JPH05258840A - Ptc発熱装置 - Google Patents
Ptc発熱装置Info
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- JPH05258840A JPH05258840A JP4089880A JP8988092A JPH05258840A JP H05258840 A JPH05258840 A JP H05258840A JP 4089880 A JP4089880 A JP 4089880A JP 8988092 A JP8988092 A JP 8988092A JP H05258840 A JPH05258840 A JP H05258840A
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- heating device
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Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 付加的回路や素子を用いることなく、PTC
サーミスタ自体で突入電流を抑制し、なおかつ立上りが
速く、熱容量の大きな発熱装置を提供すること。 【構成】 PTC素子を用いた棒状のヒータ4,5を
(n+1)本、並列接続して形成したPTC発熱装置。
必要とする総合抵抗値をxΩとし、そのうち1本の抵抗
値を(x+z)Ω、残りn本の抵抗値をyΩ以上とした
とき、y=nx(x/z+1)Ω(但し、0<z<x)
の式を満たすように各抵抗値を設定する。 【効果】 前式を満たす抵抗値のヒータを単に並列接続
するという簡単な構成により、突入電流を抑えながら、
なおかつ立上りが速く、熱容量の大きな発熱装置を得る
ことができる。また、前式のzの値を変化させることに
より、任意に立上りまでの時間、突入電流を抑制するこ
とができる。
サーミスタ自体で突入電流を抑制し、なおかつ立上りが
速く、熱容量の大きな発熱装置を提供すること。 【構成】 PTC素子を用いた棒状のヒータ4,5を
(n+1)本、並列接続して形成したPTC発熱装置。
必要とする総合抵抗値をxΩとし、そのうち1本の抵抗
値を(x+z)Ω、残りn本の抵抗値をyΩ以上とした
とき、y=nx(x/z+1)Ω(但し、0<z<x)
の式を満たすように各抵抗値を設定する。 【効果】 前式を満たす抵抗値のヒータを単に並列接続
するという簡単な構成により、突入電流を抑えながら、
なおかつ立上りが速く、熱容量の大きな発熱装置を得る
ことができる。また、前式のzの値を変化させることに
より、任意に立上りまでの時間、突入電流を抑制するこ
とができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子複写機、ファクシ
ミリ等のトナーの定着、あるいはビニール封着等の目的
に使用するPTC発熱装置に関する。
ミリ等のトナーの定着、あるいはビニール封着等の目的
に使用するPTC発熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】PTCサーミスタを用いたヒータは、キ
ュリー点において、急激にその抵抗値が増大するため、
安全性が高い、立上り温度が速い、温度制御装置が不要
であるといった数々のメリットがあり、様々な分野で利
用されている。これらの特性のうち、立上り温度が速い
という長所を利用する場合、突入電流が大きくなり過ぎ
るという欠点があった。
ュリー点において、急激にその抵抗値が増大するため、
安全性が高い、立上り温度が速い、温度制御装置が不要
であるといった数々のメリットがあり、様々な分野で利
用されている。これらの特性のうち、立上り温度が速い
という長所を利用する場合、突入電流が大きくなり過ぎ
るという欠点があった。
【0003】この欠点を解決するために、特開昭55−
97143号公報には、PTCサーミスタを負特性サー
ミスタと直列接続することが記載されている。特開昭5
4−115445号公報には、オーム性電極と非オーム
性電極を接合することが記載されている。特開昭49−
27932号公報には、キュリー点の異なる正特性サー
ミスタを組み合わせることが記載されている。また特開
昭63−218184号公報には、位相温度制御装置を
使用することが記載されている。
97143号公報には、PTCサーミスタを負特性サー
ミスタと直列接続することが記載されている。特開昭5
4−115445号公報には、オーム性電極と非オーム
性電極を接合することが記載されている。特開昭49−
27932号公報には、キュリー点の異なる正特性サー
ミスタを組み合わせることが記載されている。また特開
昭63−218184号公報には、位相温度制御装置を
使用することが記載されている。
【0004】ところが、このような従来の技術では、回
路が複雑になり、工数がかかるという問題があった。特
に特開昭49−27932号公報に記載されたものの場
合、表面温度の低い所ができ、表面温度の均一性が要求
される定着装置等の用途には適さないという欠点があ
る。そのほかに、時間間隔を設けて複数の棒状PTCサ
ーミスタ素子を入電したり、出力と室温抵抗値から設定
する方法も考えられている。
路が複雑になり、工数がかかるという問題があった。特
に特開昭49−27932号公報に記載されたものの場
合、表面温度の低い所ができ、表面温度の均一性が要求
される定着装置等の用途には適さないという欠点があ
る。そのほかに、時間間隔を設けて複数の棒状PTCサ
ーミスタ素子を入電したり、出力と室温抵抗値から設定
する方法も考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法によっても、立上り時間を短くし、かつ、比較的
