▶ レックスマーク・インターナショナル・インコーポレーテツドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-15
(45)【発行日】2024-04-23
(54)【発明の名称】セラミックヒータ付きヘアーアイロン
(51)【国際特許分類】
A45D 1/02 20060101AFI20240416BHJP
A45D 1/04 20060101ALI20240416BHJP
【ＦＩ】
A45D1/02 C
A45D1/04
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021544773
(86)(22)【出願日】2020-02-06
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-24
(86)【国際出願番号】 US2020016926
(87)【国際公開番号】W WO2020163555
(87)【国際公開日】2020-08-13
【審査請求日】2023-01-26
(31)【優先権主張番号】62/802,945
(32)【優先日】2019-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/782,308
(32)【優先日】2020-02-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】591194034
【氏名又は名称】レックスマーク・インターナショナル・インコーポレーテツド
【氏名又は名称原語表記】ＬＥＸＭＡＲＫ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ，ＩＮＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】バイヤーレ， ピーター アルデン
(72)【発明者】
【氏名】ルカス， ラッセル エドワード
(72)【発明者】
【氏名】スミス， ジェリー ウェイン
【審査官】渡邉 洋
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２００６／０５４０８０（ＷＯ，Ａ２）
【文献】欧州特許第２６９６７２０（ＥＰ，Ｂ１）
【文献】特表平１１－５０４１５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２２４７８６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１６９５３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００３－５３５７２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０１２７６８６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５５８１８７６（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許第０９８４８６８３（ＵＳ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ４５Ｄ １／００－ ７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
開位置と閉位置との間で互いに相対的に移動可能な第１アーム（１０４）および第２アーム（１０６）と、使用中に毛髪を接触させるための接触表面（１１８）とを備える、ヘアーアイロンであって、前記第１アームの遠位セグメント（１０８）は、開位置において前記第２アームの遠位セグメント（１１０）から離間し、前記第１アームの遠位セグメントは、閉位置において前記第２アームの遠位セグメントに近接して位置し、
前記接触表面は、前記第１アームの前記遠位セグメントの外部に位置し、
前記第１アームが、セラミック基板（１６０）と、前記セラミック基板の外側面上の電気抵抗性トレース（１６４）とを有するヒータ（１３０）を含み、前記ヒータは、前記電気抵抗性トレースに電流を印加することによって発生される熱を前記接触表面に供給するように位置し、
前記閉位置で前記第２アームに面する前記ヒータの外面（１５０）を覆うスリーブ（１３４）を更に備え、前記スリーブの一部分が前記接触表面を形成し、
前記スリーブは、熱伝導性で電気絶縁性の材料の薄膜で構成され、
前記スリーブは、充填されたポリイミドまたは未充填のポリイミドの少なくとも１つから構成される、ヘアーアイロン。
【請求項2】
前記電気抵抗性トレースは、前記セラミック基板の焼成後に前記セラミック基板の外側面に印刷された電気抵抗材料厚膜を含む、請求項１に記載のヘアーアイロン。
【請求項3】
前記電気抵抗性トレースは、前記閉位置において前記第２アームとは反対側に面する前記セラミック基板の内面（１６３）上に位置する、請求項１に記載のヘアーアイロン。
【請求項4】
前記ヒータは、前記電気抵抗性トレースを電気的に絶縁するために、前記電気抵抗性トレースを覆う一つ又は複数のガラス層（１８０）を前記セラミック基板の外側面上に含む、請求項１に記載のヘアーアイロン。
【請求項5】
前記ヒータは、サーミスタ（１７２）を含み、前記サーミスタは、前記セラミック基板上に位置し、前記ヒータの温度に関するフィードバックを前記ヒータの制御回路（１２２）に提供するために前記ヒータの前記制御回路と電気通信する、請求項１に記載のヘアーアイロン。
【請求項6】
前記サーミスタは、前記閉位置において前記第２アームとは反対側を向く前記セラミック基板の内面に位置する、請求項５に記載のヘアーアイロン。
