｋから先端部１２１ｓまで延びる筒状をなしている。主体金具本体１２１の基端部１２１ｋには、このグロープラグ１００をディーゼルエンジンに取り付けるに際して、トルクレンチ等の工具を係合させるための六角断面形状の工具係合部１２１ｅが形成されている。また、主体金具本体１２１のうち、工具係合部１２１ｅよりも先端側の外周には、取付用のねじ部１２１ｆが形成されている。
【００５９】
この主体金具本体１２１の内側には、その基端側から、セラミックヒータ１０１に電力を供給するための棒状の金属端子軸１２５が、主体金具本体１２１と電気的に絶縁した状態で配置されている。主体金具本体１２１と金属端子軸１２５との間には、主体金具本体１２１の内周に形成された棚部１２１ｇの基端側に、気密封止及び水密封止のためのＯリング１２７が配置されている。また、主体金具本体１２１と金属端子軸１２５との間のうち、Ｏリング１２７の基端側には、通電端子軸１２５が挿通する筒状の絶縁ブッシュ１２９が配置されている。この絶縁ブッシュ１２９は、後述する端子金具１３３によって先端側に押圧され、Ｏリング１２７を棚部１２１ｇとの間で圧縮している。
【００６０】
ヒータ保持部材１２３は、筒状をなし、その基端部１２３ｋが主体金具本体１２１の先端部１２１ｓに溶接されている。このヒータ保持部材１２３には、前述のセラミックヒータ１０１の基端側部分が挿入され固定されている。具体的には、セラミックヒータ１０１は、先端部１０１ｓ及び基端部１０１ｋがそれぞれ突出するようにして、ヒータ保持部材１２３内に圧入されて、これに保持されている。
【００６１】
主体金具本体１２１に挿通された金属端子軸１２５の基端部１２５ｋは、主体金具本体１２１よりも基端側に突出している。そして、この基端部１２５ｋには、上記の絶縁ブッシュ１２９を介して端子金具１３３が取り付けられている。
一方、金属端子軸１２５の先端部１２５ｓは、筒状の接続リング１３５に挿入されて、これに溶接されている。また、この接続リング１３５には、他方でセラミックヒータ１０１の基端部１０１ｋが圧入され、基端部１０１ｋに設けられた一方の電極部１０５ｒｄ１（図１では不図示）が、接続リング１３５に電気的に接続されている。これにより、セラミックヒータ１０１の一方の電極部１０５ｒｄ１と、金属端子軸１２５とが電気的に接続されている。なお、セラミックヒータ１０１のもう一方の電極部１０５ｒｄ２（図１では不図示）は、セラミックヒータ１０１を保持するヒータ保持部材１２３、従って、主体金具１２０に電気的に接続されている。
【００６２】
次に、上記セラミックヒータ１０１及び上記グロープラグ１００の製造方法について説明する。まず、セラミックヒータ１００の製造方法について説明する（図８〜図１８参照）。
まず、第１未焼成基体形成工程において、絶縁性セラミック粉末、バインダ等を含有するセラミック粒子を、金型でプレス成型して、焼成後に絶縁基体１０３の一部となる第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（図８及び図９参照）。
【００６３】
この第１未焼成絶縁基体１５１は、絶縁基体１０３を、図２に示した縦断面図が見られるように軸線ＡＸ方向に沿って二分割したものの一方に対応する形状をなす。具体的には、図８及び図９に示すように、この第１未焼成絶縁基体１５１は、第１主面１５１ａを有する概略半円柱状をなす。そして、この第１主面１５１ａには、発熱抵抗体１０５に対応した形状をなす第１抵抗体対応凹部１５１ｊが凹設されている。この第１抵抗体対応凹部１５１ｊは、発熱抵抗体１０５の発熱部１０５ｈに対応した開口形状をなす第１発熱部対応凹部１５１ｊａと、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部１５１ｊｂとからなる。この第１抵抗体対応凹部１５１ｊの最大深さ（第１リード対応凹部１５１ｊｂにおける最大深さＦ１）は、１．２ｍｍである。
なお、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの深さＦＡは、適宜変更できるが、第１発熱部対応凹部１５１ｊａにおける最大深さＦ３を４０μｍ〜１ｍｍ程度、第１リード対応凹部１５１ｊｂにおける最大深さＦ１を０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００６４】
次に、第１透孔ＴＣ１を有する第１メタルマスクＭＭ１を用意する（図１０参照）。この第１メタルマスクＭＭ１は、本発明の第１リード対応メタルマスクに相当する。この第１メタルマスクＭＭ１の厚みＥ１は１５０μｍである。従って、この厚みＥ１は、第１リード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１（＝１．２ｍｍ）よりも小さい。
第１透孔ＴＣ１は、第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊの全体に対応した開口形状をなす。具体的には、第１透孔ＴＣ１は、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１発熱部対応凹部１５１ｊａに対応した開口形状をなす第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａと、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１リード対応凹部１５１ｊｂに対応した開口形状をなす第１リード対応孔部ＴＣ１ｂとからなる。
【００６５】
また、第１透孔ＴＣ１は、この第１メタルマスクＭＭ１を、図１０のように第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に重ね、この第１透孔ＴＣ１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊ上に位置合わせをして重ねたときに、第１透孔ＴＣ１に沿って、かつ、第１透孔ＴＣ１よりも内側に、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの開口縁１５１ｊｆ全体が露出する形態とされている。
【００６６】
より具体的には、第１透孔ＴＣ１の第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａを第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１発熱部対応凹部１５１ｊａ上に重ねたときに、第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａに沿って、かつ、第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａよりも内側に、第１発熱部対応凹部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａ全体が露出する形態とされている。また、第１透孔ＴＣ１の第１リード対応孔部ＴＣ１ｂを第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１リード対応凹部１５１ｊｂ上に重ねたときに、第１リード対応孔部ＴＣ１ｂに沿って、かつ、第１リード対応孔部ＴＣ１ｂよりも内側に、第１リード対応凹部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆ全体が露出する形態とされている。
【００６７】
更に詳細には、この第１透孔ＴＣ１は、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの開口縁１５１ｊｆよりも幅Ｈ１＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。そして、第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａは、第１発熱部対応凹部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａｆよりも幅Ｈ１＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。また、第１リード対応孔部ＴＣ１ｂは、第１リード対応凹部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆよりも幅Ｈ１＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ１は適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ１も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【００６８】
そして、第１印刷工程において、この第１メタルマスクＭＭ１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊ内及び第１透孔ＴＣ１内に印刷充填する（図１１も参照）。これにより、焼成後に発熱抵抗体１０５の一部となる第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成する。この第１未焼成発熱抵抗体１６１は、焼成後に発熱部１０５ｈとなる未焼成発熱部１６１ｈと、焼成後にリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の一部となる第１未焼成リード部１６１ｒとからなる。なお、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１は、導電性セラミック粉末７０重量％、絶縁性セラミック粉末３０重量％からなるセラミック粉末、バインダ、溶媒等から作られる。
【００６９】
この一方で、第２未焼成基体形成工程において、絶縁性セラミック粉末、バインダ等を含有するセラミック粒子を、金型でプレス成型して、焼成後に絶縁基体１０３の残部となる第２未焼成絶縁基体１５３を形成する（図１２及び図１３参照）。
この第２未焼成絶縁基体１５３は、絶縁基体１０３を、図２に示した断面図が見られるように軸線ＡＸ方向に沿って二分割したもののもう一方に対応する形状を有する。具体的には、図１２及び図１３に示すように、第２未焼成絶縁基体１５３は、第２主面１５３ａを有する概略半円柱状をなす。そして、この第２主面１５３ａには、発熱抵抗体１０５に対応した形状をなす第２抵抗体対応凹部１５３ｊが凹設されている。この第２抵抗体対応凹部１５３ｊは、発熱抵抗体１０５のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部１５３ｊｂのみからなり、発熱部１０５ｈに対応した部分は有しない。
なお、この第２リード対応凹部１５３ｊｂの深さＦＢも適宜変更できるが、最大深さＦ２を０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００７０】
次に、第２透孔ＴＣ２を有する第２メタルマスクＭＭ２を用意する（図１４参照）。この第２メタルマスクＭＭ２は、本発明の第２リード対応メタルマスクに相当する。この第２メタルマスクＭＭ２の厚みＥ２は１５０μｍである。従って、この厚みＥ２は、第２リード対応凹部１５３ｊｂの最大深さＦ２よりも小さい。第２透孔ＴＣ２は、第２未焼成絶縁基体１５３の第２抵抗体対応凹部１５３ｊの全体に対応した開口形状をなす。第２抵抗体対応凹部１５３ｊは、第２リード対応凹部１５３ｊｂのみからなるので、この第２透孔ＴＣ２は、第２リード対応凹部１５３ｊｂに対応した開口形状をなす第２リード対応孔部ＴＣ２ｂのみからなる。
【００７１】
また、この第２メタルマスクＭＭ２を、図１４のように第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａ上に重ね、この第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）を第２抵抗体対応凹部１５３ｊ（第２リード対応孔部１５３ｊｂ）上に位置合わせをして重ねる。このとき、第２透孔ＴＣ２は、第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）に沿って、かつ、第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）よりも内側に、第２抵抗体対応凹部１５３ｊの開口縁１５３ｊｆ全体（第２リード対応凹部１５３ｊｂの開口縁１５３ｊｂｆ全体）が露出する形態とされている。
【００７２】
更に詳細には、この第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）は、第２抵抗体対応凹部１５３ｊの開口縁１５３ｊｆ（第２リード対応凹部１５３ｊｂの開口縁１５３ｊｂｆ）よりも幅Ｈ２＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ２も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ２も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【００７３】
そして、第２印刷工程において、この第２メタルマスクＭＭ２を第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を第２抵抗体対応凹部１５３ｊ及び第２透孔ＴＣ２内に印刷充填する（図１５も参照）。これにより、焼成後に発熱抵抗体１０５の残部となる第２未焼成発熱抵抗体１６３を形成する。この第２未焼成発熱抵抗体１６３は、焼成後にリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の残部となる第２未焼成リード部１６３ｒのみからなり、焼成後の発熱部１０５ｈに相当する部分は存在しない。なお、本実施形態１では、第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２に前述の第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と同じものを用いる。
【００７４】
次に、焼成工程において、まず、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａと、第２印刷工程後の第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａとを合わせて、焼成後にセラミックヒータ１０１となる未焼成セラミックヒータ１７０を形成する（図１６〜図１８参照）。具体的には、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とを金型を用いてプレスして一体化することにより、未焼成セラミックヒータ１７０を形成する。これにより、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とから、焼成後に絶縁基体１０３となる未焼成絶縁基体１７１が形成される。また、第１未焼成発熱抵抗体１６１と第２未焼成発熱抵抗体１６３とから、焼成後の発熱部１０５ｈに対応した未焼成発熱部１７３ｈ及び焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した未焼成リード部１７３ｒからなる未焼成発熱抵抗体１７３が形成される。
【００７５】
続いて、未焼成セラミックヒータ１７０からバインダ成分等を除去するために、未焼成セラミックヒータ１７０を窒素雰囲気下で所定温度（例えば８００℃）で仮焼成する。その後、窒素雰囲気下で所定温度（例えば１８００℃）でホットプレス焼成を行うことにより、セラミックヒータ１０１を得る。その後は、このセラミックヒータ１０１に研磨等の加工を施して、図２に示したセラミックヒータ１０１を完成させる。
【００７６】
以上で説明したように、本実施形態１のセラミックヒータ１０１の製造方法では、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部１５１ｊｂを含む、発熱抵抗体１０５に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部１５１ｊを有する第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（第１未焼成基体形成工程）。そして、第１メタルマスクＭＭ１を用いたスクリーン印刷により、この第１未焼成絶縁基体１５１に、焼成後に発熱抵抗体１０５の一部となる第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成する（第１印刷工程）。
【００７７】
またその一方で、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部１５３ｊｂからなる、発熱抵抗体１０５に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部１５３ｊを有する第２未焼成絶縁基体１５３を形成する（第２未焼成基体形成工程）。そして、第２メタルマスクＭＭ２を用いたスクリーン印刷により、この第２未焼成絶縁基体１５３に、焼成後に発熱抵抗体１０５の残部となる第２未焼成発熱抵抗体１５３を形成する（第２印刷工程）。
【００７８】
このような方法では、第１，第２未焼成絶縁基体１５１，１５３の第１，第２抵抗体対応凹部１５１ｊ，１５３ｊの深さ、より具体的には、第１，第２リード対応凹部１５１ｊｂ，１５３ｊｂの深さＦ１，Ｆ２を適宜変更するだけで、発熱抵抗体１０５のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の厚み、更にはリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の断面積を容易に変更できる。このため、従来の発熱抵抗体を印刷形成する方法に比して、発熱抵抗体の１０５のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の断面積を容易に大きくできる。従って、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２にタングステン線などの金属材料を用いなくても、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さくでき、発熱抵抗体１０５の消費電力を小さくできる。
【００７９】
特に本実施形態１では、第１，第２未焼成絶縁基体１５１，１５３の両方に未焼成発熱抵抗体１６１，１６３を形成しているので、第１，第２抵抗体対応凹部１５１ｊ，１５３ｊ（第１，第２リード対応凹部１５１ｊｂ，１５３ｊｂ）の深さ（Ｆ１，Ｆ２）をそれぞれ浅めにしても、焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の断面積を容易に大きくできる。一方、未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１，ＤＰ２は、第１，第２抵抗体対応凹部１５１ｊ，１５３ｊ（第１，第２リード対応凹部１５１ｊｂ，１５３ｊｂ）の深さが浅いほど確実に充填しやすいので、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３（第１，第２未焼成リード部１６１ｒ，１６３ｒ）の断面積バラツキを小さくできる。従って、焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さくすると共に、発熱抵抗体１０５（リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２）の抵抗値バラツキを小さくできる。
【００８０】
また、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３をスクリーン印刷により形成しているので、発熱部１０５ｈの断面積を容易に小さくできる。また、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３は第１，第２未焼成絶縁基体１５１，１５３に印刷形成しているので、別途、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３のみを形成する従来の射出成形による方法に比して、未焼成発熱部１６１ｈの断面積を小さくしても、折損等が生じにくく、取り扱いが容易で、生産性を向上させることができる。
よって、発熱部１０５ｈの抵抗を大きく、また、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さくして、発熱部１０５ｈでより集中して発熱させることができる。また、生産性を向上させることができる。
【００８１】
更に本実施形態１では、第１未焼成発熱抵抗体１６１の第１未焼成リード部１６１ｒを、第１リード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１よりも厚みＥ１を小さくした第１メタルマスクＭＭ１を用いて印刷形成する（第１印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第１メタルマスクＭＭ１を剥がしたときに、第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａから膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１の体積が、第１リード対応凹部１５１ｊｂ内に充填される第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１の体積に比して、小さくなる。第１主面１５１ａから膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１の体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第１未焼成リード部１６１ｒを全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００８２】