大きな熱量と所定の表面温度を得ようとすると、使用す
る本数分だけの突入電流を避けることはできないという
欠点がある。また、前記のように1本だけ入電後、時間
間隔を設けて追加入電していく方法は、構成が複雑にな
るという欠点があった。
の方法によっても、立上り時間を短くし、かつ、比較的
大きな熱量と所定の表面温度を得ようとすると、使用す
る本数分だけの突入電流を避けることはできないという
欠点がある。また、前記のように1本だけ入電後、時間
間隔を設けて追加入電していく方法は、構成が複雑にな
るという欠点があった。
【0006】そこで本発明が解決すべき課題は、付加的
回路や素子を用いることなく、PTCサーミスタ自体で
突入電流を抑制しながら、なおかつ立上りが速く、熱容
量の大きな発熱装置を提供することにある。
回路や素子を用いることなく、PTCサーミスタ自体で
突入電流を抑制しながら、なおかつ立上りが速く、熱容
量の大きな発熱装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明は、PTC素子を用いた棒状のヒータを(n
+1)本、並列接続して形成したPTC発熱装置におい
て、必要とする総合抵抗値をxΩとし、そのうち1本の
抵抗値を(x+z)Ω、残りn本の抵抗値をyΩ以上と
したとき、 y=nx(x/z+1)Ω(但し、0<z<x)・・・・・・・(1) を満たすように各抵抗値を設定した。好適には、複数本
のヒータの周辺に断熱材を介在させたものとする。
め、本発明は、PTC素子を用いた棒状のヒータを(n
+1)本、並列接続して形成したPTC発熱装置におい
て、必要とする総合抵抗値をxΩとし、そのうち1本の
抵抗値を(x+z)Ω、残りn本の抵抗値をyΩ以上と
したとき、 y=nx(x/z+1)Ω(但し、0<z<x)・・・・・・・(1) を満たすように各抵抗値を設定した。好適には、複数本
のヒータの周辺に断熱材を介在させたものとする。
【0008】また、複数本のヒータの周辺にシリコン樹
脂、エポキシ樹脂およびフッ素樹脂等により放熱板部分
以外の部分を固定する。
脂、エポキシ樹脂およびフッ素樹脂等により放熱板部分
以外の部分を固定する。
【0009】(1)式は、図2の抵抗回路によって求め
ることができる。1つの抵抗の抵抗値をx+z、残りの
n本の抵抗の抵抗値をy、並列接続回路全体の抵抗値を
xとすると、次の式が成り立つ。 1/x=1/(x+z)+n×(1/y) 移項して、 1/x−1/(x+z)=n/y 通分して、 z/x(x+z)=n/y これから、 y=nx(x+z)/z=nx(x/z+1) として、(1)式が得られる。
ることができる。1つの抵抗の抵抗値をx+z、残りの
n本の抵抗の抵抗値をy、並列接続回路全体の抵抗値を
xとすると、次の式が成り立つ。 1/x=1/(x+z)+n×(1/y) 移項して、 1/x−1/(x+z)=n/y 通分して、 z/x(x+z)=n/y これから、 y=nx(x+z)/z=nx(x/z+1) として、(1)式が得られる。
【0010】以上は抵抗値の関係を規制するものである
が、立上り特性を考慮して、(1)式の但し書きの条件
を付ける。すなわち、zをxより小さいと規定した理由
は、xとzが同じ値をとった場合には、例えば総計2本
としたとき、y=1・x・(1+1)=2xとなり、そ
れぞれのヒータの抵抗値は2xとなって同じ値になる。
このような抵抗値の2本のヒータに通電した場合、両方
に同じ電流が同じ時間で流れるため、昇温速度が著しく
遅くなる。よってzはxより小さい値をとる必要があ
り、より速く昇温させようとする場合にはzは0に近い
値の方がよい。
が、立上り特性を考慮して、(1)式の但し書きの条件
を付ける。すなわち、zをxより小さいと規定した理由
は、xとzが同じ値をとった場合には、例えば総計2本
としたとき、y=1・x・(1+1)=2xとなり、そ
れぞれのヒータの抵抗値は2xとなって同じ値になる。
このような抵抗値の2本のヒータに通電した場合、両方
に同じ電流が同じ時間で流れるため、昇温速度が著しく
遅くなる。よってzはxより小さい値をとる必要があ
り、より速く昇温させようとする場合にはzは0に近い
値の方がよい。
【0011】
【作用】本発明においては、電気的に複数本並列接続し
た発熱装置のヒータの抵抗値が(1)式を満たすのであ
れば、使用機器がどんな物でも許容される電流値を超え
ることがない。そのため、同時に複数本のヒータを入電
しても、最も抵抗値の低いヒータに大きな電流が流れ、
所定の温度に達すると同時に、他の高い抵抗値のヒータ
にも電流が流れていくため、突入電流をあまり大きくせ
ずに、立上りが速く、所定の温度に到達して、なおか
つ、全体の熱容量も大きな特性の発熱装置を得ることが
できる。
た発熱装置のヒータの抵抗値が(1)式を満たすのであ
れば、使用機器がどんな物でも許容される電流値を超え
ることがない。そのため、同時に複数本のヒータを入電
しても、最も抵抗値の低いヒータに大きな電流が流れ、
所定の温度に達すると同時に、他の高い抵抗値のヒータ
にも電流が流れていくため、突入電流をあまり大きくせ
ずに、立上りが速く、所定の温度に到達して、なおか
つ、全体の熱容量も大きな特性の発熱装置を得ることが
できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 〔実施例〕図3(a)に示すように、キュリー点が22
0℃の5mm幅×10mm長さ×2.5mm厚のチタン
酸バリウムよりなるPTC素子1の相対する表面にNi
メッキで電極膜2,2を形成した後、図3(b)に示す
ように0.3mmのアルミニウム電極板3,3間にPT
C素子1を5個並列に接着してPTCヒータ4を得て、
抵抗値を測定したところ、80Ωであった。さらに熱容
量を増すために同様に抵抗値の大きなPTC素子を使用