【請求項7】
前記電気抵抗性トレースは、前記セラミック基板の前記内面に位置する、請求項６に記載のヘアーアイロン。
【請求項8】
前記ヒータは、前記アーム上に位置するヒータハウジング（１４２）に装着され、前記ヒータハウジングは、少なくとも２００℃の最高使用温度を有するプラスチック材料で構成される、請求項１に記載のヘアーアイロン。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【0001】
[0001][１．開示の分野]
【0002】
[0002]本開示は、セラミックヒータを有するヘアーアイロンに関する。
【0003】
[0003][２．関連技術の説明]
【0004】
[0004]フラットアイアン、ストレートアイロン、カーリングアイロン、クリンピングアイロン等のような多くの従来のヘアーアイロンは、ヒートラグに悩まされ、その結果、使用のためにヘアーアイロンを加熱し、使用後にヘアーアイロンを冷却するのに不都合な時間が生じる。使用前に、ユーザは、デバイスが有効温度に加熱されるのを待たなければならない。使用後、ユーザは、デバイスが安全な温度まで冷却されるのを待ってからデバイスを保管しなければならない場合がある。比較的長いウォームアップ時間およびクールダウン時間のために、ユーザは、加熱および冷却中にカウンタートップなどにヘアーアイロンをセットすることが多い。これは、ユーザおよび他の人、特に子供に対して、誤って高温デバイスに接触したり、デバイスの電源が入っていることや、まだ冷却されていないことを認識しなかったりする安全リスクを生じさせる。ヘアーアイロンの電源を誤って入れたままにしておくと、さらなる安全上のリスクが生じる。
【0005】
[0005]従来技術のヘアーアイロンは、ワイヤヒータとセラミックヒータの２つの主なクラスに分けられる。両方のクラスのヘアーアイロンは、抵抗要素（ワイヤ抵抗器またはセラミック基板の層の間に位置する抵抗器のいずれか）に電流を流すことによって熱を発生する。両方のクラスのヘアーアイロンは、必然的に、長いウォームアップ時間およびクールダウン時間をもたらすかなりの熱量を含む。たとえば、一部のワイヤヒータは、（電気絶縁のために）セラミックセメントでポットされ、鋳造アルミニウム内に配置されたニクロムワイヤを含む。他のワイヤヒータは、巻線の内側及び外側を取り囲む電気絶縁材料で巻かれたニクロムワイヤと、使用中にユーザの毛髪に接触する接触表面を形成する鋼又はアルミニウム管（又は他の成形金属片）内に位置する絶縁巻線とを含む。これらのタイプの両方のワイヤヒータアセンブリは、電気絶縁材料および比較的大きな金属部品によって提供される高い熱質量のために、長いウォームアップ時間およびクールダウン時間に悩まされる。
【0006】
[0006]従来のセラミックヒータは、典型的には、「グリーン状態」（未焼成）セラミック基板上に印刷された電気抵抗及び導電トレースを含む。印刷後、基板の複数のシートが、内部に（すなわち、セラミック基板層間に）位置する印刷された抵抗性および導電性トレースと一緒にされ、組み合わされた材料が焼成されて、セラミックヒータが形成される。セラミック基板は、焼成中に著しく収縮し（１０－１５％程度）、その結果、抵抗性および導電性トレースの不均一なパターンが生じる。次いで、セラミックヒータは、使用中にユーザの毛髪に接触する接触表面を形成する一つ又は複数の被覆金属片に嵌合される。抵抗性トレースおよび導電性トレースを取り囲むセラミック基板と追加の金属片とが組み合わさって比較的高い熱質量を提供し、その結果、長いウォームアップ時間およびクールダウン時間を提供する。
【0007】
[0007]そこで、熱効率を向上させたヒータを備えたヘアーアイロンが望まれている。
【0008】
【概要】
【0009】
[0008]一実施形態によるヘアーアイロンは、開位置と閉位置との間で互いに相対的に移動可能な第１アームと第２アームとを含む。第１アームの遠位セグメントは、開位置において第２アームの遠位セグメントから離間される。第１アームの遠位セグメントは、閉位置にある第２アームの遠位セグメントに近接して位置する。接触表面は、使用中に毛髪に接触するために、第１アームの外部、例えば遠位セグメントの外部に位置する。第１アームは、セラミック基板と、セラミック基板上、例えばセラミック基板の外面上の電気抵抗性トレースとを有するヒータを含む。電気抵抗性トレースは、電気抵抗材料から構成される。一部の実施態様において、電気抵抗性トレースは、セラミック基板の焼成後にセラミック基板の外面に印刷された電気抵抗材料厚膜を含む。ヒータは、接触表面に電気抵抗性トレースに電流を印加することによって発生される熱を供給するように位置する。
【0010】
[0009]一部の実施態様において、電気抵抗性トレースは、閉位置で第２アームから離れて面するセラミック基板の内面上に位置する。
【0011】
[0010]実施形態は、ヒータが、電気抵抗性トレースを電気的に絶縁するために電気抵抗トレースを覆う一つ又は複数のガラス層をセラミック基板の外面に含むものを含む。
【0012】
[0011]実施形態は、ヒータが、セラミック基板上に位置し、ヒータの温度に関するフィードバックをヒータの制御回路に提供するためにヒータの制御回路と電気通信するサーミスタを含むものを含む。一部の実施態様において、サーミスタは、閉位置で第２アームから離れて面するセラミック基板の内面上に位置する。
【0013】
[0012]一部の実施形態は、閉位置で第２アームに面するヒータの外面を覆うスリーブを含む。スリーブの一部分は、接触表面を形成する。一部の実施態様において、スリーブは、熱伝導性及び電気絶縁性材料の薄膜で構成される。一部の実施態様において、スリーブは、充填ポリイミド又は未充填ポリイミドの少なくとも１つから構成される。