同様に、第２未焼成発熱抵抗体１６３の第２未焼成リード部１６３ｒを、第２リード対応凹部１５３ｊｂの最大深さＦ２よりも厚みＥ２を小さくした第２メタルマスクＭＭ２を用いて印刷形成する（第２印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第２メタルマスクＭＭ２を剥がしたときに、第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａから膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２の体積が、第２リード対応凹部１５３ｊｂ内に充填される第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２の体積に比して、小さくなる。第２主面１５３ａから膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２の体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第２未焼成リード部１６３ｒを全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００８３】
また、第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａと第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａを合わせて一体化して、未焼成セラミックヒータ１７０を形成する際に、第１，第２主面１５１ａ，１５３ａから膨出する第１，第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１，ＤＰ２の体積を小さくすれば、第１，第２未焼成リード部１６１ｒ，１６３ｒを一体化して形成する未焼成リード部１７３ｒの形状バラツキも小さくできる。
従って、第１，第２未焼成リード部１６１ｒ，１６３ｒの断面積を安定化できると共に、これらを一体化した未焼成リード部１７３ｒの形状も安定化できるので、焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗値バラツキも抑制できる。よって、発熱抵抗体１０５の抵抗値バラツキが少ないセラミックヒータ１０１を容易に製造できる。
【００８４】
また本実施形態１では、第１メタルマスクＭＭ１の第１透孔ＴＣ１は、この第１透孔ＴＣ１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊ上に重ねたときに、この第１透孔ＴＣ１に沿って、かつ、この第１透孔ＴＣ１よりも内側に、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの開口縁１５１ｊｆ全体が露出する形態とされている。このため、第１印刷工程において、第１メタルマスクＭＭ１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に載置したときに、第１透孔ＴＣ１が第１抵抗体対応凹部１５１ｊから若干ズレたとしても、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊ内に確実に充填できる。
【００８５】
また、第２メタルマスクＭＭ２の第２透孔ＴＣ２は、この第２透孔ＴＣ２を第２未焼成絶縁基体１５３の第２抵抗体対応凹部１５３ｊ上に重ねたときに、この第２透孔ＴＣ２に沿って、かつ、この第２透孔ＴＣ２よりも内側に、第２抵抗体対応凹部１５３ｊの開口縁１５３ｊｆ全体が露出する形態とされている。このため、第２印刷工程において、第２メタルマスクＭＭ２を第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａ上に載置したときに、第２透孔ＴＣ２が第２抵抗体対応凹部１５３ｊから若干ズレたとしても、第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を第２抵抗体対応凹部１５３ｊ内に確実に充填できる。
従って、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３の断面積にバラツキが生じることを抑制し、焼成後の発熱抵抗体１０５の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００８６】
また本実施形態１では、第１印刷工程において、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の一部となる第１未焼成リード部１６１ｒを形成すると共に、第２印刷工程において、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の残部となる第２未焼成リード部１６３ｒを形成しているので、断面積の大きなリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２を容易に形成できる。一方、焼成後に発熱部１０５ｈとなる未焼成発熱部１６１ｈは、第１印刷工程でのみ形成し、第２印刷工程では形成しないので、断面積の小さな発熱部１０５ｈを容易に形成できる。
【００８７】
次いで、上記グロープラグ１００の製造方法について説明する。まず、セラミックヒータ１０１を上記の製造方法により製造する（ヒータ製造工程）。また、主体金具本体１２１やヒータ保持部材１２３、接続リング１３５、金属端子軸１２５、Ｏリング１２７、絶縁ブッシュ１２９、端子金具１３３など、グロープラグ１００を構成するその他の部材も用意する。次に、これらの部材を用いてグロープラグ１００を組み立てて、図１に示したグロープラグ１００を得る（プラグ組立工程）。
【００８８】
ヒータ製造工程においては、前述したように、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さく、発熱部１０５ｈの抵抗を大きくできると共に、セラミックヒータ１０１の生産性を向上させることもできる。従って、このセラミックヒータ１０１を用いてグロープラグ１００を組み立てれば、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さく、発熱部１０５ｈの抵抗を大きくしたグロープラグ１００を製造できる。また、グロープラグ１００の生産性を向上させることができる。
【００８９】
（実施形態２）
次いで、第２の実施形態について説明する。上記実施形態１のセラミックヒータ１０１の製造方法では、第１印刷工程で用いる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と、第２印刷工程で用いる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を同じものとした。これに対し、本実施形態２では、第１印刷工程で用いる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と、第２印刷工程で用いる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３を異なるものとする。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００９０】
本実施形態２のセラミックヒータ２０１の製造方法では、まず、上記実施形態１と同様に第１未焼成基体形成工程を行い、第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（図８及び図９参照）。その後、第１印刷工程を行い、焼成後に発熱抵抗体２０５の一部となる第１未焼成発熱抵抗体２６１を形成する（図１０及び図１１参照）。
その際、本実施形態２では、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３として、上記実施形態１よりも焼成後に高抵抗となる未焼成導電性セラミックペーストを用いる。具体的には、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３として、導電性セラミック粉末６４重量％、絶縁性セラミック粉末３６重量％からなるセラミック粉末、バインダ等からなる未焼成導電性セラミックペーストを用いる。これにより、未焼成発熱部２６１ｈと第１未焼成リード部２６１ｒとからなる第１未焼成発熱抵抗体２６１は、焼成すると、上記実施形態１よりも（導電性が低く）高抵抗なものとなる（図１９参照）。
【００９１】
次に、上記実施形態１と同様に、第２未焼成基体形成工程を行い、続いて第２印刷工程を行う（図１２〜図１５参照）。第２印刷工程で用いる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２は、上記実施形態１と同様である。従って、これにより作られる第２未焼成発熱抵抗体１６３は、焼成すると、上記実施形態１と同様に（導電性が高く）低抵抗なものとなり、本実施形態２の第１未焼成発熱抵抗体２６１を焼成したものよりも低抵抗となる。
【００９２】
その後、焼成工程において、まず、上記実施形態１と同様にして、焼成後にセラミックヒータ２０１となる未焼成セラミックヒータ２７０を形成する（図２０及び図２１参照）。これにより、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とから、焼成後に絶縁基体１０３となる未焼成絶縁基体２７１ができる。また、第１未焼成発熱抵抗体２６１と第２未焼成発熱抵抗体１６３とから、焼成後に発熱抵抗体２０５となる未焼成発熱抵抗体２７３ができる。具体的には、焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３からなる未焼成発熱部２６１ｈから、焼成後に発熱部２０５ｈとなる未焼成発熱部２７３ｈが形成される。また、焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３からなる第１未焼成リード部２６１ｒと、焼成後に低抵抗となる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２からなる第２未焼成発熱抵抗体１６３（第２未焼成リード部１６３ｒ）とから、焼成後にリード部２０５ｒ１，２０５ｒ２となる未焼成リード部２７３ｒが形成される。
【００９３】
続いて、焼成を行い、上記実施形態１と同様に、セラミックヒータ２０１を完成させる。このようにして製造したセラミックヒータ２０１は、発熱抵抗体２０５の発熱部２０５ｈの形状が上記実施形態１と同じであるにも拘わらず、上記実施形態１に比して、抵抗が高い。一方、リード部２０５ｒ１，２０５ｒ２は、その約半分が上記実施形態１と同様に、焼成後に低抵抗となる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を用いて形成されている。このため、リード部２０５ｒ１，２０５ｒ２全体として見れば十分に導電性が高く、抵抗は十分に低い状態とし得る。このよう本実施形態２の製造方法では、２種類の未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１，ＤＰ３を用いることにより、発熱部２０５ｈ及びリード部２０５ｒ１，２０５ｒ２の形状を変更することなく、発熱部２０５ｈの抵抗を大きく、また、リード部２０５ｒ１，２０５ｒ２の抵抗を小さくできる。よって、発熱部２０５ｈの抵抗分担率（発熱抵抗体２０５全体に占める発熱部２０５ｈの抵抗の割合）を更に向上させることができ、発熱部２０５ｈでより集中して発熱させることができる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【００９４】
（実施形態３）
次いで、第３の実施形態について説明する。上記実施形態１では、第２未焼成基体形成工程を行って第２未焼成絶縁基体１５３を形成し、更に第２印刷工程を行って第２未焼成発熱抵抗体１６３を形成し、これらを第１未焼成絶縁基体１５１及び第１未焼成発熱抵抗体１６１に合わせて一体化し、未焼成セラミックヒータ１７０を形成している。これに対し、本実施形態３では、第２未焼成基体形成工程や第２印刷工程を行わずに、第１未焼成絶縁基体１５１及び第１未焼成発熱抵抗体１６１上に、未焼成絶縁基体３７１の残部を直接形成して、未焼成セラミックヒータ３７０を形成している。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００９５】
本実施形態２のセラミックヒータ３０１の製造方法では、まず、上記実施形態１と同様に第１未焼成基体形成工程を行い、第１未焼成絶縁基体１５１を形成し（図８及び図９参照）、続いて第１印刷工程を行い、第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成する（図１０及び図１１参照）。
その後は、第２未焼成基体形成工程及び第２印刷工程を行わずに、焼成工程に進む。そして、本実施形態３の焼成工程では、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に、絶縁性セラミック粉末、バインダ等を含有するセラミック粉末を載せて、プレス加工を行うことにより、未焼成絶縁基体３７１の残部を直接形成して、図２２及び図２３に示すように、未焼成セラミックヒータ３７０を形成する。
【００９６】
これにより、焼成後に絶縁基体３０３となる未焼成絶縁基体３７１ができる。また、焼成後に発熱抵抗体３０５となる未焼成発熱抵抗体３７３ができる。具体的には、第１未焼成発熱抵抗体１６１の未焼成発熱部１６１ｈから、焼成後に発熱部３０５ｈとなる未焼成発熱部３７３ｈが形成される。また、１未焼成発熱抵抗体１６１の第１未焼成リード部１６１ｒから、焼成後にリード部３０５ｒ１，３０５ｒ２となる未焼成リード部３７３ｒが形成される。
【００９７】
続いて、焼成を行い、上記実施形態１と同様に、セラミックヒータ３０１を完成させる。本実施形態２の製造方法では、上記のように第２未焼成基体形成工程及び第２印刷工程を行わないので、上記実施形態１等に比して、工数を減らすことができる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【００９８】
（実施形態４）
次いで、第４の実施形態について説明する。上記実施形態１では、第１印刷工程において、一回の印刷により第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成している（図１０及び図１１参照）。これに対し、本実施形態４では、第１印刷工程において、複数回（具体的には二回）の印刷により、第１未焼成発熱抵抗体４６１を形成している（図２４〜図２７参照）。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００９９】
本実施形態４のセラミックヒータ４０１の製造方法では、まず、上記実施形態１と同様に第１未焼成基体形成工程を行い、第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（図８及び図９参照）。
次に、第１印刷工程を行い、焼成後に発熱抵抗体４０５となる第１未焼成発熱抵抗体４６１を形成する（図２４〜図２７参照）。具体的には、第１−１透孔ＴＣ１１を有する第１−１メタルマスクＭＭ１１を用意する（図２４参照）。なお、この第１−１メタルマスクＭＭ１１は、本発明の第１リード対応メタルマスクに相当する。
【０１００】
この第１−１メタルマスクＭＭ１１の厚みＥ３は１５０μｍである。従って、この厚みＥ３は、第１リード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１よりも小さい。第１−１透孔ＴＣ１１は、第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうち、第１リード対応凹部１５１ｊｂに対応した開口形状をなす。つまり、第１−１透孔ＴＣ１１は、第１リード対応凹部１５１ｊｂに対応した開口形状をなす第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂのみからなる。
【０１０１】
また、この第１−１メタルマスクＭＭ１１を、図２４のように第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に重ね、この第１−１透孔ＴＣ１１（第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂ）を第１リード対応孔部１５１ｊｂ上に位置合わせをして重ねる。このとき、第１−１透孔ＴＣ１１（第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂ）は、第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂに沿って、かつ、第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂよりも内側に、第１リード対応孔部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆ全体が露出する形態とされている。
【０１０２】
更に詳細には、この第１−１透孔ＴＣ１１（第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂ）は、第１リード対応凹部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆよりも幅Ｈ３＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ３も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ３も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【０１０３】
そして、この第１−１メタルマスクＭＭ１１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうちの第１リード対応凹部１５１ｊｂ内及び第１−１透孔ＴＣ１１内に印刷充填する（図２５も参照）。この一度目の印刷により、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後にリード部４０５ｒ１，４０５ｒ２の一部となる第１未焼成リード部４６１ｒが形成される。なお、第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１は、上記実施形態１で用いた第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と同じである。
【０１０４】
次に、第１−２透孔ＴＣ１２を有する第１−２メタルマスクＭＭ１２を用意する（図２６参照）。この第１−２メタルマスクＭＭ１２の厚みＥ４は１５０μｍである。この第１−２透孔ＴＣ１２は、第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうち、第１発熱部対応凹部１５１ｊａに対応した開口形状をなす。つまり、第１−２透孔ＴＣ１２は、第１発熱部対応凹部１５１ｊａに対応した開口形状をなす第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａのみからなる。
【０１０５】
また、この第１−２メタルマスクＭＭ１２を、図２６のように第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に重ね、この第１−２透孔ＴＣ１２（第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａ）を第１発熱部対応孔部１５１ｊａ上に位置合わせをして重ねる。このとき、第１−２透孔ＴＣ１２（第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａ）は、第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａに沿って、かつ、第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａよりも内側に、第１発熱部対応孔部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａｆ全体が露出する形態とされている。
【０１０６】
更に詳細には、この第１−２透孔ＴＣ１２（第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａ）は、第１発熱部対応凹部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａｆよりも幅Ｈ４＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ４も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ４も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【０１０７】
そして、この第１−２メタルマスクＭＭ１２を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２を第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうちの第１発熱部対応凹部１５１ｊａ内及び第１−２透孔ＴＣ１２内に印刷充填する（図２７も参照）。この２度目の印刷により、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後に発熱部４０５ｈとなる未焼成発熱部４６１ｈが形成される。なお、第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２は、上記実施形態２で用いた第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３と同じであり、上記の第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１よりも、焼成後に高抵抗となるものである。
このように本実施形態４では、第１−１，第１−２メタルマスクＭＭ１１，ＭＭ１２と第１−１，第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１，ＤＰ１２を変更して、二度印刷を行うことにより、第１未焼成発熱抵抗体４６１を形成する。