して、抵抗値の総計が90Ω以下になるように、(1)
式のzに3を入れて算出し、PTCヒータ5を2本得
た。これらの抵抗値は5.5KΩと5.6KΩであっ
た。これらのPTCヒータ4,5を図4に示すように3
本並列接続し、各々のヒータの間には断熱材を介在さ
せ、図1に示すようにシリコーン樹脂6により固定し
た。こうして得られた発熱素子に100Vを印加したと
ころ、8秒以内で表面温度は210℃に到達し、最大突
入電流は3.5Aであった。
明する。 〔実施例〕図3(a)に示すように、キュリー点が22
0℃の5mm幅×10mm長さ×2.5mm厚のチタン
酸バリウムよりなるPTC素子1の相対する表面にNi
メッキで電極膜2,2を形成した後、図3(b)に示す
ように0.3mmのアルミニウム電極板3,3間にPT
C素子1を5個並列に接着してPTCヒータ4を得て、
抵抗値を測定したところ、80Ωであった。さらに熱容
量を増すために同様に抵抗値の大きなPTC素子を使用
して、抵抗値の総計が90Ω以下になるように、(1)
式のzに3を入れて算出し、PTCヒータ5を2本得
た。これらの抵抗値は5.5KΩと5.6KΩであっ
た。これらのPTCヒータ4,5を図4に示すように3
本並列接続し、各々のヒータの間には断熱材を介在さ
せ、図1に示すようにシリコーン樹脂6により固定し
た。こうして得られた発熱素子に100Vを印加したと
ころ、8秒以内で表面温度は210℃に到達し、最大突
入電流は3.5Aであった。
【0013】〔比較例1〕実施例と同様の操作により、
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ27
0Ω,260Ω,275Ωにして発熱装置を組み立て、
100Vを印加したところ、最大突入電流は3.6Aと
実施例と変わらなかったが、表面温度が210℃に到達
するまで20秒近くかかった。これは、ヒータに流れる
電流が3本に均一に流れたためである。
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ27
0Ω,260Ω,275Ωにして発熱装置を組み立て、
100Vを印加したところ、最大突入電流は3.6Aと
実施例と変わらなかったが、表面温度が210℃に到達
するまで20秒近くかかった。これは、ヒータに流れる
電流が3本に均一に流れたためである。
【0014】〔比較例2〕実施例と同様の操作により、
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ93
Ω,90Ω,91Ωにして発熱装置を組み立て、100
Vを印加したところ、10秒以内で表面温度は210℃
に到達したが、最大突入電流は10.1Aであった。こ
れは、ヒータ全体の抵抗値が低くなったためである。
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ93
Ω,90Ω,91Ωにして発熱装置を組み立て、100
Vを印加したところ、10秒以内で表面温度は210℃
に到達したが、最大突入電流は10.1Aであった。こ
れは、ヒータ全体の抵抗値が低くなったためである。
【0015】〔比較例3〕実施例と同様の操作により、
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ18
0Ω,362Ω,360Ω(x=zの例)にして発熱装
置を組み立て、100Vを印加したところ、最大突入電
流は3.7Aであったが、表面温度が210℃に到達す
るまで17秒近くかかった。これは、ヒータに流れる電
流が3本に分散したためである。
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ18
0Ω,362Ω,360Ω(x=zの例)にして発熱装
置を組み立て、100Vを印加したところ、最大突入電
流は3.7Aであったが、表面温度が210℃に到達す
るまで17秒近くかかった。これは、ヒータに流れる電
流が3本に分散したためである。
【0016】〔比較例4〕実施例と同様の操作により、
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ80
Ω,5.6KΩ,5.9KΩにして、ヒータ間に間隔を
設けず、接近させて発熱装置を組み立て、100Vを印
加したところ、最大突入電流は3.6Aであったが、表
面温度が210℃に到達するまで25秒近くかかった。
これは、速く立ち上がったヒータの熱が他の2本に拡散
したためである。
3本のPTCヒータ4,5,5の抵抗値をそれぞれ80
Ω,5.6KΩ,5.9KΩにして、ヒータ間に間隔を
設けず、接近させて発熱装置を組み立て、100Vを印
加したところ、最大突入電流は3.6Aであったが、表
面温度が210℃に到達するまで25秒近くかかった。
これは、速く立ち上がったヒータの熱が他の2本に拡散
したためである。
【0017】以上の実施例と比較例とを対比してわかる
ように、(1)式により規定された抵抗値をもつPTC
ヒータを互いに熱的に絶縁して並列接続することによ
り、突入電流が抑えられるとともに、立上りが速い発熱
装置を得ることができた。
ように、(1)式により規定された抵抗値をもつPTC
ヒータを互いに熱的に絶縁して並列接続することによ
り、突入電流が抑えられるとともに、立上りが速い発熱
装置を得ることができた。
【0018】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
下記の効果を奏する。 (1)式を満たす抵抗値のヒータを単に並列接続す
るという簡単な構成により、突入電流を抑えながら、な
おかつ立上りが速く、熱容量の大きな発熱装置を得るこ
とができる。 (1)式のzの値を変化させることにより、任意に
立上りまでの時間、突入電流を抑制することができる。