【0014】
[0013]実施形態は、ヒータがアーム上に位置するヒータハウジングに装着されたものを含む。ヒータハウジングは、少なくとも２００℃の最高使用温度を有するプラスチック材料で構成される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
[0014]明細書に組み込まれ、明細書の一部を形成する添付の図面は、本開示の一部の態様を図示し、説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。
【詳細な説明】
【0016】
[0023]以下の説明では、添付の図面を参照し、同様の参照番号は同様の要素を表す。実施形態は、当業者が本開示を実施できるように十分に詳細に記載される。他の実施形態を利用することができ、本開示の範囲から逸脱することなく、プロセス、電気的、および機械的な変更などを行うことができることを理解されたい。実施例は、単に可能性のある変形例の典型である。一部の実施形態の部分および特徴は、他の実施形態の部分および特徴に含まれてもよく、または他の実施形態の部分および特徴に置き換えられてもよい。したがって、以下の説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義される。
【0017】
[0024]次に、図面、特に図１および図２を参照すると、ヘアーアイロン１００が例示的な一実施形態に従って示されている。ヘアーアイロン１００は、フラットアイロン、ストレートアイロン、カールアイロン、クリンピングアイロン、又はユーザの毛髪の構造又は外観を変えるためにユーザの毛髪に熱及び圧力を加える他の同様のデバイスのような器具を含むことができる。ヘアーアイロン１００は、ヘアーアイロン１００の全体的な支持構造を形成するハウジング１０２を含む。たとえば、断熱性および電気絶縁性であり、比較的高い耐熱性および寸法安定性ならびに低い熱質量を有するプラスチックからハウジング１０２を構成することができる。プラスチックの実施例には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）プラスチック、ポリカーボネート／アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＰＣ／ＡＢＳ）プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）プラスチックが含まれ、それぞれのガラス充填バージョンが含まれる。ヘアーアイロン１００の全体的な支持構造を形成することに加えて、ハウジング１０２は、ヘアーアイロン１００の動作中にユーザが接触して保持する安全な表面を提供するために、電気絶縁および断熱をも提供する。
【0018】
[0025]ヘアーアイロン１００は、図１に示された開位置と図２に示された閉位置との間に移動可能な一対のアーム１０４，１０６を含み、開位置は、アーム１０４、１０６の遠位セグメント１０８、１１０が互いに離間し、閉位置は、アーム１０４、１０６の遠位セグメント１０８、１１０が互いに接触しているか、または互いに（例えば、接触していることを含めて数ミリメートル以内に）近接している。たとえば、図示の実施形態では、アーム１０４、１０６は、開位置と閉位置との間で旋回軸１１２を中心に互いに対して旋回可能である。ヘアーアイロン１００は、一つ又は複数のバネなどの付勢部材（図示せず）を含んでもよく、付勢部材が、アーム１０４、１０６の一方または両方を開位置に向けて付勢し、アーム１０４、１０６を共に閉位置にするように、アーム１０４、１０６に加えられるバイアスを克服するためにユーザの作動が必要とされる。
【0019】
[0026]ヘアーアイロン１００は、アーム１０４、１０６の一方または両方の内側１１４、１１６に位置するヒータを含む。アーム１０４，１０６の内側１１４、１１６は、アーム１０４、１０６が図２に示される閉位置にあるときに互いに対向するアーム１０４、１０６の部分を含む。図示された例示的な実施形態では、各アーム１０４、１０６は、アーム１０４、１０６上または内部に位置する、それぞれのヒータ１３０、１３２を含む。ヒータ１３０、１３２は、アーム１０４、１０６上のそれぞれの接触表面１１８、１２０に熱を供給する。各接触表面１１８、１２０は、対応するアーム１０４、１０６の遠位セグメント１０８、１１０の内側１１４、１１６に位置する。接触表面１１８、１２０は、各ヒータ１３０、１３２の表面によって直接形成されてもよいし、シールドまたはスリーブなどの各ヒータ１３０、１３２を覆う材料によって形成されてもよい。接触表面１１８、１２０は、ユーザがアーム１０４、１０６と位置決めアーム１０４、１０６との間にユーザの毛髪の一部を位置決めする際に、ユーザの毛髪に直接接触して熱を伝達するように位置する。接触表面１１８、１２０は、アーム１０４、１０６が閉位置にあるとき、ユーザの毛髪に接触するために利用可能な表面積を最大にするために、比較的平坦な向きで互いに対合するように位置する。
【0020】