【０１０８】
その後、上記実施形態１と同様に、第２未焼成基体形成工程と第２印刷工程を行う（図１２〜図１５参照）。
更に、上記実施形態１と同様に、焼成工程を行い、図２８に示すように、焼成後にセラミックヒータ４０１となる未焼成セラミックヒータ４７０を形成する。これにより、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とから、焼成後に絶縁基体１０３となる未焼成絶縁基体４７１ができる。また、第１未焼成発熱抵抗体４６１と、第２未焼成発熱抵抗体１６３とから、焼成後に発熱抵抗体４０５となる未焼成発熱抵抗体４７３ができる。具体的には、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後に高抵抗となる第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２からなる未焼成発熱部４６１ｈから、焼成後に発熱部４０５ｈとなる未焼成発熱部４７３ｈが形成される。また、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後に低抵抗となる第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１からなる第１未焼成リード部４６１ｒと、同じく焼成後に低抵抗となる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２からなる第２未焼成発熱抵抗体１６３（第２未焼成リード部１６３ｒ）とから、焼成後にリード部４０５ｒ１，４０５ｒ２となる未焼成リード部４７３ｒが形成される。
続いて、焼成を行い、上記実施形態１と同様に、セラミックヒータ４０１を完成させる。
【０１０９】
本実施形態４では、上記のように、第１印刷工程を、第１−１，第１−２メタルマスクＭＭ１１，ＭＭ１２と第１−１，第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１，ＤＰ１２を変更した二度の印刷により行っている。このため、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、未焼成発熱部４６１ｈを構成する第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２と、第１未焼成リード部４６１ｒを構成する第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１とを異ならせることができる。これにより、未焼成発熱部４６１ｈの焼成後における導電性を低くする一方、第１未焼成リード部４６１ｒの焼成後における導電性を高くできる。従って、焼成後の発熱部４０５ｈの抵抗を高くできる一方で、焼成後のリード部４０５ｒ１，４０５ｒ２の抵抗を低くできるので、発熱抵抗体４０５の形状を変更することなく、発熱部４０５ｈの抵抗を大きく、また、リード部４０５ｒ１，４０５ｒ２の抵抗を小さくできる。よって、発熱部４０５ｈの抵抗分担率を容易に更に向上させることができ、発熱部４０５ｈでより集中して発熱させることができる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【０１１０】
以上において、本発明を実施形態１〜４に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜４に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態１等では、第１未焼成絶縁基体１５１に、発熱抵抗体１０５の発熱部１０５ｈとリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２とに対応した第１抵抗体対応凹部１５１ｊを設けている。しかし、図２９に示すように、第１抵抗体対応凹部５５１ｊを、発熱抵抗体５０５のリード部５０５ｒ１，５０５ｒ２のみに対応した形状とすることもできる。
【０１１１】
この場合、未焼成発熱部５６１ｈと第１未焼成リード部５６１ｒとからなる第１未焼成発熱抵抗体５６１のうちの未焼成発熱部５６１ｈは、第１未焼成絶縁基体５５１の第１主面５５１ａ上で、かつ、第１メタルマスクＭＭ１の第１透孔内ＴＣ１に印刷充填される第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１によって形成される。従って、未焼成発熱部５６１ｈの厚み、従って断面積を更に小さくでき、焼成後の発熱部５０５ｈの断面積も更に小さくできる。よって、発熱部５０５ｈの抵抗分担率を容易に更に向上させることができ、発熱部５０５ｈでより集中して発熱させることができる。
【０１１２】
また、上記実施形態１〜４では、セラミックヒータ１０１等の先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３等の先端部１０３ｓ）を半球状とした。しかし、この先端部１０１ｓ（１０３ｓ）は、先端が尖った円錐状や角錐状としてもよいし、先端が平らな円柱状や角柱状などとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】実施形態１に係るグロープラグの縦断面図である。
【図２】実施形態１に係るセラミックヒータの縦断面図である。
【図３】実施形態１に係るセラミックヒータの図２と直交する方向から見た部分縦断面図である。
【図４】実施形態１に係るセラミックヒータの図２におけるＡ−Ａ’横断面図である。
【図５】実施形態１に係るセラミックヒータの図２の先端部分を示す部分拡大断面図である。
【図６】実施形態１に係るセラミックヒータの図３の先端部分を示す部分拡大断面図である。
【図７】実施形態と比較形態に係る各セラミックヒータの先端からの距離と発熱温度との関係を示すグラフである。
【図８】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体を示す図であり、図９におけるＣ−Ｃ’断面を示す説明図である。
【図９】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の図８におけるＢ−Ｂ’断面を示す説明図である。
【図１０】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体に第１メタルマスクを載置して第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図１１】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１抵抗体対応凹部内及び第１メタルマスクの第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図１２】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体を示す図であり、図１３におけるＥ−Ｅ’断面を示す説明図である。
【図１３】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体の図１２におけるＤ−Ｄ’断面を示す説明図である。
【図１４】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体に第２メタルマスクを載置して第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図１５】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体の第２抵抗体対応凹部内及び第２メタルマスクの第２透孔内に第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図１６】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体と第２印刷工程後の第２未焼成絶縁基体とを合わせる様子を示す説明図である。
【図１７】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体と第２未焼成絶縁基体等を一体化して未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す図であり、図１８におけるＧ−Ｇ’断面を示す説明図である。
【図１８】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータの図１７におけるＦ−Ｆ’断面を示す説明図である。
【図１９】実施形態２に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体と第２印刷工程後の第２未焼成絶縁基体とを合わせる様子を示す説明図である。
【図２０】実施形態２に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体と第２未焼成絶縁基体とを一体化して未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す図であり、図２１におけるＪ−Ｊ’断面を示す説明図である。
【図２１】実施形態２に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータの図２０におけるＨ−Ｈ’断面を示す説明図である。
【図２２】実施形態３に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す図であり、図２３におけるＬ−Ｌ’断面を示す説明図である。
【図２３】実施形態３に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータの図２２におけるＫ−Ｋ’断面を示す説明図である。
【図２４】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体に第１−１メタルマスクを載置して第１−１未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図２５】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１リード対応凹部内及び第１−１メタルマスクの第１−１透孔内に第１−１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図２６】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体に第１−２メタルマスクを載置して第１−２未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図２７】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１発熱部対応凹部内及び第１−２メタルマスクの第１−２透孔内に第１−２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図２８】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体と第２未焼成絶縁基体とを一体化して未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す説明図である。
【図２９】他の実施形態に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１抵抗体対応凹部内及び第１メタルマスクの第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１００ グロープラグ
１０１，２０１，３０１，４０１ セラミックヒータ
１０１ｓ 先端部
１０３，３０３ 絶縁基体
１０３ｓ 先端部
１０５，２０５，３０５，４０５，５０５ 発熱抵抗体
１０５ｈ，２０５ｈ，３０５ｈ，４０５ｈ，５０５ｈ 発熱部
１０５ｒ１，１０５ｒ２，２０５ｒ１，２０５ｒ２，３０５ｒ１，３０５ｒ２，４０５ｒ１，４０５ｒ２，５０５ｒ１，５０５ｒ２ リード部
１５１，５５１ 第１未焼成絶縁基体
１５１ａ，５５１ａ 第１主面
１５１ｊ，５５１ｊ 第１抵抗体対応凹部
１５１ｊｆ 開口縁
１５１ｊａ 第１発熱部対応凹部
１５１ｊａｆ 開口縁
１５１ｊｂ 第１リード対応凹部
１５１ｊｂｆ 開口縁
１５３ 第２未焼成絶縁基体
１５３ａ 第２主面
１５３ｊ 第２抵抗体対応凹部
１５３ｊｆ 開口縁
１５３ｊｂ 第２リード対応凹部
１５３ｊｂｆ 開口縁
１６１，２６１，４６１，５６１ 第１未焼成発熱抵抗体
１６１ｈ，２６１ｈ，４６１ｈ，５６１ｈ 未焼成発熱部
１６１ｒ，２６１ｒ，４６１ｒ，５６１ｒ 第１未焼成リード部
１６３ 第２未焼成発熱抵抗体
１６３ｒ 第２未焼成リード部
１７０，２７０，３７０，４７０ 未焼成セラミックヒータ
１７１，２７１，３７１，４７１ 未焼成絶縁基体
１７３，２７３，３７３，４７３ 未焼成発熱抵抗体
１７３ｈ，２７３ｈ，３７３ｈ，４７３ｈ 未焼成発熱部
１７３ｒ，２７３ｒ，３７３ｒ，４７３ｒ 未焼成リード部
ＡＸ 軸線
Ｂ，Ｃ 長さ
ｒ 半径
Ｒ 直径（最大幅）
Ｆ１，Ｆ２ 最大深さ
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ 厚み
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４ 幅
ＭＭ１ 第１メタルマスク
ＴＣ１ 第１透孔
ＴＣ１ａ 発熱部対応孔部
ＴＣ１ｂ リード部対応孔部
ＭＭ１１ 第１−１メタルマスク
ＴＣ１１ 第１−１透孔
ＴＣ１１ｂ リード部対応孔部
ＭＭ１２ 第１−１メタルマスク
ＴＣ１２ 第１−２透孔
ＴＣ１２ａ 発熱部対応孔部
ＭＭ２ 第２メタルマスク
ＴＣ２ 第２透孔
ＴＣ２ｂ リード部対応孔部
ＳＫ スキージ
ＤＰ１，ＤＰ３ 第１未焼成導電性セラミックペースト
ＤＰ１１ 第１−１未焼成導電性セラミックペースト
ＤＰ１２ 第１−２未焼成導電性セラミックペースト
ＤＰ２ 第２未焼成導電性セラミックペースト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、導電性セラミックからなり、絶縁基体内に埋設されて通電により発熱する発熱抵抗体とを有するセラミックヒータ、及び、セラミックヒータの製造方法、並びに、このようなセラミックヒータを備えるグロープラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、導電性セラミックからなり、絶縁基体内に埋設されて通電により発熱する発熱抵抗体とを有するセラミックヒータが知られている。このようなセラミックヒータには、大別すると二通りの製造方法がある。
第１の製造方法は、発熱抵抗体を射出成形する方法である。即ち、未焼成絶縁性セラミックからなる２つの半割り基体を形成する。つまり、焼成後に絶縁基体の一部となる第１未焼成絶縁基体と、焼成後に絶縁基体の残部となる第２未焼成絶縁基体とをそれぞれ形成する。これら第１，第２未焼成絶縁基体には、それぞれ発熱抵抗体の形状に対応した開口形状をなす凹部を形成しておく。
【０００３】
その一方で、発熱抵抗体の形状に対応したキャビティを有する金型に、導電性セラミック粉末、バインダ等を含有するコンパウンドを射出して、焼成後に発熱抵抗体となる未焼成発熱抵抗体を射出成形する。そして、この未焼成発熱抵抗体を第１未焼成絶縁基体の凹部に配置し、更にこれらに未焼成第２絶縁基体を合わせて三者を一体化して、未焼成セラミックヒータを形成する。その後、この未焼成セラミックヒータを焼成して、セラミックヒータを得る。このような製造方法は、例えば特許文献１に開示されている（特許文献１の図４，図５やその説明箇所等を参照）。
【０００４】
第２の製造方法は、発熱抵抗体を印刷形成する方法である。即ち、未焼成絶縁性セラミックからなる２つの未焼成絶縁基体を形成する。次に、一方の未焼成絶縁基体の表面に、未焼成導電性セラミックペーストを印刷して、未焼成発熱抵抗体を印刷形成する。次に、これらに他方の未焼成絶縁基体を合わせて三者を一体化し、未焼成セラミックヒータを形成する。その後、この未焼成セラミックヒータを焼成して、セラミックヒータを得る。このような製造方法は、例えば特許文献２に開示されている（特許文献２の図１やその説明箇所等を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８８０２７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、発熱抵抗体の低消費電力化を実現するためには、発熱部で集中して発熱するように、発熱部の抵抗を相対的に大きくする一方、この発熱部へ通電するためのリード部の抵抗を小さくするのが好ましい。そこで、この発熱部を細く（断面積を小さく）形成する必要があるが、発熱抵抗体を射出成形する場合には、断面積の小さい発熱部の形成自体が難しくなる。また、発熱部を細い形状にすると、発熱部の強度が低下するため折損しやすくなり、未焼成発熱抵抗体のハンドリング性が悪くなる。また、射出成形用の金型が劣化すると、射出成形体（未焼成発熱抵抗体）のバリ取りに時間とコストが掛かるようになる。また、射出成形用金型を形成するには時間とコストが掛かるので、新たなセラミックヒータの開発の足枷となる場合がある。
【０００７】
一方、発熱抵抗体を印刷形成する方法では、発熱抵抗体を厚く（断面積を大きく）形成するのが難しい。具体的には、発熱抵抗体の厚みは最大でも８０μｍ程度にしかできない。このため、リード部の抵抗が大きくなって、発熱抵抗体の消費電力が大きくなりがちである。発熱抵抗体を複数個積層すれば、全体として発熱抵抗体の低消費電力化を実現できるが、発熱抵抗体の形成するための工数が多くなるなど生産性に劣る。
【０００８】
これに対し、リード部にタングステン線などの金属材料を用いれば、リード部の抵抗を低くでき、低消費電力化を実現できるが、リード部（タングステン線）と絶縁基体との界面で反応が生じるおそれがある。また、タングステン線は、熱膨張係数が発熱部の導電性セラミックよりも大きいため、タングステン線と発熱部との接続部分で強度が低下するおそれがある。一方、リード部だけでなく発熱部もタングステン線により形成することも考えられる。しかし、タングステン線は耐熱性が比較的低いため、セラミックヒータの使用温度によっては、セラミックヒータの耐久性が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、発熱部の抵抗を大きく、また、リード部の抵抗を小さして、発熱部でより集中して発熱させることができると共に、生産性を向上させることができるセラミックヒータ、セラミックヒータの製造方法及びグロープラグ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】
その解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるセラミックヒータの製造方法であって、第１主面、及び、この第１主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部を少なくとも含む第１抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる第１未焼成絶縁基体、を形成する第１未焼成基体形成工程と、一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第１未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の一部となる第１未焼成発熱抵抗体を形成する第１印刷工程であって、前記第１未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の一部となる第１未焼成リード部については、前記第１リード対応凹部に対応した第１リード対応孔部を含む第１透孔を有する第１リード対応マスクであって、その厚みが前記第１リード対応凹部の最大深さよりも小さい第１リード対応マスクを、前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に載置し、前記第１抵抗体対応凹部内及び前記第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第１印刷工程と、第２主面、及び、この第２主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部を少なくとも含む第２抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の残部となる第２未焼成絶縁基体、を形成する第２未焼成基体形成工程と、一又は複数種の第２マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第２未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の残部となる第２未焼成発熱抵抗体を形成する第２印刷工程であって、前記第２未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の残部となる第２未焼成リード部については、前記第２リード対応凹部に対応した第２リード対応孔部を含む第２透孔を有する第２リード対応マスクであって、その厚みが前記第２リード対応凹部の最大深さよりも小さい第２リード対応マスクを、前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に載置し、前記第２抵抗体対応凹部内及び前記第２透孔内に第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第２印刷工程と、前記第１印刷工程後の前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面と、前記第２印刷工程後の前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面とを合わせ、前記第１未焼成絶縁基体、前記第２未焼成絶縁基体、前記第１未焼成発熱抵抗体及び前記第２未焼成発熱抵抗体からなり、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、を備えるセラミックヒータの製造方法である。