下記の効果を奏する。 (1)式を満たす抵抗値のヒータを単に並列接続す
るという簡単な構成により、突入電流を抑えながら、な
おかつ立上りが速く、熱容量の大きな発熱装置を得るこ
とができる。 (1)式のzの値を変化させることにより、任意に
立上りまでの時間、突入電流を抑制することができる。
【図1】 本発明の実施例を示す発熱装置の斜視図であ
る。
る。
【図2】 (1)式を導き出すための並列回路の回路図
である。
である。
【図3】 本発明の実施例のヒータの構成を示す説明図
である。
である。
【図4】 実施例および比較例のPTCヒータの接続回
路図である。
路図である。
1 PTC素子、2 電極膜、3 電極板、4,5 P
TCヒータ、6 シリコーン樹脂
TCヒータ、6 シリコーン樹脂
Claims (3)
- 【請求項1】 PTC素子を用いた棒状のヒータを(n
+1)本、並列接続して形成したPTC発熱装置におい
て、必要とする総合抵抗値をxΩとし、そのうち1本の
抵抗値を(x+z)Ω、残りn本の抵抗値をyΩ以上と
したとき、y=nx(x/z+1)Ω(但し、0<z<
x)の式を満たすように各抵抗値を設定したことを特徴
とするPTC発熱装置。 - 【請求項2】 複数本のヒータの周辺に断熱材を介在さ
せたことを特徴とする請求項1記載のPTC発熱装置。 - 【請求項3】 複数本のヒータの周辺にシリコン樹脂、
エポキシ樹脂およびフッ素樹脂のいずれかにより放熱板
部分以外の部分を固定したことを特徴とする請求項1記
載のPTC発熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08988092A JP3283898B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | Ptc発熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08988092A JP3283898B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | Ptc発熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05258840A true JPH05258840A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3283898B2 JP3283898B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=13983087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08988092A Expired - Fee Related JP3283898B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | Ptc発熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3283898B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6736490B2 (en) | 2002-03-29 | 2004-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording head and non-linear electrical element |
| JP2010132055A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Panasonic Corp | 車両用暖房装置 |
| CN119521472A (zh) * | 2025-01-21 | 2025-02-25 | 上海欣帕电子科技有限公司 | 一种ptc加热器冲流抑制方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4927932A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-12 | ||
| JPH0350421A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 加熱調理器 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP08988092A patent/JP3283898B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4927932A (ja) * | 1972-07-12 | 1974-03-12 | ||
| JPH0350421A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 加熱調理器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2010132055A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Panasonic Corp | 車両用暖房装置 |
| CN119521472A (zh) * | 2025-01-21 | 2025-02-25 | 上海欣帕电子科技有限公司 | 一种ptc加热器冲流抑制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3283898B2 (ja) | 2002-05-20 |
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