[0027]ヘアーアイロン１００は、（図２に概略的に示す）各ヒータ１３０，１３２の抵抗器に電流を供給する回路を選択的に開閉することによって、各ヒータ１３０，１３２の温度を制御するように構成された制御回路１２２を含む。ヘアーアイロン１００が２つのヒータ１３０，１３２を含む場合、制御回路１２２は、各ヒータ１３０、１３２を独立して制御するか、または両方のヒータ１３０、１３２を一緒に制御するように構成することができる。開ループまたは、好ましくは閉ループ制御を、所望に応じて利用することができる。制御回路１２２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、および／または集積回路の他の形態を含むことができる。図示の実施形態では、ヘアーアイロン１００は、ヘアーアイロン１００を外部電圧源１２６に接続するための電源コード１２４を含む。他の実施形態では、ヘアーアイロン１００は、所望に応じて内部バッテリを含むことができる。
【0021】
[0028]図３は、アーム１０４上で使用するためのヒータ１３０およびスリーブ１３４を含む実施例のヒータアセンブリ１４０を示す。ヒータ１３２及び対応するスリーブを含む実質的に同一のヒータアセンブリをアーム１０６に使用することができる。ヒータアセンブリ１４０は、ヒータ１３０、スリーブ１３４、およびヒータハウジング１４２を含む。ヒータ１３０は、ヒータ１３０を物理的に支持するヒータハウジング１４２で、ヒータハウジング１４２に装着される。次に、ヒータハウジング１４２は、アーム１０４内部のハウジング１０２の一部分に装着される。図示の実施形態では、ヒータハウジング１４２は、第１ハウジング部分１４２ａおよび第２ハウジング部分１４２ｂを含む。ヒータ１３０は、第１ハウジング部分１４２ａに装着される。ネジなどの固定具（図示せず）は、第２ハウジング部分１４２ｂを第１ハウジング部分１４２ａおよびハウジング１０２に装着する。ヒータハウジング１４２は、たとえば、断熱性で電気的に絶縁性であり、比較的高い耐熱性と寸法安定性と低い熱質量とを有するプラスチックから構成することができる。ヒータ１３０に近接しているため、ヒータハウジング１４２は、好ましくは、耐熱劣化に耐え、高温で十分な強度および剛性を維持することができるプラスチック（２００℃以上の最高使用温度を有するプラスチックを含む）から構成される。プラスチックの実施例には、液晶ポリマー（ＬＣＰ）プラスチック、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）プラスチック、およびポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）プラスチックが含まれ、それぞれのガラス充填バージョンが含まれる。
【0022】
[0029]ヒータ１３０は、図３に示されるように、ヒータハウジング１４２から露出され、かつ、ヒータハウジング１０６から離れた面である外面１５０を含む。ヒータ１３０は、たとえば、図３に示すように、第１ハウジング部分１４２ａと第２ハウジング部分１４２ｂとの間で、ヒータハウジング１４２の内部部分に近接して位置する内面１５１を含む。アーム１０４、１０６が閉位置にあるとき、外面１５０は反対側のアーム１０６の方を向き、内面１５１は反対側のアーム１０６から離れる方を向いている。上述のように、一部の実施態様において、ヒータ１３０の外面１５０は、接触表面１１８を形成する。図３に示す例示的実施形態のような他の実施形態では、スリーブ１３４は、ヒータ１３０の外面１５０に対して位置決めされ、接触表面１１８を形成する。図示された実施形態では、スリーブ１３４は、ヒータハウジング１４２の周囲を包み込み、ヒータ１３０の外面１５０を覆う。スリーブ１３４は、使用中にヒータ１３０の外面１５０からユーザの毛髪に熱を伝達するために、ヒータ１３０の外面１５０と接触するか、またはそれに近接して位置する。スリーブ１３４は、薄膜（例えば、０．１ｍｍ未満の厚さ）材料から構成される。一実施形態では、スリーブ１３４は、窒化ホウ素充填ポリイミドなどの熱伝導性および電気絶縁性材料から構成される。スリーブ１３４の熱伝導率および相対的な薄さは、比較的低い熱質量をもたらし、これは、スリーブ１３４を加熱および冷却するのに必要な時間量を低減する。他の実施形態では、例えば、熱伝導率の低下が許容される場合、スリーブ１３４は、未充填ポリイミドから構成されてもよい。他の実施形態では、例えば、導電性が許容可能である場合、スリーブ１３４は、グラファイト充填ポリイミドから構成することができる。スリーブ１３４は、ヒータ１３０を損傷から保護するのに役立ち、また使用中に比較的低い摩擦接触表面１１８を提供する。
【0023】
[0030]図４Ａおよび図４Ｂは、ヒータハウジング１４２から取り外されたヒータ１３０を示す。図４Ａは、ヒータ１３０の内面１５１を示し、図４Ｂは、ヒータ１３０の外面１５０を示す。ヒータ１３２は、ヒータ１３０と実質的に同一であってもよい。図示の実施形態では、外面１５０及び内面１５１は、それぞれが外面１５０及び内面１５１よりも小さい表面積を有する４つの側面または縁１５２、１５３、１５４、１５５によって縁取られている。この実施形態では、ヒータ１３０は、縁１５２から縁１５３まで延びる縦方向寸法１５６と、縁１５４から縁１５５まで延びる横方向寸法１５７とを含む。また、ヒータ１３０は、外面１５０から内面１５１まで測定された全体の厚さ１５８（図５）を含む。
【0024】