【００１１】
本発明では、まず、リード部に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部を少なくとも含む、発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部を有する第１未焼成絶縁基体を形成する（第１未焼成基体形成工程）。そして、一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、この第１未焼成絶縁基体に、焼成後に発熱抵抗体の一部となる第１未焼成発熱抵抗体を形成する（第１印刷工程）。
また、リード部に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部を少なくとも含む、発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部を有する第２未焼成絶縁基体を形成する（第２未焼成基体形成工程）。そして、一又は複数種の第２マスクを用いたスクリーン印刷により、この第２未焼成絶縁基体に、焼成後に発熱抵抗体の残部となる第２未焼成発熱抵抗体を形成する（第２印刷工程）。
【００１２】
このような方法では、第１，第２未焼成絶縁基体の第１，第２抵抗体対応凹部の深さ、より具体的には、第１，第２リード対応凹部の深さを適宜変更するだけで、発熱抵抗体のリード部の厚み、更にはリード部の断面積を容易に変更できる。このため、従来の発熱抵抗体を印刷形成する方法に比して、発熱抵抗体のリード部の断面積を容易に大きくできる。従って、リード部にタングステン線などの金属材料を用いなくても、リード部の抵抗を小さくでき、発熱抵抗体の消費電力を小さくできる。
【００１３】
特に本発明では、第１，第２未焼成絶縁基体の両方に未焼成発熱抵抗体を形成しているので、第１，第２抵抗体対応凹部（第１，第２リード対応凹部）の深さをそれぞれ浅めにしても、焼成後のリード部の断面積を容易に大きくできる。一方、未焼成導電性セラミックペーストは、第１，第２抵抗体対応凹部（第１，第２リード対応凹部）の深さが浅いほど確実に充填されやすいので、第１，第２未焼成発熱抵抗体（第１，第２未焼成リード部）の断面積バラツキを小さくできる。従って、リード部の抵抗を小さくすると共に、発熱抵抗体（リード部）の抵抗値バラツキを小さくできる。
【００１４】
また、第１，第２未焼成発熱抵抗体をスクリーン印刷により形成しているので、射出成形する場合に比して、発熱部の断面積を容易に小さくできる。また、第１，第２未焼成発熱抵抗体は第１，第２未焼成絶縁基体に直接、印刷形成しているので、別途、第１，第２未焼成発熱抵抗体のみを形成する従来の射出成形による方法に比して、発熱部の断面積を小さくしても、折損等が生じにくく、取り扱いが容易で、生産性を向上させることができる。
よって、本発明によれば、発熱部の抵抗を大きく、また、リード部の抵抗を小さくして、発熱部でより集中して発熱させることができると共に、生産性を向上させることができる。
【００１５】
更に本発明では、第１未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも第１未焼成リード部については、第１抵抗体対応凹部の第１リード対応凹部の最大深さよりも厚みを小さくした第１リード対応マスクを用いて印刷形成する（第１印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第１リード対応マスクを剥がしたときに、第１未焼成絶縁基体の第１主面から膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストの体積が、第１リード対応凹部内に充填される第１未焼成導電性セラミックペーストの体積に比して、小さくなる。第１主面から膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストの体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第１未焼成リード部を全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００１６】
同様に、第２未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも第２未焼成リード部については、第２抵抗体対応凹部の第２リード対応凹部の最大深さよりも厚みを小さくした第２リード対応マスクを用いて印刷形成する（第２印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第２リード対応マスクを剥がしたときに、第２未焼成絶縁基体の第２主面から膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストの体積が、第２リード対応凹部内に充填される第２未焼成導電性セラミックペーストの体積に比して、小さくなる。第２主面から膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストの体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第２未焼成リード部を全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００１７】
また、第１未焼成絶縁基体の第１主面と第２未焼成絶縁基体の第２主面を合わせて、未焼成セラミックヒータを形成する際に、第１，第２主面から膨出する第１，第２未焼成導電性セラミックペーストの体積を小さくすれば、第１未焼成リード部と第２未焼成リード部が一体化して形成される未焼成リード部の形状バラツキも小さくできる。
【００１８】
仮に第１，第２未焼成リード部の断面積やこれらを一体化した未焼成リード部の形状にバラツキが生じると、焼成後のリード部の抵抗値にもバラツキが生じるおそれがある。しかし、本発明では、第１，第２未焼成リード部の断面積を安定化できると共に、これらを一体化した未焼成リード部の形状も安定化できるので、焼成後のリード部の抵抗値バラツキも抑制できる。従って、発熱抵抗体の抵抗値バラツキが少ないセラミックヒータを容易に製造できる。
【００１９】
なお、「セラミックヒータ」としては、例えば、ガスセンサのセンサ部を加熱するためにガスセンサに用いられるセラミックヒータや、グロープラグに用いられるセラミックヒータなどがある。
「セラミックヒータ」及び「絶縁基体」の形態は、上記の要件を満たす限りにおいて特に限定されず、例えば、これらの形態として、軸線方向に延びる棒状や、板状などの形態が挙げられる。
【００２０】
第１未焼成絶縁基体に形成する「第１抵抗体対応凹部」は、上記のようにリード部に対応した開口形状をなす「第１リード対応凹部」を少なくとも含むものであればよい。「第１抵抗体対応凹部」の形態としては、例えば、「第１抵抗体対応凹部」が「第１リード対応部」のみからなる形態の他、「第１抵抗体対応凹部」が、「第１リード対応部」と、発熱部に対応した開口形状をなす発熱部対応部とからなる形態、つまり、「第１抵抗体対応凹部」が発熱抵抗体の全体に対応した開口形状をなす形態が挙げられる。
【００２１】
「第１印刷工程」では、一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、第１未焼成絶縁基体に第１未焼成発熱抵抗体を形成する。複数種の第１マスクを用いる場合としては、例えば、発熱抵抗体のリード部に対応した第１−１透孔、つまり、前記の第１リード対応孔部からなる第１−１透孔を有する第１リード対応マスクと、発熱抵抗体の発熱部に対応した第１−２透孔を有する第１発熱部対応マスクとを用意する。そして、第１リード対応マスクを用いて、前述のようにして、焼成後にリード部の一部となる第１未焼成リード部を形成すると共に、第１発熱部対応マスクを用いて、焼成後に発熱部の一部又は全体となる第１未焼成発熱部を形成することにより、第１未焼成発熱抵抗体を形成する。また、第１マスクとしては、例えば、メタルマスクやメッシュマスクが挙げられる。
【００２２】
また、スクリーン印刷を複数回に分けて行う場合には、組成や物性の異なる第１未焼成導電性セラミックペーストを用いることができる。例えば、焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストと、焼成後に低抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストを用意する。そして、上記の第１リード対応マスクと焼成後に低抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストを用いて、焼成後に低抵抗となる未焼成リード部を印刷形成する一方、上記の第１発熱部対応マスクと焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストを用いて、焼成後に高抵抗となる未焼成発熱部を印刷形成する。このようにすれば、発熱部やリード部の形状を変更することなく、発熱部の抵抗分担率（発熱抵抗体全体の抵抗値に対する発熱部の抵抗値の割合）を容易に大きくできる。
なお、「第２印刷工程」ついても、「第１印刷工程」と同様に考えることができる。
【００２３】
更に、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記第１リード対応マスクの前記第１透孔は、この第１リード対応マスクを前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に重ね、この第１透孔の前記第１リード対応孔部を前記第１抵抗体対応凹部の前記第１リード対応凹部上に重ねたときに、前記第１リード対応孔部に沿って、かつ、前記第１リード対応孔部よりも内側に、前記第１リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなり、前記第２リード対応マスクの前記第２透孔は、この第２リード対応マスクを前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に重ね、この第２透孔の前記第２リード対応孔部を前記第２抵抗体対応凹部の前記第２リード対応凹部上に重ねたときに、前記第２リード対応孔部に沿って、かつ、前記第２リード対応孔部よりも内側に、前記第２リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００２４】
第１印刷工程において、第１リード対応マスクを第１未焼成絶縁基体の第１主面上に載置する際、位置合わせを行っても、第１透孔の第１リード対応孔部が第１抵抗体対応凹部の第１リード対応凹部から若干ズレてしまう場合があり得る。このようなズレが生じると、第１未焼成導電性セラミックペーストが第１リード対応凹部内に完全に充填されない（一部に空洞ができる）おそれがある。そうすると、第１未焼成リード部の断面積にバラツキが生じ、焼成後のリード部の抵抗値にもバラツキが生じることになる。第２印刷工程で形成する第２未焼成リード部についても同様である。
【００２５】
これに対し本発明では、第１リード対応マスクの第１透孔は、その第１リード対応孔部に沿って、かつ、第１リード対応孔部よりも内側に、第１抵抗体対応凹部のうちの第１リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされている。このため、第１印刷工程において、第１リード対応マスクを第１未焼成絶縁基体の第１主面上に載置したときに、第１透孔の第１リード対応孔部が第１抵抗体対応凹部の第１リード対応凹部から若干ズレたとしても、第１未焼成導電性セラミックペーストを第１リード対応凹部内に確実に充填できる。従って、第１未焼成リード部の断面積バラツキを抑制でき、焼成後のリード部の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００２６】
同様に、第２リード対応マスクの第２透孔は、その第２リード対応孔部に沿って、かつ、第２リード対応孔部よりも内側に、第２抵抗体対応凹部のうちの第２リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされている。このため、第２印刷工程において、第２リード対応マスクを第２未焼成絶縁基体の第２主面上に載置したときに、第２透孔の第２リード対応孔部が第２抵抗体対応凹部の第２リード対応凹部から若干ズレたとしても、第２未焼成導電性セラミックペーストを第２リード対応凹部内に確実に充填できる。従って、第２未焼成リード部の断面積バラツキを抑制でき、焼成後のリード部の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００２７】
なお、第１透孔の第１リード対応孔部の大きさは、上記要件の範囲で適宜変更できるが、例えば、第１リード対応凹部の開口縁よりも幅２０μｍ〜５００μｍ程度大きくすることができる。また、第２透孔の第２リード対応部の大きさも、上記要件の範囲で適宜変更できるが、例えば、第２リード対応凹部の開口縁よりも幅２０μｍ〜５００μｍ程度大きくすることができる。
【００２８】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法であって、前記第１印刷工程では、焼成後に前記発熱部の全体となる未焼成発熱部と、前記第１未焼成リード部とからなる前記第１未焼成発熱抵抗体を形成し、前記第２印刷工程では、前記第２未焼成リード部のみからなる前記第２未焼成発熱抵抗体を形成するセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００２９】
前述したように、リード部は抵抗を小さくするために断面積を大きくしたい一方、発熱部は抵抗を大きくするために断面積を小さくしたい。本発明では、第１印刷工程において、リード部の一部となる第１未焼成リード部を形成すると共に、第２印刷工程において、リード部の残部となる第２未焼成リード部を形成しているので、つまり、第１，第２印刷工程の両方で未焼成リード部を形成しているので、断面積の大きなリード部を容易に形成できる。一方、焼成後に発熱部となる未焼成発熱部は、第１印刷工程のみで形成し、第２印刷工程では形成しないので、断面積の小さな発熱部を容易に形成できる。従って、リード部の抵抗を小さくする一方で、発熱部の抵抗を大きくしたセラミックヒータを容易に製造できる。
【００３０】
更に、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記第１未焼成基体形成工程では、前記第１リード対応凹部のみからなる前記第１抵抗体対応凹部を有する前記第１未焼成絶縁基体を形成し、前記第１印刷工程では、前記未焼成発熱部を前記未焼成絶縁基体の前記第１主面上に形成するセラミックヒータの製造方法とするのが好ましい。
未焼成発熱部を、第１抵抗体対応凹部ではなく、第１主面上に形成することにより、未焼成発熱部の厚み、従って断面積を特に小さくでき、焼成後の発熱部の断面積を特に小さくできるからである。
【００３１】
また、他の解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるセラミックヒータの製造方法であって、主面、及び、この主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなすリード対応凹部を少なくとも含む抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる未焼成絶縁基体、を形成する未焼成基体形成工程と、一又は複数種のマスクを用いたスクリーン印刷により、前記未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の全体となる未焼成発熱抵抗体を形成する印刷工程であって、前記未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部となる未焼成リード部については、前記リード対応凹部に対応したリード対応孔部を含む透孔を有するリード対応マスクであって、その厚みが前記リード対応凹部の最大深さよりも小さいリード対応マスクを、前記未焼成絶縁基体の前記主面上に載置し、前記抵抗体対応凹部内及び前記透孔内に未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する印刷工程と、前記印刷工程後の前記未焼成絶縁基体及び前記未焼成発熱抵抗体を用いて、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを形成し、これを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、を備えるセラミックヒータの製造方法である。
【００３２】
本発明では、まず、リード部に対応した開口形状をなすリード対応凹部を少なくとも含む、発熱抵抗体に対応した開口形状をなす抵抗体対応凹部を有する未焼成絶縁基体を形成する（未焼成基体形成工程）。そして、一又は複数種のマスクを用いたスクリーン印刷により、この未焼成絶縁基体に、焼成後に発熱抵抗体の全体となる未焼成発熱抵抗体を形成する（印刷工程）。
このような方法では、未焼成絶縁基体の抵抗体対応凹部の深さ、より具体的には、リード対応凹部の深さを適宜変更するだけで、発熱抵抗体のリード部の厚み、更にはリード部の断面積を容易に変更できる。このため、従来の発熱抵抗体を印刷形成する方法に比して、発熱抵抗体のリード部の断面積を容易に大きくできる。従って、リード部にタングステン線などの金属材料を用いなくても、リード部の抵抗を小さくでき、発熱抵抗体の消費電力を小さくできる。
【００３３】
また、未焼成発熱抵抗体を印刷により形成しているので、発熱部の断面積を容易に小さくできる。また、未焼成発熱抵抗体は未焼成絶縁基体に印刷形成しているので、別途、未焼成発熱抵抗体のみを形成する従来の射出成形による方法に比して、発熱部の断面積を小さくしても、折損等が生じにくく、取り扱いが容易で、生産性を向上させることができる。
よって、発熱部の抵抗を大きく、また、リード部の抵抗を小さくできると共に、生産性を向上させることができる。
【００３４】
更に本発明では、未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも未焼成リード部については、抵抗体対応凹部のリード対応凹部の最大深さよりも厚みを小さくしたリード対応マスクを用いて印刷形成する（印刷工程）。このようにすることにより、印刷後にリード対応マスクを剥がしたときに、未焼成絶縁基体の主面から膨出する未焼成導電性セラミックペーストの体積が、リード対応凹部内に充填される未焼成導電性セラミックペーストの体積に比して、小さくなる。主面から膨出する未焼成導電性セラミックペーストの体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、未焼成リード部を全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
仮に未焼成リード部の断面積にバラツキが生じると、焼成後のリード部の抵抗値にもバラツキが生じるおそれがある。しかし、本発明では、未焼成リード部の断面積を安定化できるので、焼成後のリード部の抵抗値バラツキも抑制できる。従って、発熱抵抗体の抵抗値バラツキが少ないセラミックヒータを容易に製造できる。
【００３５】
なお、本発明における「未焼成セラミックヒータ」の形成方法は、上記の要件を満たす限りにおいて特に限定されない。例えば、印刷工程後の未焼成絶縁基体の主面上に、セラミック粉末、バインダ等を含有するコンパウンドを載せて、プレス加工等を行うことにより、絶縁基体の残部に相当する未焼成体を形成して、未焼成セラミックヒータを形成する方法がある。また、絶縁基体の残部に相当する未焼成体を別途形成しておいて、これを印刷工程後の未焼成絶縁基体の主面に合わせて一体化することにより、未焼成セラミックヒータを形成する方法もある。
【００３６】
上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記リード対応マスクの前記透孔は、このリード対応マスクを前記未焼成絶縁基体の前記主面上に重ね、この透孔の前記リード対応孔部を前記抵抗体対応凹部の前記リード対応凹部上に重ねたときに、前記リード対応孔部に沿って、かつ、前記リード対応孔部よりも内側に、前記リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００３７】
本発明では、リード対応マスクの透孔は、そのリード対応孔部に沿って、かつ、リード対応孔部よりも内側に、抵抗体対応凹部のうちのリード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされている。このため、印刷工程において、リード対応マスクを未焼成絶縁基体の主面上に載置したときに、透孔のリード対応孔部が抵抗体対応凹部のリード対応凹部から若干ズレたとしても、未焼成導電性セラミックペーストをリード対応凹部内に確実に充填できる。従って、未焼成リード部の断面積バラツキを抑制でき、焼成後の発熱抵抗体の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００３８】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、軸線方向に延びる棒状をなし、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの軸線方向先端から２ｍｍ以内の部位が最高温度となる形態とされてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００３９】
グロープラグ用ヒータは、エンジンの始動を補助するために燃焼室内等に配置される先端側部分が加熱される形態とされる。そして、本発明では、セラミックヒータのうち、軸線方向先端から２ｍｍ以内の部位が、最高温度に加熱される形態とされている。このような形態とすれば、エンジンの始動補助に必ずしも必要とされない部分を加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を低くできる。また、一般にセラミックヒータの先端を加熱した方がエンジンの始動性が向上するので、上記のように最先端部分が最高温度となる形態とすることで、エンジンの始動性を向上させることができる。
