発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

ところで、固体電解質層のブラックニングやクラックを防止する観点からは、電極リード部の全てを固体電解質層から絶縁することが好ましい。しかしながら、一般に電極部と電極リード部とは、電極材料のペーストを固体電解質層や絶縁層の表面に印刷し焼成して形成される。このため、電極部との境界まで電極リード部を絶縁しようとすると、印刷ズレによって電極部の一部が絶縁層表面に重なって形成されてしまい、電極部の有効面積が減少してセルの性能（酸素のポンピング性能）を損なうおそれがある。
このため、電極部と絶縁層との間には印刷ズレを考慮した間隔が必要となるが、この間隔が大き過ぎると、電極リード部の絶縁が不十分となって上述のブラックニングやクラックが発生してしまう。 一方、図１３に示すように、酸素ポンプセルにおいて、測定室１０７０内の排気ガス中の空燃比（Ａ/Ｆ）がリッチからリーンに変化した場合、λセンサである酸素濃度検出セル１３００の出力電圧は急激に変化し、それに応じて酸素ポンプセル１４００に印加されるＶｐ電圧も急激に変化する。すると、酸素ポンプセル１４００から出力されるポンプ電流Ｉｐにオーバーシュート現象（リップル(Ｒｉｐｐｌｅ)現象）と称される余分な脈動電流Ｒｉが重畳され、酸素濃度の検出値が不正確になるという問題がある。
この原因は、図１４に示すように、酸素ポンプセル１４００の固体電解質層１０９０と電極１１００との間にコンデンサ回路が形成され、コンデンサの電極間の電圧（Ｖｐ電圧）が時間的に変化すると、それに比例してコンデンサの電極間の電荷が時間的に変化して電流が流れ出すためと考えられる。つまり、このコンデンサ回路におけるコンデンサの容量Ｃと、コンデンサの電荷の変化ΔＱと、コンデンサの電極間のＶｐ電圧の変化ΔＶｐとは、次式（１）の関係にある。
ΔＱ＝Ｃ×ΔＶｐ （１）
ΔＱ＝Ｒｉであるから、
Ｒｉ＝Ｃ×ΔＶｐ （２）
となる。式（２）より、Ｖｐ電圧の時間変化であるΔＶｐを小さくするほど、脈動電流（オーバーシュート電流）Ｒｉを低減することになる。
一方、図１５に示すように、排気ガス中の空燃比（Ａ/Ｆ）がストイキ点を跨がないときには、酸素濃度検出セル１３００の出力電圧、ひいてはＶｐ電圧は急激に変化しないので、ポンプ電流Ｉｐに脈動電流Ｒｉは重畳されない。 そして、固体電解質層１０９０と電極（電極リード部を含む）１１００との間のコンデンサ回路の容量は温度が低くなるほど大きく、そこに溜まる電荷の量も大きくなる。このため、ΔＶｐが掛かり続ける時間が長くなり、ひいてはＲｉも大きくなる。 そこで、本発明は、被測定ガスの雰囲気の変化に伴ってセルの起電力が急激に変化してガスの検出精度が低下することを抑制すると共に、固体電解質体の特性劣化を抑制し、さらにポンピング性能の低下を抑制したガスセンサ素子及びガスセンサの提供を目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

この発明によれば、被測定ガスの雰囲気の変化に伴ってガスセンサのセルの起電力が急激に変化してガスの検出精度が低下することを抑制すると共に、固体電解質体の特性劣化を抑制し、さらにポンピング性能の低下を抑制することができる。