[0031]ヒータ１３０は、酸化アルミニウム（例えば、市販の９６％酸化アルミニウムセラミック）などのセラミック基板１６０の一つ又は複数の層を含む。ヒータ１３０がセラミック基板１６０の単一層を含む場合、セラミック基板１６０の厚さは、１．０ｍｍのように、たとえば、０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲でもよい。ヒータ１３０がセラミック基板１６０の複数の層を含む場合、各層は、０．６３５ｍｍのように、たとえば、０．５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲の厚さを有することができる。一部の実施態様において、縦方向寸法１５６に沿ったセラミック基板の長さは、たとえば、８０ｍｍ～１２０ｍｍの範囲とすることができる。一部の実施態様において、横方向寸法１５７に沿ったセラミック基板１６０の幅は、１７ｍｍ又は２２．２ｍｍのように、たとえば、１５ｍｍ～２４ｍｍの範囲とすることができる。セラミック基板１６０は、ヒータ１３０の外面１５０に向けられた外面１６２と、ヒータ１３０の内面１５１に向けられた内面１６３とを含む。セラミック基板１６０の複数の層が使用される場合に、外面１６２及び内面１６３がセラミック基板１６０の内側又は中間層ではなく、セラミック基板１６０の対向する外面上に位置するように、セラミック基板１６０の外面１６２及び内面１６３は、セラミック基板１６０の外側部分に位置する。
【0025】
[0032]図示された例示的な実施形態では、ヒータ１３０の外面１５０は、図４Ｂに示されるように、セラミック基板１６０の外面１６２によって形成される。この実施形態では、セラミック基板１６０の内面１６３は、その上に位置する一連の一つ又は複数の電気抵抗性トレース１６４及び導電性トレース１６６を含む。抵抗性トレース１６４は、たとえば、銀パラジウム（例えば、混合７０／３０銀パラジウム）などの適切な電気抵抗材料を含む。導電性トレース１６６は、たとえば、銀白金のような適切な導電材料を含む。図示の実施形態では、抵抗性トレース１６４及び導電性トレース１６６は、厚膜印刷によってセラミック基板１６０に加えられる。たとえば、抵抗性トレース１６４は、セラミック基板１６０に加えられたときに１０－１３ミクロンの厚みを有する抵抗ペーストを含むことができ、導電性トレース１６６は、セラミック基板１６０に加えられたときに９－１５ミクロンの厚みを有する導電ペーストを含むことができる。抵抗性トレース１６４は、ヒータ１３０の加熱要素を形成し、導電性トレース１６６は、抵抗性トレース１６４との間の電気接続を提供して、電流を各抵抗性トレース１６４に供給して熱を発生させる。
【0026】
[0033]図示された例示的な実施形態では、ヒータ１３０は、ヒータ１３０の縦方向寸法１５６に沿って互いに実質的に平行に（かつ縁１５４，１５５に実質的に平行に）延びる一対の抵抗性トレース１６４ａ、１６４ｂを含む。また、ヒータ１３０は、それぞれがヒータ１３０のそれぞれの端子１６８ａ、１６８ｂを形成する一対の導電性トレース１６６ａ、１６６ｂを含む。ケーブルまたはワイヤ１７０ａ、１７０ｂは、端子１６８ａ、１６８ｂに接続されて、抵抗性トレース１６４および導電性トレース１６６を、たとえば、制御回路１２２および電圧源１２６に電気的に接続し、抵抗性トレース１６４および導電性トレース１６６によって形成される回路を選択的に閉じて熱を発生させる。導電性トレース１６６ａは抵抗性トレース１６４ａに直接接触し、導電性トレース１６６ｂは抵抗性トレース１６４ｂに直接接触する。導電性トレース１６６ａ、１６６ｂは、図示された例示的な実施形態において、両方とも縁１５２に隣接して位置するが、導電性トレース１６６ａ、１６６ｂは、所望に応じて、セラミック基板１６０上の他の適切な位置に位置してもよい。この実施形態では、ヒータ１３０は、抵抗性トレース１６４ａを抵抗性トレース１６４ｂに電気的に接続する第３導電性トレース１６６ｃを含む。図４Ａの導電性トレース１６６ａ、１６６ｂ、１６６ｃの下に隠れている抵抗性トレース１６４ａ、１６４ｂの部分は、点線で示されている。この実施形態では、導電性トレース１６４ａを介して、たとえば端子１６８ａaのヒータ１３０に入力された電流は、抵抗性トレース１６６ａ、導電性トレース１６４ｃ、抵抗性トレース１６６ｂ、および導電性トレース１６４ｂの順に通過し、端子１６８ｂのヒータ１３０から出力される。端子１６８ｂにおけるヒータ１３０への電流入力は、同じ経路に沿って逆方向に進む。
【0027】
[0034]一部の実施形態では、ヒータ１３０は、ヒータ１３０の温度に関するフィードバックを制御回路１２２に提供するために、ヒータ１３０の表面に近接して位置するサーミスタ１７２を含む。一部の実施態様において、サーミスタ１７２は、セラミック基板１６０の内面１６３に位置する。図示された実施形態の例では、サーミスタ172は、セラミック基板160の内面163に直接溶接される。この実施形態において、ヒータ１３０は一対の導電性トレース１７４ａ、１７４ｂを含み、一対の導電性トレース１７４ａ、１７４ｂは、各々が、サーミスタ１７２のそれぞれの端子に電気的に接続され、各々が、それぞれの端子１７６ａ、１７６ｂを形成する。ヒータ１３０の閉ループ制御を提供するために、サーミスタ１７２を、たとえば、制御回路１２２に電気的に接続するために、ケーブルまたはワイヤ１７８ａ、１７８ｂが端子１７６ａ、１７６ｂに接続される。図示の実施形態において、サーミスタ１７２は、セラミック基板１６０の内面１６３の中央の場所、抵抗トレース１６４ａ、１６４ｂの間、および縁１５２から縁１５３までの中間に位置する。この実施形態では、導電性トレース１７４ａ、１７４ｂは、抵抗性トレース１６４ａ、１６４ｂの間にも位置し、導電性トレース１７４ａは、サーミスタ１７２から縁１５２に向かって位置し、導電性トレース１７４ｂは、サーミスタ１７２から縁１５３に向かって位置する。しかしながら、サーミスタ１７２およびその対応する導電性トレース１７４ａ、１７４ｂは、抵抗性トレース１６４および導電性トレース１６６の位置決めを妨げない限り、セラミック基板１６０上の他の適切な場所に位置してもよい。
【0028】