なお、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの前記軸線方向の先端面近傍が最高温度となる形態とされてなるのが、特に好適である。
【００４０】
更に、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、軸線方向に延びる棒状をなし、このセラミックヒータの前記軸線に直交する方向の最大幅をＲ（ｍｍ）としたとき、前記発熱抵抗体の前記発熱部の全体が、このセラミックヒータの軸線方向先端からＲ（ｍｍ）以内の部位に埋設されてなるセラミックヒータの製造方法とすると良い。
【００４１】
グロープラグ用ヒータは、エンジンの始動を補助するために燃焼室内等に配置される先端側部分が加熱される形態とされる。そして、本発明では、このセラミックヒータの軸線に直交する方向の最大幅をＲ（ｍｍ）としたとき、セラミックヒータのうち、軸線方向先端部の先端からＲ（ｍｍ）以内の部位に、発熱抵抗体の発熱部の全体が埋設されている。このような形態とすれば、エンジンの始動補助に必ずしも必要とされない部分を加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を低くできる。また、一般にセラミックヒータの先端を加熱した方がエンジンの始動性が向上するので、上記のように発熱部を最先端に配置することで、エンジンの始動性を向上させることができる。
なお、上記のセラミックヒータの製造方法であって、前記セラミックヒータは、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの前記軸線方向の先端面近傍が最高温度となる形態とされてなるのが、特に好適である。
【００４２】
また、他の解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるグロープラグ用のセラミックヒータ、を備えるグロープラグの製造方法であって、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法により、前記セラミックヒータを製造するヒータ製造工程と、前記セラミックヒータを用いて、前記グロープラグを組み立てるプラグ組立工程と、を備えるグロープラグの製造方法である。
【００４３】
ヒータ製造工程においては、前述したように、発熱部の抵抗を大きく、リード部の抵抗を小さくできると共に、セラミックヒータの生産性を向上させることもできる。従って、このセラミックヒータを用いてグロープラグを組み立てれば、発熱部の抵抗が大きく、リード部の抵抗を小さいグロープラグを製造できる。また、グロープラグの生産性を向上させることができる。
【００４４】
また、他の解決手段は、絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備え、軸線方向に延びる棒状をなすセラミックヒータであって、前記リード部は、このセラミックヒータを前記軸線に直交する横断面で見たときに、径方向外側に膨出する外側膨出部と、径方向内側に膨出する内側膨出部とを有する形態とされてなるセラミックヒータである。
【００４５】
本発明のセラミックヒータは、そのリード部が、上記の外側膨出部と内側膨出部を有する。このため、このリード部は、外側膨出部及び内側膨出部の分だけ断面積が大きくなるので、抵抗値が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係るセラミックヒータ１０１を用いたグロープラグ１００を示す。また、図２及び図３に、セラミックヒータ１０１の全体を示す。図４にセラミックヒータ１０１の横断面を示す。更に、図５及び図６に、セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓ近傍を示す。
【００４７】
本実施形態に係るグロープラグ１００は、図１に示すように、その軸線ＡＸ方向先端側（図１中、下方）に、通電より発熱するセラミックヒータ１０１を有する。このセラミックヒータ１０１は、図２〜図４に示すように、軸線ＡＸ方向に基端部１０１ｋ（図２及び図３中、上方）から先端部１０１ｓ（図２及び図３中、下方）まで延びる円柱状をなす。セラミックヒータ１０１の全長（軸線ＡＸ方向長さ）は４２ｍｍ、外径は３．３ｍｍである。このセラミックヒータ１０１は、円柱状をなす絶縁基体１０３の中に、通電によって発熱する発熱抵抗体１０５が埋設されたものである。
【００４８】
このうち絶縁基体１０３は、絶縁性セラミック（具体的には 窒化珪素質セラミック）からなる。この絶縁基体１０３は、セラミックヒータ１０１の基端部１０１ｋに対応した基端部１０３ｋから、セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓに対応した先端部１０３ｓまで、軸線ＡＸ方向に延びる円柱状をなす。先端部１０３ｓは、最先端に位置して半径ｒ（ｍｍ）の半球状をなす半球状部１０３ｓａと、この半球状部１０３ｓａの基端側に位置し、直径Ｒ＝２ｒ（ｍｍ）、軸線ＡＸ方向長さＢ＝ｒ（ｍｍ）の円柱状をなす円柱状部１０３ｓｂとからなる（図５及び図６も参照）。従って、先端部１０３ｓ全体の軸線ＡＸ方向長さＣ＝２ｒである。具体的には、本実施形態１では、半径ｒ＝１．６５（ｍｍ）、直径Ｒ＝２ｒ＝３．３（ｍｍ）、軸線ＡＸ方向長さＢ＝ｒ＝１．６５ｍｍ（ｍｍ）、軸線ＡＸ方向長さＣ＝２ｒ＝３．３（ｍｍ）である。なお、この絶縁基体１０３（セラミックヒータ１０１）は、軸線ＡＸ方向に延びる円柱状であるため、軸線ＡＸに直交する方向の最大幅が直径Ｒである。
【００４９】
絶縁基体１０３に埋設された発熱抵抗体１０５は、発熱部１０５ｈと、これに繋がる一対のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２とから一体的に構成されている。この発熱抵抗体１０５は、導電性セラミック（具体的には 炭化タングステン）から形成されている。この発熱抵抗体１０５の全体の抵抗値は３５０ｍΩである。また、発熱抵抗体１０５のうち発熱部１０５ｈの抵抗値は１２５ｍΩ、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２全体の抵抗値は２２５ｍΩである。従って、発熱部１０５ｈの抵抗分担率は約３６％である。
【００５０】
このうち発熱部１０５ｈは、Ｕ字状をなし、その凸部１０５ｈｓを先端側に向け、両端部１０５ｈｋ１，１０５ｈｋ２を基端側に向けた状態で、絶縁基体１０３内に配置されている。具体的には、発熱部１０５ｈは、その全体がセラミックヒータ１０１の軸線ＡＸ方向先端から２ｒ＝Ｒ（ｍｍ）以内の先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３の先端部１０３ｓ）内に配置されている。この発熱部１０５ｈの断面積（自身の延伸方向に直交する断面積）は約０．１５ｍｍ2 である。
【００５１】
このように発熱部１０５ｈを配設することにより、このセラミックヒータ１０１は、通電により加熱すると、先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３の先端部１０３ｓ）が最高温度となる温度分布を示す。更に詳細には、先端部１０３ｓのうちの半球状部１０３ｓａの半球面１３０ｓａｎ近傍が最高温度となる温度分布を示す。このため、ディーゼルエンジンの始動補助に必ずしも必要とされない部分を加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を低くできる。また、一般にセラミックヒータ１０１の先端を加熱した方がエンジンの始動性が向上するので、セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３の先端部１０３ｓ）が最高温度となる形態とすることで、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００５２】
発熱部１０５ｈに繋がる一対のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２は、それぞれ、軸線ＡＸ方向に延びる概略半円柱状をなす棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２と、この棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２の所定位置から外周に延出して、外部との電気的接続に利用される電極部１０５ｒｄ１，１０５ｒｄ２とから一体的に構成されている。
棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２の先端（図２中、下端）は、発熱部１０５ｈの両端部１０５ｈｋ１，１０５ｈｋ２にぞれぞれ繋がる一方、基端（図２中、上端）は、絶縁基体１０３の基端部１０３ｋ内まで延設されている。各々の棒状部１０５ｒｃ１，１０５ｒｃ２の軸線ＡＸに直交する横断面の断面積（自身の延伸方向に直交する断面積）は、それぞれ約１．５ｍｍ2 である。
【００５３】
また、このリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２は、このセラミックヒータ１０１を軸線ＡＸに直交する横断面で見たときに（図４参照）、径方向外側に膨出する外側膨出部１０５ｒ１ａ，１０５ｒ２ａと、径方向内側に膨出する内側膨出部１０５ｒ１ｂ，１０５ｒ２ｂとをそれぞれ有する形態とされている。従って、このリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２は、外側膨出部１０５ｒ１ａ，１０５ｒ２ａ及び内側膨出部１０５ｒ１ｂ，１０５ｒ２ｂの分だけ断面積が大きくなっており、抵抗が小さくなっている。
【００５４】
電極部１０５ｒｄ１，１０５ｒｄ２は、概略直方体形状をなしている。このうち一方の電極部１０５ｒｄ１は、絶縁基体１０３の基端部１０３ｋに配置され、一方の棒状部１０５ｒｃ１に接続すると共に、セラミックヒータ１０１の外部に露出している。また、他方の電極部１０５ｒｄ２は、絶縁基体１０３の基端部１０３ｋよりもやや先端側の所定位置に配置され、もう一方の棒状部１０５ｒｃ２に接続すると共に、セラミックヒータ１０１の外部に露出している。
【００５５】
ここで、このセラミックヒータ１０１の最高温度を１２００℃に維持したときの温度分布について説明する。図７に、このセラミックヒータ１０１の先端からの距離とその部分での発熱温度との関係を示す。また、比較形態として、発熱部１０５ｈ全体が先端部１０１ｓに埋設されていない、つまり、発熱部１０５ｈの一部が先端部１０１ｓに埋設され、残りが先端部１０１ｓよりも基端側に埋設されたセラミックヒータも用意した。そして、この比較形態のセラミックヒータについても、先端からの距離とその部分での発熱温度との関係を調べ、図７に示した。
なお、発熱温度は、放射温度計により測定した。セラミックヒータ１０１の先端部１０１ｓはＲ形状であるため、先端から距離ｒ（Ｒ／２）の範囲は、放射温度計による測定の都合上、実際の温度とは異なる。
【００５６】
図７のグラフから明らかなように、本実施形態１のセラミックヒータ１０１は、先端から１ｍｍ以内の部位で最高温度（１２００℃）となる。また、この部位から遠ざかるにつれて、発熱温度が急激に低下する。つまり、本実施形態１のセラミックヒータ１０１は、エンジンの始動補助に有用な先端近傍のみが集中的に加熱されている。逆に言えば、エンジンの始動補助に有用ではない部分までも加熱しなくて済むので、エンジンの始動性を十分に確保しつつ、消費電力を小さくできる。また、先端近傍が最高温度となるため、着火性が良好となり、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００５７】
これに対し、比較形態のセラミックヒータでは、先端から約３ｍｍも離れた部位で最高温度（１２００℃）に発熱している。また、本実施形態１のセラミックヒータ１０１に比べ、広い範囲にわたって高温とされている。つまり、比較形態のセラミックヒータは、同じ最高温度（１２００℃）とするのに、本実施形態１のセラミックヒータ１０１に比して、ヒータを全体的に加熱する必要がある。このため、消費電力が大きくなりがちである。また、最高温度となる位置が、本実施形態１のものよりも先端から大きく基端側にズレているので、本実施形態１に比べると、着火させにくく、エンジンの始動性が悪くなりがちである。
【００５８】
次に、グロープラグ１００のその他の部分について説明する（図１参照）。グロープラグ１００は、上述のセラミックヒータ１０１の基端側部分を保持する筒状の主体金具１２０を有する。この主体金具１２０は、先端側に位置し、セラミックヒータ１０１を保持するヒータ保持部材１２３と、このヒータ保持部材１２３の基端側に位置する主体金具本体１２１とから構成されている。
このうち主体金具本体１２１は、軸線ＡＸ方向に基端部１２１ｋから先端部１２１ｓまで延びる筒状をなしている。主体金具本体１２１の基端部１２１ｋには、このグロープラグ１００をディーゼルエンジンに取り付けるに際して、トルクレンチ等の工具を係合させるための六角断面形状の工具係合部１２１ｅが形成されている。また、主体金具本体１２１のうち、工具係合部１２１ｅよりも先端側の外周には、取付用のねじ部１２１ｆが形成されている。
【００５９】
この主体金具本体１２１の内側には、その基端側から、セラミックヒータ１０１に電力を供給するための棒状の金属端子軸１２５が、主体金具本体１２１と電気的に絶縁した状態で配置されている。主体金具本体１２１と金属端子軸１２５との間には、主体金具本体１２１の内周に形成された棚部１２１ｇの基端側に、気密封止及び水密封止のためのＯリング１２７が配置されている。また、主体金具本体１２１と金属端子軸１２５との間のうち、Ｏリング１２７の基端側には、通電端子軸１２５が挿通する筒状の絶縁ブッシュ１２９が配置されている。この絶縁ブッシュ１２９は、後述する端子金具１３３によって先端側に押圧され、Ｏリング１２７を棚部１２１ｇとの間で圧縮している。
【００６０】
ヒータ保持部材１２３は、筒状をなし、その基端部１２３ｋが主体金具本体１２１の先端部１２１ｓに溶接されている。このヒータ保持部材１２３には、前述のセラミックヒータ１０１の基端側部分が挿入され固定されている。具体的には、セラミックヒータ１０１は、先端部１０１ｓ及び基端部１０１ｋがそれぞれ突出するようにして、ヒータ保持部材１２３内に圧入されて、これに保持されている。
【００６１】
主体金具本体１２１に挿通された金属端子軸１２５の基端部１２５ｋは、主体金具本体１２１よりも基端側に突出している。そして、この基端部１２５ｋには、上記の絶縁ブッシュ１２９を介して端子金具１３３が取り付けられている。
一方、金属端子軸１２５の先端部１２５ｓは、筒状の接続リング１３５に挿入されて、これに溶接されている。また、この接続リング１３５には、他方でセラミックヒータ１０１の基端部１０１ｋが圧入され、基端部１０１ｋに設けられた一方の電極部１０５ｒｄ１（図１では不図示）が、接続リング１３５に電気的に接続されている。これにより、セラミックヒータ１０１の一方の電極部１０５ｒｄ１と、金属端子軸１２５とが電気的に接続されている。なお、セラミックヒータ１０１のもう一方の電極部１０５ｒｄ２（図１では不図示）は、セラミックヒータ１０１を保持するヒータ保持部材１２３、従って、主体金具１２０に電気的に接続されている。
【００６２】
次に、上記セラミックヒータ１０１及び上記グロープラグ１００の製造方法について説明する。まず、セラミックヒータ１００の製造方法について説明する（図８〜図１８参照）。
まず、第１未焼成基体形成工程において、絶縁性セラミック粉末、バインダ等を含有するセラミック粒子を、金型でプレス成型して、焼成後に絶縁基体１０３の一部となる第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（図８及び図９参照）。
【００６３】
この第１未焼成絶縁基体１５１は、絶縁基体１０３を、図２に示した縦断面図が見られるように軸線ＡＸ方向に沿って二分割したものの一方に対応する形状をなす。具体的には、図８及び図９に示すように、この第１未焼成絶縁基体１５１は、第１主面１５１ａを有する概略半円柱状をなす。そして、この第１主面１５１ａには、発熱抵抗体１０５に対応した形状をなす第１抵抗体対応凹部１５１ｊが凹設されている。この第１抵抗体対応凹部１５１ｊは、発熱抵抗体１０５の発熱部１０５ｈに対応した開口形状をなす第１発熱部対応凹部１５１ｊａと、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部１５１ｊｂとからなる。この第１抵抗体対応凹部１５１ｊの最大深さ（第１リード対応凹部１５１ｊｂにおける最大深さＦ１）は、１．２ｍｍである。
なお、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの深さＦＡは、適宜変更できるが、第１発熱部対応凹部１５１ｊａにおける最大深さＦ３を４０μｍ〜１ｍｍ程度、第１リード対応凹部１５１ｊｂにおける最大深さＦ１を０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００６４】
次に、第１透孔ＴＣ１を有する第１メタルマスクＭＭ１を用意する（図１０参照）。この第１メタルマスクＭＭ１は、本発明の第１リード対応メタルマスクに相当する。この第１メタルマスクＭＭ１の厚みＥ１は１５０μｍである。従って、この厚みＥ１は、第１リード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１（＝１．２ｍｍ）よりも小さい。
第１透孔ＴＣ１は、第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊの全体に対応した開口形状をなす。具体的には、第１透孔ＴＣ１は、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１発熱部対応凹部１５１ｊａに対応した開口形状をなす第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａと、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１リード対応凹部１５１ｊｂに対応した開口形状をなす第１リード対応孔部ＴＣ１ｂとからなる。
【００６５】
また、第１透孔ＴＣ１は、この第１メタルマスクＭＭ１を、図１０のように第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に重ね、この第１透孔ＴＣ１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊ上に位置合わせをして重ねたときに、第１透孔ＴＣ１に沿って、かつ、第１透孔ＴＣ１よりも内側に、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの開口縁１５１ｊｆ全体が露出する形態とされている。
【００６６】
より具体的には、第１透孔ＴＣ１の第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａを第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１発熱部対応凹部１５１ｊａ上に重ねたときに、第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａに沿って、かつ、第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａよりも内側に、第１発熱部対応凹部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａ全体が露出する形態とされている。また、第１透孔ＴＣ１の第１リード対応孔部ＴＣ１ｂを第１抵抗体対応凹部１５１ｊの第１リード対応凹部１５１ｊｂ上に重ねたときに、第１リード対応孔部ＴＣ１ｂに沿って、かつ、第１リード対応孔部ＴＣ１ｂよりも内側に、第１リード対応凹部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆ全体が露出する形態とされている。
【００６７】
更に詳細には、この第１透孔ＴＣ１は、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの開口縁１５１ｊｆよりも幅Ｈ１＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。そして、第１発熱部対応孔部ＴＣ１ａは、第１発熱部対応凹部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａｆよりも幅Ｈ１＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。また、第１リード対応孔部ＴＣ１ｂは、第１リード対応凹部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆよりも幅Ｈ１＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ１は適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ１も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【００６８】
そして、第１印刷工程において、この第１メタルマスクＭＭ１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊ内及び第１透孔ＴＣ１内に印刷充填する（図１１も参照）。これにより、焼成後に発熱抵抗体１０５の一部となる第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成する。この第１未焼成発熱抵抗体１６１は、焼成後に発熱部１０５ｈとなる未焼成発熱部１６１ｈと、焼成後にリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の一部となる第１未焼成リード部１６１ｒとからなる。なお、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１は、導電性セラミック粉末７０重量％、絶縁性セラミック粉末３０重量％からなるセラミック粉末、バインダ、溶媒等から作られる。
【００６９】
この一方で、第２未焼成基体形成工程において、絶縁性セラミック粉末、バインダ等を含有するセラミック粒子を、金型でプレス成型して、焼成後に絶縁基体１０３の残部となる第２未焼成絶縁基体１５３を形成する（図１２及び図１３参照）。
この第２未焼成絶縁基体１５３は、絶縁基体１０３を、図２に示した断面図が見られるように軸線ＡＸ方向に沿って二分割したもののもう一方に対応する形状を有する。具体的には、図１２及び図１３に示すように、第２未焼成絶縁基体１５３は、第２主面１５３ａを有する概略半円柱状をなす。そして、この第２主面１５３ａには、発熱抵抗体１０５に対応した形状をなす第２抵抗体対応凹部１５３ｊが凹設されている。この第２抵抗体対応凹部１５３ｊは、発熱抵抗体１０５のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部１５３ｊｂのみからなり、発熱部１０５ｈに対応した部分は有しない。
なお、この第２リード対応凹部１５３ｊｂの深さＦＢも適宜変更できるが、最大深さＦ２を０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００７０】
次に、第２透孔ＴＣ２を有する第２メタルマスクＭＭ２を用意する（図１４参照）。この第２メタルマスクＭＭ２は、本発明の第２リード対応メタルマスクに相当する。この第２メタルマスクＭＭ２の厚みＥ２は１５０μｍである。従って、この厚みＥ２は、第２リード対応凹部１５３ｊｂの最大深さＦ２よりも小さい。第２透孔ＴＣ２は、第２未焼成絶縁基体１５３の第２抵抗体対応凹部１５３ｊの全体に対応した開口形状をなす。第２抵抗体対応凹部１５３ｊは、第２リード対応凹部１５３ｊｂのみからなるので、この第２透孔ＴＣ２は、第２リード対応凹部１５３ｊｂに対応した開口形状をなす第２リード対応孔部ＴＣ２ｂのみからなる。
【００７１】
また、この第２メタルマスクＭＭ２を、図１４のように第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａ上に重ね、この第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）を第２抵抗体対応凹部１５３ｊ（第２リード対応孔部１５３ｊｂ）上に位置合わせをして重ねる。このとき、第２透孔ＴＣ２は、第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）に沿って、かつ、第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）よりも内側に、第２抵抗体対応凹部１５３ｊの開口縁１５３ｊｆ全体（第２リード対応凹部１５３ｊｂの開口縁１５３ｊｂｆ全体）が露出する形態とされている。
【００７２】
更に詳細には、この第２透孔ＴＣ２（第２リード対応孔部ＴＣ２ｂ）は、第２抵抗体対応凹部１５３ｊの開口縁１５３ｊｆ（第２リード対応凹部１５３ｊｂの開口縁１５３ｊｂｆ）よりも幅Ｈ２＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ２も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ２も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【００７３】
そして、第２印刷工程において、この第２メタルマスクＭＭ２を第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を第２抵抗体対応凹部１５３ｊ及び第２透孔ＴＣ２内に印刷充填する（図１５も参照）。これにより、焼成後に発熱抵抗体１０５の残部となる第２未焼成発熱抵抗体１６３を形成する。この第２未焼成発熱抵抗体１６３は、焼成後にリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の残部となる第２未焼成リード部１６３ｒのみからなり、焼成後の発熱部１０５ｈに相当する部分は存在しない。なお、本実施形態１では、第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２に前述の第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と同じものを用いる。
【００７４】
次に、焼成工程において、まず、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａと、第２印刷工程後の第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａとを合わせて、焼成後にセラミックヒータ１０１となる未焼成セラミックヒータ１７０を形成する（図１６〜図１８参照）。具体的には、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とを金型を用いてプレスして一体化することにより、未焼成セラミックヒータ１７０を形成する。これにより、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とから、焼成後に絶縁基体１０３となる未焼成絶縁基体１７１が形成される。また、第１未焼成発熱抵抗体１６１と第２未焼成発熱抵抗体１６３とから、焼成後の発熱部１０５ｈに対応した未焼成発熱部１７３ｈ及び焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した未焼成リード部１７３ｒからなる未焼成発熱抵抗体１７３が形成される。
【００７５】
続いて、未焼成セラミックヒータ１７０からバインダ成分等を除去するために、未焼成セラミックヒータ１７０を窒素雰囲気下で所定温度（例えば８００℃）で仮焼成する。その後、窒素雰囲気下で所定温度（例えば１８００℃）でホットプレス焼成を行うことにより、セラミックヒータ１０１を得る。その後は、このセラミックヒータ１０１に研磨等の加工を施して、図２に示したセラミックヒータ１０１を完成させる。
【００７６】
以上で説明したように、本実施形態１のセラミックヒータ１０１の製造方法では、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部１５１ｊｂを含む、発熱抵抗体１０５に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部１５１ｊを有する第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（第１未焼成基体形成工程）。そして、第１メタルマスクＭＭ１を用いたスクリーン印刷により、この第１未焼成絶縁基体１５１に、焼成後に発熱抵抗体１０５の一部となる第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成する（第１印刷工程）。
【００７７】
またその一方で、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部１５３ｊｂからなる、発熱抵抗体１０５に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部１５３ｊを有する第２未焼成絶縁基体１５３を形成する（第２未焼成基体形成工程）。そして、第２メタルマスクＭＭ２を用いたスクリーン印刷により、この第２未焼成絶縁基体１５３に、焼成後に発熱抵抗体１０５の残部となる第２未焼成発熱抵抗体１５３を形成する（第２印刷工程）。
【００７８】
このような方法では、第１，第２未焼成絶縁基体１５１，１５３の第１，第２抵抗体対応凹部１５１ｊ，１５３ｊの深さ、より具体的には、第１，第２リード対応凹部１５１ｊｂ，１５３ｊｂの深さＦ１，Ｆ２を適宜変更するだけで、発熱抵抗体１０５のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の厚み、更にはリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の断面積を容易に変更できる。このため、従来の発熱抵抗体を印刷形成する方法に比して、発熱抵抗体の１０５のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の断面積を容易に大きくできる。従って、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２にタングステン線などの金属材料を用いなくても、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さくでき、発熱抵抗体１０５の消費電力を小さくできる。
【００７９】
特に本実施形態１では、第１，第２未焼成絶縁基体１５１，１５３の両方に未焼成発熱抵抗体１６１，１６３を形成しているので、第１，第２抵抗体対応凹部１５１ｊ，１５３ｊ（第１，第２リード対応凹部１５１ｊｂ，１５３ｊｂ）の深さ（Ｆ１，Ｆ２）をそれぞれ浅めにしても、焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の断面積を容易に大きくできる。一方、未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１，ＤＰ２は、第１，第２抵抗体対応凹部１５１ｊ，１５３ｊ（第１，第２リード対応凹部１５１ｊｂ，１５３ｊｂ）の深さが浅いほど確実に充填しやすいので、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３（第１，第２未焼成リード部１６１ｒ，１６３ｒ）の断面積バラツキを小さくできる。従って、焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さくすると共に、発熱抵抗体１０５（リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２）の抵抗値バラツキを小さくできる。
【００８０】
また、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３をスクリーン印刷により形成しているので、発熱部１０５ｈの断面積を容易に小さくできる。また、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３は第１，第２未焼成絶縁基体１５１，１５３に印刷形成しているので、別途、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３のみを形成する従来の射出成形による方法に比して、未焼成発熱部１６１ｈの断面積を小さくしても、折損等が生じにくく、取り扱いが容易で、生産性を向上させることができる。
よって、発熱部１０５ｈの抵抗を大きく、また、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さくして、発熱部１０５ｈでより集中して発熱させることができる。また、生産性を向上させることができる。
【００８１】
更に本実施形態１では、第１未焼成発熱抵抗体１６１の第１未焼成リード部１６１ｒを、第１リード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１よりも厚みＥ１を小さくした第１メタルマスクＭＭ１を用いて印刷形成する（第１印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第１メタルマスクＭＭ１を剥がしたときに、第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａから膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１の体積が、第１リード対応凹部１５１ｊｂ内に充填される第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１の体積に比して、小さくなる。第１主面１５１ａから膨出する第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１の体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第１未焼成リード部１６１ｒを全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００８２】
同様に、第２未焼成発熱抵抗体１６３の第２未焼成リード部１６３ｒを、第２リード対応凹部１５３ｊｂの最大深さＦ２よりも厚みＥ２を小さくした第２メタルマスクＭＭ２を用いて印刷形成する（第２印刷工程）。このようにすることにより、印刷後に第２メタルマスクＭＭ２を剥がしたときに、第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａから膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２の体積が、第２リード対応凹部１５３ｊｂ内に充填される第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２の体積に比して、小さくなる。第２主面１５３ａから膨出する第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２の体積はバラツキやすい傾向にあるので、この体積割合を小さくすれば、第２未焼成リード部１６３ｒを全体で見たときの断面積バラツキも小さくできる。
【００８３】
また、第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａと第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａを合わせて一体化して、未焼成セラミックヒータ１７０を形成する際に、第１，第２主面１５１ａ，１５３ａから膨出する第１，第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１，ＤＰ２の体積を小さくすれば、第１，第２未焼成リード部１６１ｒ，１６３ｒを一体化して形成する未焼成リード部１７３ｒの形状バラツキも小さくできる。
従って、第１，第２未焼成リード部１６１ｒ，１６３ｒの断面積を安定化できると共に、これらを一体化した未焼成リード部１７３ｒの形状も安定化できるので、焼成後のリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗値バラツキも抑制できる。よって、発熱抵抗体１０５の抵抗値バラツキが少ないセラミックヒータ１０１を容易に製造できる。
【００８４】
また本実施形態１では、第１メタルマスクＭＭ１の第１透孔ＴＣ１は、この第１透孔ＴＣ１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊ上に重ねたときに、この第１透孔ＴＣ１に沿って、かつ、この第１透孔ＴＣ１よりも内側に、第１抵抗体対応凹部１５１ｊの開口縁１５１ｊｆ全体が露出する形態とされている。このため、第１印刷工程において、第１メタルマスクＭＭ１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に載置したときに、第１透孔ＴＣ１が第１抵抗体対応凹部１５１ｊから若干ズレたとしても、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊ内に確実に充填できる。
【００８５】
また、第２メタルマスクＭＭ２の第２透孔ＴＣ２は、この第２透孔ＴＣ２を第２未焼成絶縁基体１５３の第２抵抗体対応凹部１５３ｊ上に重ねたときに、この第２透孔ＴＣ２に沿って、かつ、この第２透孔ＴＣ２よりも内側に、第２抵抗体対応凹部１５３ｊの開口縁１５３ｊｆ全体が露出する形態とされている。このため、第２印刷工程において、第２メタルマスクＭＭ２を第２未焼成絶縁基体１５３の第２主面１５３ａ上に載置したときに、第２透孔ＴＣ２が第２抵抗体対応凹部１５３ｊから若干ズレたとしても、第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を第２抵抗体対応凹部１５３ｊ内に確実に充填できる。
従って、第１，第２未焼成発熱抵抗体１６１，１６３の断面積にバラツキが生じることを抑制し、焼成後の発熱抵抗体１０５の抵抗値バラツキを抑制できる。
【００８６】
また本実施形態１では、第１印刷工程において、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の一部となる第１未焼成リード部１６１ｒを形成すると共に、第２印刷工程において、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の残部となる第２未焼成リード部１６３ｒを形成しているので、断面積の大きなリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２を容易に形成できる。一方、焼成後に発熱部１０５ｈとなる未焼成発熱部１６１ｈは、第１印刷工程でのみ形成し、第２印刷工程では形成しないので、断面積の小さな発熱部１０５ｈを容易に形成できる。
【００８７】
次いで、上記グロープラグ１００の製造方法について説明する。まず、セラミックヒータ１０１を上記の製造方法により製造する（ヒータ製造工程）。また、主体金具本体１２１やヒータ保持部材１２３、接続リング１３５、金属端子軸１２５、Ｏリング１２７、絶縁ブッシュ１２９、端子金具１３３など、グロープラグ１００を構成するその他の部材も用意する。次に、これらの部材を用いてグロープラグ１００を組み立てて、図１に示したグロープラグ１００を得る（プラグ組立工程）。
【００８８】
ヒータ製造工程においては、前述したように、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さく、発熱部１０５ｈの抵抗を大きくできると共に、セラミックヒータ１０１の生産性を向上させることもできる。従って、このセラミックヒータ１０１を用いてグロープラグ１００を組み立てれば、リード部１０５ｒ１，１０５ｒ２の抵抗を小さく、発熱部１０５ｈの抵抗を大きくしたグロープラグ１００を製造できる。また、グロープラグ１００の生産性を向上させることができる。
【００８９】
（実施形態２）
次いで、第２の実施形態について説明する。上記実施形態１のセラミックヒータ１０１の製造方法では、第１印刷工程で用いる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と、第２印刷工程で用いる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を同じものとした。これに対し、本実施形態２では、第１印刷工程で用いる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と、第２印刷工程で用いる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３を異なるものとする。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００９０】
本実施形態２のセラミックヒータ２０１の製造方法では、まず、上記実施形態１と同様に第１未焼成基体形成工程を行い、第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（図８及び図９参照）。その後、第１印刷工程を行い、焼成後に発熱抵抗体２０５の一部となる第１未焼成発熱抵抗体２６１を形成する（図１０及び図１１参照）。
その際、本実施形態２では、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３として、上記実施形態１よりも焼成後に高抵抗となる未焼成導電性セラミックペーストを用いる。具体的には、第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３として、導電性セラミック粉末６４重量％、絶縁性セラミック粉末３６重量％からなるセラミック粉末、バインダ等からなる未焼成導電性セラミックペーストを用いる。これにより、未焼成発熱部２６１ｈと第１未焼成リード部２６１ｒとからなる第１未焼成発熱抵抗体２６１は、焼成すると、上記実施形態１よりも（導電性が低く）高抵抗なものとなる（図１９参照）。
【００９１】
次に、上記実施形態１と同様に、第２未焼成基体形成工程を行い、続いて第２印刷工程を行う（図１２〜図１５参照）。第２印刷工程で用いる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２は、上記実施形態１と同様である。従って、これにより作られる第２未焼成発熱抵抗体１６３は、焼成すると、上記実施形態１と同様に（導電性が高く）低抵抗なものとなり、本実施形態２の第１未焼成発熱抵抗体２６１を焼成したものよりも低抵抗となる。
【００９２】
その後、焼成工程において、まず、上記実施形態１と同様にして、焼成後にセラミックヒータ２０１となる未焼成セラミックヒータ２７０を形成する（図２０及び図２１参照）。これにより、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とから、焼成後に絶縁基体１０３となる未焼成絶縁基体２７１ができる。また、第１未焼成発熱抵抗体２６１と第２未焼成発熱抵抗体１６３とから、焼成後に発熱抵抗体２０５となる未焼成発熱抵抗体２７３ができる。具体的には、焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３からなる未焼成発熱部２６１ｈから、焼成後に発熱部２０５ｈとなる未焼成発熱部２７３ｈが形成される。また、焼成後に高抵抗となる第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３からなる第１未焼成リード部２６１ｒと、焼成後に低抵抗となる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２からなる第２未焼成発熱抵抗体１６３（第２未焼成リード部１６３ｒ）とから、焼成後にリード部２０５ｒ１，２０５ｒ２となる未焼成リード部２７３ｒが形成される。