[0035]図５は、図４Ａの５－５線に沿ったヒータ１３０の横断面図である。図４Ａ、図４Ｂおよび図５を参照すると、図示の実施形態では、ヒータ１３０は、セラミック基板１６０の内面１６３上に印刷されたガラス１８０の一つ又は複数の層を含む。図示された実施形態では、ガラス１８０は、抵抗性トレース１６４ａ、１６４ｂ、導電性トレース１６６ｃ、および導電性トレース１６６ａ、１６６ｂの一部分を覆って、このような特徴を電気的に絶縁して、電気ショックまたはアーク放電を防止する。ガラス層１８０の境界は、図４Ａに破線で示される。この実施形態では、ガラス１８０は、サーミスタ１７２または導電性トレース１７４ａ、１７４ｂを覆っていない。なぜなら、このような特徴部に印加される比較的低い電圧は、電気ショックまたはアーク放電のリスクが低いからである。ガラス１８０の全体の厚みは、例えば、７０－８０ミクロンの範囲でもよい。図５は、ガラス１８０がヒータ１３０の内面１５１の大部分を形成するように、抵抗トレース１６４ａ、１６４ｂ及びセラミック基板１６０の隣接部分を覆うガラス１８０を示す。セラミック基板１６０の外面１６２は、上述のようにヒータ１３０の外面１５０を形成するように示されている。ガラス１８０の一部分によって図５から隠されている導電性トレース１６６ｃは、点線で示されている。図５は、セラミック基板１６０の単一層を示す。しかしながら、セラミック基板１６０は、図５の破線１８２によって示されるように、複数の層を含んでもよい。
【0029】
[0036]ヒータ１３０は、厚膜印刷によって構成することができる。たとえば、一実施形態において、抵抗トレース１６４は、焼成された（グリーン状態ではない）セラミック基板６０上に印刷され、このセラミック基板は、スキージ（squeegee）などを用いて、パターン化されたメッシュスクリーンを介して、抵抗材料を含むペーストをセラミック基板１６０に選択的に加えることを含む。次に、印刷された抵抗器を室温でセラミック基板１６０上に定着させる。次に、抵抗ペーストを乾燥させ、抵抗トレース１６４を所定の位置に一時的に固定するために、印刷された抵抗を有するセラミック基板１６０を、たとえば、約１４０－１６０℃で、ピーク温度での約１０－１５分およびピーク温度から上下に傾斜する残りの時間を含めて、合計約３０0分間加熱する。次いで、一時的な抵抗性トレース１６４を有するセラミック基板１６０は、抵抗性トレース１６４を所定の位置に永久的に固定するために、たとえば、約８５０℃で、ピーク温度で約１０分間、およびピーク温度から上昇および下降する残りの時間を含む合計約１時間加熱される。次いで、導電性トレース１６６および１７４ａ、１７４ｂがセラミック基板１６０上に印刷され、このセラミック基板は、抵抗器材料と同様の方法で導体材料を含むペーストを選択的に加えることを含む。次いで、導電性トレース１６６および１７４ａ、１７４ｂを所定の位置に永久的に固定するために、抵抗性トレース１６４に関して上述したのと同じ方法で、印刷された抵抗器および導体を有するセラミック基板１６０を沈降させ、乾燥させ、焼成する。次いで、ガラス層１８０は、抵抗体および導体と実質的に同じ方法で印刷され、ガラス層１８０を安定させ、ガラス層１８０を乾燥および焼成することを含む。一実施形態において、ガラス層１８０は、約８１０℃のピーク温度で焼成され、これは、抵抗器および導体よりわずかに低い。次に、サーミスタ１７２は、サーミスタ１７２の端子が導電性トレース１７４ａ、１７４ｂに直接溶接された状態で、仕上げ作業においてセラミック基板１６０に装着される。
【0030】
[0037]焼成セラミック基板１６０上の厚膜印刷抵抗性トレース１６４及び導電性トレース１６６は、グリーン状態のセラミック上に印刷された抵抗性及び導電性トレースを含む従来のセラミックヒータと比較して、より均一な抵抗性及び導電性トレースを提供する。抵抗性トレース１６４および導電性トレース１６６の改善された均一性は、接触表面１１８全体にわたってより均一な加熱、ならびにヒータ１３０のより予測可能な加熱を提供する。
【0031】
[0038]好ましくは、ヒータ１３０は、コスト効率のためにアレイ状に製造される。ヒータ１３０は、全ての構成要素の焼成及び任意の適用可能な仕上げ作業を含む、全てのヒータ１３０の構成が完了した後、個々のヒータ１３０に分離される。一部の実施態様において、個々のヒータ１３０は、ファイバレーザスクライビングによってアレイから分離される。ファイバレーザスクライビングは、従来の二酸化炭素レーザスクライビングと比較して、分離された縁に沿った微小クラックが少ない、より均一な個片化表面を提供する傾向がある。
【0032】
[0039]図３－図５に示される例示的な実施形態は、セラミック基板１６０の内面１６３上に位置する抵抗性トレース１６４およびサーミスタ１７２を含むが、他の実施形態では、抵抗性トレース１６４および／またはサーミスタ１７２は、セラミック基板１６０の外面１６２上に、電気接続を確立するために必要に応じて対応する導電トレースに沿って位置してもよい。ガラス１８０は、このような特徴を電気的に絶縁するために、必要に応じて、セラミック基板１６０の外面１６２および／または内面１６３上の抵抗性トレースおよび導電性トレースを覆うことができる。
【0033】
[0040]図６および図７は、別の例示的な実施形態によるヘアーアイロン１００と共に使用するのに適したヒータアセンブリ１１４０を示す。図６を参照すると、ヒータアセンブリ１１４０は、上述のヒータ１３０およびヒータハウジング１４２と同様に、ヒータハウジング１１４２に装着されたヒータ１１３０を含む。ヒータ１１３０は、ヒータハウジング１１４２から露出され且つヒータハウジング１１４２から離れた面である外面１１５０と、上述のようにヒータハウジングの内部部分に近接して位置する内面１５１とを含む。また、ヒータアセンブリ１１４０は、ヒータ１１３０を覆う、上述のスリーブ１３４と同様のスリーブ１１３４を含む。