【００９３】
続いて、焼成を行い、上記実施形態１と同様に、セラミックヒータ２０１を完成させる。このようにして製造したセラミックヒータ２０１は、発熱抵抗体２０５の発熱部２０５ｈの形状が上記実施形態１と同じであるにも拘わらず、上記実施形態１に比して、抵抗が高い。一方、リード部２０５ｒ１，２０５ｒ２は、その約半分が上記実施形態１と同様に、焼成後に低抵抗となる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２を用いて形成されている。このため、リード部２０５ｒ１，２０５ｒ２全体として見れば十分に導電性が高く、抵抗は十分に低い状態とし得る。このよう本実施形態２の製造方法では、２種類の未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１，ＤＰ３を用いることにより、発熱部２０５ｈ及びリード部２０５ｒ１，２０５ｒ２の形状を変更することなく、発熱部２０５ｈの抵抗を大きく、また、リード部２０５ｒ１，２０５ｒ２の抵抗を小さくできる。よって、発熱部２０５ｈの抵抗分担率（発熱抵抗体２０５全体に占める発熱部２０５ｈの抵抗の割合）を更に向上させることができ、発熱部２０５ｈでより集中して発熱させることができる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【００９４】
（実施形態３）
次いで、第３の実施形態について説明する。上記実施形態１では、第２未焼成基体形成工程を行って第２未焼成絶縁基体１５３を形成し、更に第２印刷工程を行って第２未焼成発熱抵抗体１６３を形成し、これらを第１未焼成絶縁基体１５１及び第１未焼成発熱抵抗体１６１に合わせて一体化し、未焼成セラミックヒータ１７０を形成している。これに対し、本実施形態３では、第２未焼成基体形成工程や第２印刷工程を行わずに、第１未焼成絶縁基体１５１及び第１未焼成発熱抵抗体１６１上に、未焼成絶縁基体３７１の残部を直接形成して、未焼成セラミックヒータ３７０を形成している。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００９５】
本実施形態２のセラミックヒータ３０１の製造方法では、まず、上記実施形態１と同様に第１未焼成基体形成工程を行い、第１未焼成絶縁基体１５１を形成し（図８及び図９参照）、続いて第１印刷工程を行い、第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成する（図１０及び図１１参照）。
その後は、第２未焼成基体形成工程及び第２印刷工程を行わずに、焼成工程に進む。そして、本実施形態３の焼成工程では、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に、絶縁性セラミック粉末、バインダ等を含有するセラミック粉末を載せて、プレス加工を行うことにより、未焼成絶縁基体３７１の残部を直接形成して、図２２及び図２３に示すように、未焼成セラミックヒータ３７０を形成する。
【００９６】
これにより、焼成後に絶縁基体３０３となる未焼成絶縁基体３７１ができる。また、焼成後に発熱抵抗体３０５となる未焼成発熱抵抗体３７３ができる。具体的には、第１未焼成発熱抵抗体１６１の未焼成発熱部１６１ｈから、焼成後に発熱部３０５ｈとなる未焼成発熱部３７３ｈが形成される。また、１未焼成発熱抵抗体１６１の第１未焼成リード部１６１ｒから、焼成後にリード部３０５ｒ１，３０５ｒ２となる未焼成リード部３７３ｒが形成される。
【００９７】
続いて、焼成を行い、上記実施形態１と同様に、セラミックヒータ３０１を完成させる。本実施形態２の製造方法では、上記のように第２未焼成基体形成工程及び第２印刷工程を行わないので、上記実施形態１等に比して、工数を減らすことができる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【００９８】
（実施形態４）
次いで、第４の実施形態について説明する。上記実施形態１では、第１印刷工程において、一回の印刷により第１未焼成発熱抵抗体１６１を形成している（図１０及び図１１参照）。これに対し、本実施形態４では、第１印刷工程において、複数回（具体的には二回）の印刷により、第１未焼成発熱抵抗体４６１を形成している（図２４〜図２７参照）。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
【００９９】
本実施形態４のセラミックヒータ４０１の製造方法では、まず、上記実施形態１と同様に第１未焼成基体形成工程を行い、第１未焼成絶縁基体１５１を形成する（図８及び図９参照）。
次に、第１印刷工程を行い、焼成後に発熱抵抗体４０５となる第１未焼成発熱抵抗体４６１を形成する（図２４〜図２７参照）。具体的には、第１−１透孔ＴＣ１１を有する第１−１メタルマスクＭＭ１１を用意する（図２４参照）。なお、この第１−１メタルマスクＭＭ１１は、本発明の第１リード対応メタルマスクに相当する。
【０１００】
この第１−１メタルマスクＭＭ１１の厚みＥ３は１５０μｍである。従って、この厚みＥ３は、第１リード対応凹部１５１ｊｂの最大深さＦ１よりも小さい。第１−１透孔ＴＣ１１は、第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうち、第１リード対応凹部１５１ｊｂに対応した開口形状をなす。つまり、第１−１透孔ＴＣ１１は、第１リード対応凹部１５１ｊｂに対応した開口形状をなす第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂのみからなる。
【０１０１】
また、この第１−１メタルマスクＭＭ１１を、図２４のように第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に重ね、この第１−１透孔ＴＣ１１（第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂ）を第１リード対応孔部１５１ｊｂ上に位置合わせをして重ねる。このとき、第１−１透孔ＴＣ１１（第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂ）は、第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂに沿って、かつ、第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂよりも内側に、第１リード対応孔部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆ全体が露出する形態とされている。
【０１０２】
更に詳細には、この第１−１透孔ＴＣ１１（第１リード対応孔部ＴＣ１１ｂ）は、第１リード対応凹部１５１ｊｂの開口縁１５１ｊｂｆよりも幅Ｈ３＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ３も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ３も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【０１０３】
そして、この第１−１メタルマスクＭＭ１１を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１を第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうちの第１リード対応凹部１５１ｊｂ内及び第１−１透孔ＴＣ１１内に印刷充填する（図２５も参照）。この一度目の印刷により、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後にリード部４０５ｒ１，４０５ｒ２の一部となる第１未焼成リード部４６１ｒが形成される。なお、第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１は、上記実施形態１で用いた第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１と同じである。
【０１０４】
次に、第１−２透孔ＴＣ１２を有する第１−２メタルマスクＭＭ１２を用意する（図２６参照）。この第１−２メタルマスクＭＭ１２の厚みＥ４は１５０μｍである。この第１−２透孔ＴＣ１２は、第１未焼成絶縁基体１５１の第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうち、第１発熱部対応凹部１５１ｊａに対応した開口形状をなす。つまり、第１−２透孔ＴＣ１２は、第１発熱部対応凹部１５１ｊａに対応した開口形状をなす第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａのみからなる。
【０１０５】
また、この第１−２メタルマスクＭＭ１２を、図２６のように第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に重ね、この第１−２透孔ＴＣ１２（第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａ）を第１発熱部対応孔部１５１ｊａ上に位置合わせをして重ねる。このとき、第１−２透孔ＴＣ１２（第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａ）は、第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａに沿って、かつ、第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａよりも内側に、第１発熱部対応孔部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａｆ全体が露出する形態とされている。
【０１０６】
更に詳細には、この第１−２透孔ＴＣ１２（第１発熱部対応孔部ＴＣ１２ａ）は、第１発熱部対応凹部１５１ｊａの開口縁１５１ｊａｆよりも幅Ｈ４＝５０μｍ分だけ、全体的に大きく形成されている。
なお、上記厚みＥ４も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましい。また、上記幅Ｈ４も適宜設計変更できるが、２０μｍ〜５００μｍ程度とするのが好ましい。
【０１０７】
そして、この第１−２メタルマスクＭＭ１２を第１未焼成絶縁基体１５１の第１主面１５１ａ上に位置合わせをして載置する。その後、スキージＳＫにより、第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２を第１抵抗体対応凹部１５１ｊのうちの第１発熱部対応凹部１５１ｊａ内及び第１−２透孔ＴＣ１２内に印刷充填する（図２７も参照）。この２度目の印刷により、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後に発熱部４０５ｈとなる未焼成発熱部４６１ｈが形成される。なお、第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２は、上記実施形態２で用いた第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ３と同じであり、上記の第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１よりも、焼成後に高抵抗となるものである。
このように本実施形態４では、第１−１，第１−２メタルマスクＭＭ１１，ＭＭ１２と第１−１，第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１，ＤＰ１２を変更して、二度印刷を行うことにより、第１未焼成発熱抵抗体４６１を形成する。
【０１０８】
その後、上記実施形態１と同様に、第２未焼成基体形成工程と第２印刷工程を行う（図１２〜図１５参照）。
更に、上記実施形態１と同様に、焼成工程を行い、図２８に示すように、焼成後にセラミックヒータ４０１となる未焼成セラミックヒータ４７０を形成する。これにより、第１未焼成絶縁基体１５１と第２未焼成絶縁基体１５３とから、焼成後に絶縁基体１０３となる未焼成絶縁基体４７１ができる。また、第１未焼成発熱抵抗体４６１と、第２未焼成発熱抵抗体１６３とから、焼成後に発熱抵抗体４０５となる未焼成発熱抵抗体４７３ができる。具体的には、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後に高抵抗となる第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２からなる未焼成発熱部４６１ｈから、焼成後に発熱部４０５ｈとなる未焼成発熱部４７３ｈが形成される。また、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、焼成後に低抵抗となる第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１からなる第１未焼成リード部４６１ｒと、同じく焼成後に低抵抗となる第２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ２からなる第２未焼成発熱抵抗体１６３（第２未焼成リード部１６３ｒ）とから、焼成後にリード部４０５ｒ１，４０５ｒ２となる未焼成リード部４７３ｒが形成される。
続いて、焼成を行い、上記実施形態１と同様に、セラミックヒータ４０１を完成させる。
【０１０９】
本実施形態４では、上記のように、第１印刷工程を、第１−１，第１−２メタルマスクＭＭ１１，ＭＭ１２と第１−１，第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１，ＤＰ１２を変更した二度の印刷により行っている。このため、第１未焼成発熱抵抗体４６１のうち、未焼成発熱部４６１ｈを構成する第１−２未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１２と、第１未焼成リード部４６１ｒを構成する第１−１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１１とを異ならせることができる。これにより、未焼成発熱部４６１ｈの焼成後における導電性を低くする一方、第１未焼成リード部４６１ｒの焼成後における導電性を高くできる。従って、焼成後の発熱部４０５ｈの抵抗を高くできる一方で、焼成後のリード部４０５ｒ１，４０５ｒ２の抵抗を低くできるので、発熱抵抗体４０５の形状を変更することなく、発熱部４０５ｈの抵抗を大きく、また、リード部４０５ｒ１，４０５ｒ２の抵抗を小さくできる。よって、発熱部４０５ｈの抵抗分担率を容易に更に向上させることができ、発熱部４０５ｈでより集中して発熱させることができる。その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用効果を奏する。
【０１１０】
以上において、本発明を実施形態１〜４に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜４に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態１等では、第１未焼成絶縁基体１５１に、発熱抵抗体１０５の発熱部１０５ｈとリード部１０５ｒ１，１０５ｒ２とに対応した第１抵抗体対応凹部１５１ｊを設けている。しかし、図２９に示すように、第１抵抗体対応凹部５５１ｊを、発熱抵抗体５０５のリード部５０５ｒ１，５０５ｒ２のみに対応した形状とすることもできる。
【０１１１】
この場合、未焼成発熱部５６１ｈと第１未焼成リード部５６１ｒとからなる第１未焼成発熱抵抗体５６１のうちの未焼成発熱部５６１ｈは、第１未焼成絶縁基体５５１の第１主面５５１ａ上で、かつ、第１メタルマスクＭＭ１の第１透孔内ＴＣ１に印刷充填される第１未焼成導電性セラミックペーストＤＰ１によって形成される。従って、未焼成発熱部５６１ｈの厚み、従って断面積を更に小さくでき、焼成後の発熱部５０５ｈの断面積も更に小さくできる。よって、発熱部５０５ｈの抵抗分担率を容易に更に向上させることができ、発熱部５０５ｈでより集中して発熱させることができる。
【０１１２】
また、上記実施形態１〜４では、セラミックヒータ１０１等の先端部１０１ｓ（絶縁基体１０３等の先端部１０３ｓ）を半球状とした。しかし、この先端部１０１ｓ（１０３ｓ）は、先端が尖った円錐状や角錐状としてもよいし、先端が平らな円柱状や角柱状などとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】実施形態１に係るグロープラグの縦断面図である。
【図２】実施形態１に係るセラミックヒータの縦断面図である。
【図３】実施形態１に係るセラミックヒータの図２と直交する方向から見た部分縦断面図である。
【図４】実施形態１に係るセラミックヒータの図２におけるＡ−Ａ’横断面図である。
【図５】実施形態１に係るセラミックヒータの図２の先端部分を示す部分拡大断面図である。
【図６】実施形態１に係るセラミックヒータの図３の先端部分を示す部分拡大断面図である。
【図７】実施形態と比較形態に係る各セラミックヒータの先端からの距離と発熱温度との関係を示すグラフである。
【図８】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体を示す図であり、図９におけるＣ−Ｃ’断面を示す説明図である。
【図９】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の図８におけるＢ−Ｂ’断面を示す説明図である。
【図１０】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体に第１メタルマスクを載置して第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図１１】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１抵抗体対応凹部内及び第１メタルマスクの第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図１２】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体を示す図であり、図１３におけるＥ−Ｅ’断面を示す説明図である。
【図１３】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体の図１２におけるＤ−Ｄ’断面を示す説明図である。
【図１４】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体に第２メタルマスクを載置して第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図１５】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第２未焼成絶縁基体の第２抵抗体対応凹部内及び第２メタルマスクの第２透孔内に第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図１６】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体と第２印刷工程後の第２未焼成絶縁基体とを合わせる様子を示す説明図である。
【図１７】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体と第２未焼成絶縁基体等を一体化して未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す図であり、図１８におけるＧ−Ｇ’断面を示す説明図である。
【図１８】実施形態１に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータの図１７におけるＦ−Ｆ’断面を示す説明図である。
【図１９】実施形態２に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１印刷工程後の第１未焼成絶縁基体と第２印刷工程後の第２未焼成絶縁基体とを合わせる様子を示す説明図である。
【図２０】実施形態２に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体と第２未焼成絶縁基体とを一体化して未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す図であり、図２１におけるＪ−Ｊ’断面を示す説明図である。
【図２１】実施形態２に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータの図２０におけるＨ−Ｈ’断面を示す説明図である。
【図２２】実施形態３に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す図であり、図２３におけるＬ−Ｌ’断面を示す説明図である。
【図２３】実施形態３に係るセラミックヒータの製造方法に関し、未焼成セラミックヒータの図２２におけるＫ−Ｋ’断面を示す説明図である。
【図２４】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体に第１−１メタルマスクを載置して第１−１未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図２５】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１リード対応凹部内及び第１−１メタルマスクの第１−１透孔内に第１−１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図２６】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体に第１−２メタルマスクを載置して第１−２未焼成導電性セラミックペーストを印刷する様子を示す説明図である。
【図２７】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１発熱部対応凹部内及び第１−２メタルマスクの第１−２透孔内に第１−２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【図２８】実施形態４に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体と第２未焼成絶縁基体とを一体化して未焼成セラミックヒータを形成した様子を示す説明図である。
【図２９】他の実施形態に係るセラミックヒータの製造方法に関し、第１未焼成絶縁基体の第１抵抗体対応凹部内及び第１メタルマスクの第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填した様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１００ グロープラグ
１０１，２０１，３０１，４０１ セラミックヒータ
１０１ｓ 先端部
１０３，３０３ 絶縁基体
１０３ｓ 先端部
１０５，２０５，３０５，４０５，５０５ 発熱抵抗体
１０５ｈ，２０５ｈ，３０５ｈ，４０５ｈ，５０５ｈ 発熱部
１０５ｒ１，１０５ｒ２，２０５ｒ１，２０５ｒ２，３０５ｒ１，３０５ｒ２，４０５ｒ１，４０５ｒ２，５０５ｒ１，５０５ｒ２ リード部
１５１，５５１ 第１未焼成絶縁基体
１５１ａ，５５１ａ 第１主面
１５１ｊ，５５１ｊ 第１抵抗体対応凹部
１５１ｊｆ 開口縁
１５１ｊａ 第１発熱部対応凹部
１５１ｊａｆ 開口縁
１５１ｊｂ 第１リード対応凹部
１５１ｊｂｆ 開口縁
１５３ 第２未焼成絶縁基体
１５３ａ 第２主面
１５３ｊ 第２抵抗体対応凹部
１５３ｊｆ 開口縁
１５３ｊｂ 第２リード対応凹部
１５３ｊｂｆ 開口縁
１６１，２６１，４６１，５６１ 第１未焼成発熱抵抗体
１６１ｈ，２６１ｈ，４６１ｈ，５６１ｈ 未焼成発熱部
１６１ｒ，２６１ｒ，４６１ｒ，５６１ｒ 第１未焼成リード部
１６３ 第２未焼成発熱抵抗体
１６３ｒ 第２未焼成リード部
１７０，２７０，３７０，４７０ 未焼成セラミックヒータ
１７１，２７１，３７１，４７１ 未焼成絶縁基体
１７３，２７３，３７３，４７３ 未焼成発熱抵抗体
１７３ｈ，２７３ｈ，３７３ｈ，４７３ｈ 未焼成発熱部
１７３ｒ，２７３ｒ，３７３ｒ，４７３ｒ 未焼成リード部
ＡＸ 軸線
Ｂ，Ｃ 長さ
ｒ 半径
Ｒ 直径（最大幅）
Ｆ１，Ｆ２ 最大深さ
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ 厚み
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４ 幅
ＭＭ１ 第１メタルマスク
ＴＣ１ 第１透孔
ＴＣ１ａ 発熱部対応孔部
ＴＣ１ｂ リード部対応孔部
ＭＭ１１ 第１−１メタルマスク
ＴＣ１１ 第１−１透孔
ＴＣ１１ｂ リード部対応孔部
ＭＭ１２ 第１−１メタルマスク
ＴＣ１２ 第１−２透孔
ＴＣ１２ａ 発熱部対応孔部
ＭＭ２ 第２メタルマスク
ＴＣ２ 第２透孔
ＴＣ２ｂ リード部対応孔部
ＳＫ スキージ
ＤＰ１，ＤＰ３ 第１未焼成導電性セラミックペースト
ＤＰ１１ 第１−１未焼成導電性セラミックペースト
ＤＰ１２ 第１−２未焼成導電性セラミックペースト
ＤＰ２ 第２未焼成導電性セラミックペースト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、
を備えるセラミックヒータの製造方法であって、
第１主面、及び、この第１主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部を少なくとも含む第１抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる第１未焼成絶縁基体、を形成する第１未焼成基体形成工程と、
一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第１未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の一部となる第１未焼成発熱抵抗体を形成する第１印刷工程であって、
前記第１未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の一部となる第１未焼成リード部については、前記第１リード対応凹部に対応した第１リード対応孔部を含む第１透孔を有する第１リード対応マスクであって、その厚みが前記第１リード対応凹部の最大深さよりも小さい第１リード対応マスクを、前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に載置し、前記第１抵抗体対応凹部内及び前記第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第１印刷工程と、
第２主面、及び、この第２主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部を少なくとも含む第２抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の残部となる第２未焼成絶縁基体、を形成する第２未焼成基体形成工程と、
一又は複数種の第２マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第２未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の残部となる第２未焼成発熱抵抗体を形成する第２印刷工程であって、
前記第２未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の残部となる第２未焼成リード部については、前記第２リード対応凹部に対応した第２リード対応孔部を含む第２透孔を有する第２リード対応マスクであって、その厚みが前記第２リード対応凹部の最大深さよりも小さい第２リード対応マスクを、前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に載置し、前記第２抵抗体対応凹部内及び前記第２透孔内に第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第２印刷工程と、
前記第１印刷工程後の前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面と、前記第２印刷工程後の前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面とを合わせ、前記第１未焼成絶縁基体、前記第２未焼成絶縁基体、前記第１未焼成発熱抵抗体及び前記第２未焼成発熱抵抗体からなり、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、
を備えるセラミックヒータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記第１リード対応マスクの前記第１透孔は、
この第１リード対応マスクを前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に重ね、この第１透孔の前記第１リード対応孔部を前記第１抵抗体対応凹部の前記第１リード対応凹部上に重ねたときに、
前記第１リード対応孔部に沿って、かつ、前記第１リード対応孔部よりも内側に、前記第１リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなり、
前記第２リード対応マスクの前記第２透孔は、
この第２リード対応マスクを前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に重ね、この第２透孔の前記第２リード対応孔部を前記第２抵抗体対応凹部の前記第２リード対応凹部上に重ねたときに、
前記第２リード対応孔部に沿って、かつ、前記第２リード対応孔部よりも内側に、前記第２リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記第１印刷工程では、
焼成後に前記発熱部の全体となる未焼成発熱部と、前記第１未焼成リード部とからなる前記第１未焼成発熱抵抗体を形成し、
前記第２印刷工程では、
前記第２未焼成リード部のみからなる前記第２未焼成発熱抵抗体を形成する
セラミックヒータの製造方法。
【請求項４】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、
を備えるセラミックヒータの製造方法であって、
主面、及び、この主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなすリード対応凹部を少なくとも含む抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる未焼成絶縁基体、を形成する未焼成基体形成工程と、
一又は複数種のマスクを用いたスクリーン印刷により、前記未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の全体となる未焼成発熱抵抗体を形成する印刷工程であって、
前記未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部となる未焼成リード部については、前記リード対応凹部に対応したリード対応孔部を含む透孔を有するリード対応マスクであって、その厚みが前記リード対応凹部の最大深さよりも小さいリード対応マスクを、前記未焼成絶縁基体の前記主面上に載置し、前記抵抗体対応凹部内及び前記透孔内に未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する印刷工程と、
前記印刷工程後の前記未焼成絶縁基体及び前記未焼成発熱抵抗体を用いて、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを形成し、これを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、
を備えるセラミックヒータの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記リード対応マスクの前記透孔は、
このリード対応マスクを前記未焼成絶縁基体の前記主面上に重ね、この透孔の前記リード対応孔部を前記抵抗体対応凹部の前記リード対応凹部上に重ねたときに、
前記リード対応孔部に沿って、かつ、前記リード対応孔部よりも内側に、前記リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記セラミックヒータは、
グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、
軸線方向に延びる棒状をなし、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの軸線方向先端から２ｍｍ以内の部位が最高温度となる形態とされてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記セラミックヒータは、
グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、
軸線方向に延びる棒状をなし、
このセラミックヒータの前記軸線に直交する方向の最大幅をＲ（ｍｍ）としたとき、前記発熱抵抗体の前記発熱部の全体が、このセラミックヒータの軸線方向先端からＲ（ｍｍ）以内の部位に埋設されてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項８】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるグロープラグ用のセラミックヒータ、
を備えるグロープラグの製造方法であって、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のセラミックヒータの製造方法により、前記セラミックヒータを製造するヒータ製造工程と、
前記セラミックヒータを用いて、前記グロープラグを組み立てるプラグ組立工程と、
を備えるグロープラグの製造方法。
【請求項９】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備え、
軸線方向に延びる棒状をなす
セラミックヒータであって、
前記リード部は、このセラミックヒータを前記軸線に直交する横断面で見たときに、径方向外側に膨出する外側膨出部と、径方向内側に膨出する内側膨出部とを有する形態とされてなる
セラミックヒータ。
【請求項１】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、
を備えるセラミックヒータの製造方法であって、
第１主面、及び、この第１主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第１抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第１リード対応凹部を少なくとも含む第１抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる第１未焼成絶縁基体、を形成する第１未焼成基体形成工程と、
一又は複数種の第１マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第１未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の一部となる第１未焼成発熱抵抗体を形成する第１印刷工程であって、
前記第１未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の一部となる第１未焼成リード部については、前記第１リード対応凹部に対応した第１リード対応孔部を含む第１透孔を有する第１リード対応マスクであって、その厚みが前記第１リード対応凹部の最大深さよりも小さい第１リード対応マスクを、前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に載置し、前記第１抵抗体対応凹部内及び前記第１透孔内に第１未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第１印刷工程と、
第２主面、及び、この第２主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす第２抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなす第２リード対応凹部を少なくとも含む第２抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の残部となる第２未焼成絶縁基体、を形成する第２未焼成基体形成工程と、
一又は複数種の第２マスクを用いたスクリーン印刷により、前記第２未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の残部となる第２未焼成発熱抵抗体を形成する第２印刷工程であって、
前記第２未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部の残部となる第２未焼成リード部については、前記第２リード対応凹部に対応した第２リード対応孔部を含む第２透孔を有する第２リード対応マスクであって、その厚みが前記第２リード対応凹部の最大深さよりも小さい第２リード対応マスクを、前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に載置し、前記第２抵抗体対応凹部内及び前記第２透孔内に第２未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する第２印刷工程と、
前記第１印刷工程後の前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面と、前記第２印刷工程後の前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面とを合わせ、前記第１未焼成絶縁基体、前記第２未焼成絶縁基体、前記第１未焼成発熱抵抗体及び前記第２未焼成発熱抵抗体からなり、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、
を備えるセラミックヒータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記第１リード対応マスクの前記第１透孔は、
この第１リード対応マスクを前記第１未焼成絶縁基体の前記第１主面上に重ね、この第１透孔の前記第１リード対応孔部を前記第１抵抗体対応凹部の前記第１リード対応凹部上に重ねたときに、
前記第１リード対応孔部に沿って、かつ、前記第１リード対応孔部よりも内側に、前記第１リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなり、
前記第２リード対応マスクの前記第２透孔は、
この第２リード対応マスクを前記第２未焼成絶縁基体の前記第２主面上に重ね、この第２透孔の前記第２リード対応孔部を前記第２抵抗体対応凹部の前記第２リード対応凹部上に重ねたときに、
前記第２リード対応孔部に沿って、かつ、前記第２リード対応孔部よりも内側に、前記第２リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記第１印刷工程では、
焼成後に前記発熱部の全体となる未焼成発熱部と、前記第１未焼成リード部とからなる前記第１未焼成発熱抵抗体を形成し、
前記第２印刷工程では、
前記第２未焼成リード部のみからなる前記第２未焼成発熱抵抗体を形成する
セラミックヒータの製造方法。
【請求項４】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、
を備えるセラミックヒータの製造方法であって、
主面、及び、この主面に凹設され、前記発熱抵抗体に対応した開口形状をなす抵抗体対応凹部であって、前記リード部に対応した開口形状をなすリード対応凹部を少なくとも含む抵抗体対応凹部を有し、未焼成絶縁性セラミックからなり、焼成後に前記絶縁基体の一部となる未焼成絶縁基体、を形成する未焼成基体形成工程と、
一又は複数種のマスクを用いたスクリーン印刷により、前記未焼成絶縁基体に、焼成後に前記発熱抵抗体の全体となる未焼成発熱抵抗体を形成する印刷工程であって、
前記未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも、焼成後に前記リード部となる未焼成リード部については、前記リード対応凹部に対応したリード対応孔部を含む透孔を有するリード対応マスクであって、その厚みが前記リード対応凹部の最大深さよりも小さいリード対応マスクを、前記未焼成絶縁基体の前記主面上に載置し、前記抵抗体対応凹部内及び前記透孔内に未焼成導電性セラミックペーストを印刷充填することにより形成する印刷工程と、
前記印刷工程後の前記未焼成絶縁基体及び前記未焼成発熱抵抗体を用いて、焼成後に前記セラミックヒータとなる未焼成セラミックヒータを形成し、これを焼成して、前記セラミックヒータを形成する焼成工程と、
を備えるセラミックヒータの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記リード対応マスクの前記透孔は、
このリード対応マスクを前記未焼成絶縁基体の前記主面上に重ね、この透孔の前記リード対応孔部を前記抵抗体対応凹部の前記リード対応凹部上に重ねたときに、
前記リード対応孔部に沿って、かつ、前記リード対応孔部よりも内側に、前記リード対応凹部の開口縁全体が露出する形態とされてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記セラミックヒータは、
グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、
軸線方向に延びる棒状をなし、通電して発熱させたときに、このセラミックヒータの軸線方向先端から２ｍｍ以内の部位が最高温度となる形態とされてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記セラミックヒータは、
グロープラグに用いられるグロープラグ用ヒータであり、
軸線方向に延びる棒状をなし、
このセラミックヒータの前記軸線に直交する方向の最大幅をＲ（ｍｍ）としたとき、前記発熱抵抗体の前記発熱部の全体が、このセラミックヒータの軸線方向先端からＲ（ｍｍ）以内の部位に埋設されてなる
セラミックヒータの製造方法。
【請求項８】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるグロープラグ用のセラミックヒータ、
を備えるグロープラグの製造方法であって、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のセラミックヒータの製造方法により、前記セラミックヒータを製造するヒータ製造工程と、
前記セラミックヒータを用いて、前記グロープラグを組み立てるプラグ組立工程と、
を備えるグロープラグの製造方法。
【請求項９】
絶縁性セラミックからなる絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなり、通電により発熱する発熱部及びこの発熱部に接続するリード部を有する発熱抵抗体と、を備え、
軸線方向に延びる棒状をなす
セラミックヒータであって、
前記リード部は、このセラミックヒータを前記軸線に直交する横断面で見たときに、径方向外側に膨出する外側膨出部と、径方向内側に膨出する内側膨出部とを有する形態とされてなる
セラミックヒータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１０−７３４１７（Ｐ２０１０−７３４１７Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３７９５６（Ｐ２００８−２３７９５６）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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