【0034】
[0041]ヒータ１１３０は、上述のように、セラミック基板１１６０の一つ又は複数の層を含む。セラミック基板１１６０は、ヒータ１１３０の外面１１５０に向けられた外面１１６２と、ヒータ１１３０の内面１１５１に向けられた内面１１６３とを含む。図３－図５に示される実施形態とは対照的に、図６および図７に示される例示的な実施形態では、電気抵抗性トレース１１６４および導電性トレース１１６６は、内面１１６３ではなく、セラミック基板１１６０の外面１１６２上に位置する。抵抗性トレース１１６４および導電性トレース１１６６は、上述のように厚膜印刷によって加えることができる。
【0035】
[0042]図６に示すように、例示の実施形態では、ヒータ１１３０は、セラミック基板１１６０の外面１１６２上に一対の抵抗性トレース１１６４ａ、１１６４ｂを含む。抵抗性トレース１１６４ａ、１１６４ｂは、ヒータ１１３０の縦方向寸法１１５６に沿って互いに実質的に平行に延びるまた、ヒータ１１３０は、セラミック基板１１６０の外面１１６２に位置する３つの導電性トレース１１６６ａ、１１６６ｂ、１１６６ｃを含む。導電性トレース１１６６ａは抵抗性トレース１１６４ａに直接接触し、導電性トレース１１６６ｂは抵抗性トレース１１６４ｂに直接接触する。導電性トレース１１６６ａ、１１６６ｂは両方とも、図示の例示的な実施形態では、セラミック基板１１６０の共通縁に隣接して位置する。導電性トレース１１６６ｃは、(導電性トレース１１６６ａ、１１６６ｂに対して）セラミック基板１１６０の反対側の縁に隣接して位置し、抵抗性トレース１１６４ａを抵抗性トレース１１６４ｂに電気的に接続する。図６の導電性トレース１１６６ａ、１１６６ｂ、１１６６ｃの下に隠れている抵抗性トレース１１６４ａ、１１６４ｂの部分は、点線で示されている。
【0036】
[0043]図示の実施形態では、ヒータ１１３０は、セラミック基板１１６０を貫通して外面１１６２から内面１１６３に延びる導電性材料で実質的に充填されたスルーホールとして形成された一対のビア１１９０ａ、１１９０ｂを含む。ビア１１９０ａ、１１９０ｂは、後述するように、セラミック基板１１６０の内面１１６３上の対応する導電性トレースに導電性トレース１１６６ａ、１１６６ｂを電気的に接続する。
【0037】
[0044]図示の実施形態では、ヒータ１１３０は、セラミック基板１１６０の外面１１６２上に印刷ガラス１１８０の一つ又は複数の層を含む。図示の実施形態では、ガラス１１８０は、抵抗性トレース１１６４ａ、１１６４ｂと導電性トレース１１６６ａ、１１１６ｂ、１１１６ｃを覆って、これらの特徴を電気的に絶縁する。ガラス層１１８０の境界は、図６に破線で示される。
【0038】
[0045]図７は、例示的な一実施形態による、ヒータ１１３０の内面１１５１を示す。この実施形態では、ヒータ１１３０は、セラミック基板１１６０の内面１１６３上に位置する一対の導電性トレース１１９２ａ、１１９２ｂを含み、各々がヒータ１１３０のそれぞれの端子１１６８ａ、１１６８ｂを形成する。セラミック基板１１６０の内面１１６３上の各導電性トレース１１９２ａ、１１９２ｂは、それぞれのバイア１１９０ａ、１１９０ｂによってセラミック基板１１６０の外面１１６２上のそれぞれの導電性トレース１１６６ａ、１１６６ｂに電気的に接続される。ケーブルまたはワイヤ１１７０ａ、１１７０ｂは、抵抗性トレース１１６４ａ、１１６４ｂに電流を供給して熱を発生させるために、端子１１６８ａ、１１６８ｂに接続（例えば、直接溶接）される。この実施形態では、たとえば、端子１１６８ａにおいて導電性トレース１１９２ａを介してヒータ１１３０に入力された電流は、順に、ビア１１９０ａ、導電性トレース１１６６ａ、抵抗性トレース１１６４ａ、導電性トレース１１６６ｃ、抵抗性トレース１１６４ｂ、導電性トレース１１６４ｂ、ビア１１９０ｂ、および導電性トレース１１９２ｂを通過し、そこで、端子１１６８ｂにおいてヒータ１１３０から出力される。端子１１６８ｂにおけるヒータ１１３０への電流入力は、同じ経路に沿って逆方向に進む。
【0039】
[0046]図示された例示的な実施形態では、ヒータ１１３０は、回路１２２を制御するようにヒータ１１３０の温度に関するフィードバックを提供するために、セラミック基板１１６０の内面１１６３に近接して位置するサーミスタ１１７２を含む。この実施形態では、サーミスタ１１７２は、セラミック基板１１６０に直接付けられるのではなく、代わりに、装着クリップ（図示せず）または他の形態の固定具または付ける機構によって、セラミック基板１１６０の内面１１６３に対して保持される。ケーブルまたはワイヤ１１７８ａ、１１７８ｂは、サーミスタ１１７２を、たとえば制御回路１２２に電気的に接続するために、サーミスタ１１７２の各端子に接続（たとえば、直接溶接）される。もちろん、ヒータ１３０のサーミスタ１１７２は、代わりに、ヒータ１１３０のサーミスタ１７２に関して上述したように、セラミック基板１１６０に直接溶接されてもよい。同様に、ヒータ１３０のサーミスタ１７２は、セラミック基板１６０に直接溶接される代わりに、固定具によってセラミック基板１６０に対して保持されてもよい。
【0040】
[0047]図示された例示的な実施形態では、ヒータ１１３０は、セラミック基板１１６０の内面１１６３上に位置するバイメタルの熱遮断部などの熱遮断部１１９４も含む。ケーブルまたはワイヤ１１９６ａ、１１９６ｂは、熱遮断部１１９４への電気接続を提供するために、熱遮断部１１９４のそれぞれの端子に接続される。熱遮断部１１９４は、抵抗性トレース１１６４および導電性トレース１１６６によって形成される加熱回路と電気的に直列に接続され、熱遮断部１１９４は、熱遮断部１１９４によって所定量を超える温度が検出されたときに、抵抗性トレース１１６４および導電性トレース１１６６によって形成される加熱回路を開くことができる。このようにして、熱遮断部１１９４は、加熱器１１３０の過熱を防止することによって更なる安全性を提供する。もちろん、上述したヒータ１３０は、必要に応じて熱遮断部を含んでもよい。
【0041】
[0048]図示されていないが、セラミック基板１１６０の内面１１６３は、所望に応じてヒータ１１３０の内面１１５１の部分を電気的に絶縁するために、一つ又は複数のガラス層を含んでもよいことが理解されよう。
【0042】
[0049]図８は、別の例示的な実施形態によるヘアーアイロン１００と共に使用するのに適したヒータ２１３０を示す。図８は、ヒータ２１３０の外面２１５０を示す。一実施形態では、ヒータ２１３０の内面は、図７に示すヒータ１１３０の内面１１５１と実質的に同じである。ヒータ２１３０は、上述のように、セラミック基板２１６０の一つ又は複数の層を含む。図８は、セラミック基板２１６０の外面２１６２を示す。
【0043】
[0050]例示の実施形態では、ヒータ２１３０は、セラミック基板２１６０の外面２１６２上に単一の抵抗性トレース２１６４を含む。抵抗性トレース２１６４は、ヒータ２１３０の縦方向寸法２１５６に沿って延びる。また、ヒータ２１３０は、セラミック基板２１６０の外面２１６２上に位置する一対の導電性トレース２１６６ａ、２１６６ｂを含む。各導電性トレース２１６６ａ、２１６６ｂは、抵抗性トレース２１６４のそれぞれの端部に直接接触する。導電性トレース２１６６ａは、ヒータ２１３０の第１縦方向縁２１５２の近くの抵抗性トレース２１６４に接触する。導電性トレース２１６６ｂは、ヒータ２１３０の第２縦方向縁２１５３の近くの抵抗性トレース２１６４に接触し、抵抗性トレース２１６４との接触点から導電性トレース２１６６ａの隣の位置まで延びる。図８の導電性トレース２１６６ａ、２１６６ｂの下に隠れている抵抗性トレース２１６４の部分は、点線で示されている。
【0044】
[0051]図示の実施形態では、ヒータ２１３０は、一対のビア２１９０ａ、２１９０ｂを含み、一対のビア２１９０ａ、２１９０ｂは、ヒータ１１３０に関して上述したように、セラミック基板２１６０を貫通して延びる導電性材料で実質的に充填されたスルーホールとして形成される。ビア２１９０ａ、２１９０ｂは、導電性トレース２１６６ａ、２１６６ｂを、上述のように、セラミック基板２１６０の内面上の対応する導電性トレースに電気的に接続する。
【0045】
[0052]図示の実施形態では、ヒータ２１３０は、セラミック基板２１６０の外面２１６２上に印刷ガラス２１８０の一つ又は複数の層を含む。ガラス２１８０は、上述のように、これらの特徴を電気的に絶縁するために、抵抗性トレース２１６４および導電性トレース２１６６ａ、２１６６ｂを覆う。ガラス層２１８０の境界は、図８に破線で示される。
【0046】
[0053]上述の例示的な実施形態は網羅的なものではなく、本開示のヒータは、所望に応じて、ヒータの外面および／または内面上の抵抗性トレースを含む、多くの異なる形状の抵抗性トレースおよび導電性トレースを含むことができることが理解されよう。他の構成要素（例えば、サーミスタ）は、所望に応じて、ヒータの外面または内面のいずれかに位置することができる。
【0047】
[0054]本開示は、従来のヘアーアイロンのヒータと比較して低い熱質量を有するセラミックヒータを提供する。特に、セラミック基板の外面（外部または内部）上の厚膜印刷抵抗性トレースは、セラミックの複数のシート間で内部に位置さする抵抗性トレースと比較して、熱質量を低減する。また、ポリイミドスリーブのような薄膜の熱伝導性スリーブの使用は、金属ホルダー、ガイド等と比較して熱質量を減少させる。本開示のセラミックヒータの低熱質量により、一部の実施形態では、ヒータは、従来のヘアーアイロンよりも著しく速く、数秒（例えば、５秒未満）で使用するのに有効な温度まで加熱することができる。また、本開示のセラミックヒータの低い熱質量は、一部の実施形態において、ヒータが、使用後に安全な温度まで数秒（例えば、５秒未満）で冷却することを可能にし、これもまた、従来のヘアーアイロンよりも著しく早い。
【0048】
[0055]さらに、本開示のヘアーアイロンの実施形態は、比較的均一な厚膜印刷抵抗性および導電性トレースと組み合わせたサーミスタによって提供される閉ループ温度制御のために、従来のヘアーアイロンよりも正確で均一な温度で動作する。セラミックヒータの低熱質量と改善された温度制御により、従来のヘアーアイロンと比較してより高いエネルギ効率が可能になる。また、本開示のセラミックヒータの迅速な暖機及び冷却時間は、ヘアーアイロンが高温であるが未使用である時間の量を減少させることによって、安全性を向上させる。改善された温度制御及び温度均一性は、過熱の発生を減少させることによって安全性を更に高める。また、改善された温度制御および温度均一性は、本開示のヘアーアイロンの性能を改善する。
【0049】
[0056]前述の説明は、本開示の様々な態様を示す。それは、網羅的なものではない。むしろ、当業者が本開示を利用することを可能にするために、本開示の原理およびその実際の適用を説明することが選択され、それには、当然に続く種々の改変が含まれる。全ての修正および変形は、添付の特許請求の範囲によって決定される本開示の範囲内で意図される。比較的明らかな修正は、様々な実施形態の一つ又は複数の特徴を他の実施形態の特徴と組み合わせることを含む。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】