CN108351249A - 红外线传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够使热量从绝缘性膜有效地流入热敏元件中且响应性良好的红外线传感器。本发明所涉及的红外线传感器具备：绝缘性膜(2)；一对第1粘接电极(3A)，图案形成于绝缘性膜的其中一个面；一对第1端子电极(4A)，图案形成于绝缘性膜的其中一个面；第1热敏元件(5A)，设置于绝缘性膜的其中一个面且与一对第1粘接电极连接；一对第1图案配线(6A)，一端与一对第1粘接电极连接，并且另一端与一对第1端子电极连接，且图案形成于绝缘性膜的其中一个面；及导热膜(7)，与第1图案配线分开地与第1粘接电极连接，并在绝缘性膜的其中一个面以热传导率比绝缘性膜高的薄膜来图案形成于第1粘接电极的附近。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于测定复印机或打印机等的加热辊的温度并且响应性优异的红外线传感器。
背景技术
通常，为了测定用于复印机或打印机等图像形成装置的定影辊等测定对象物的温度，设置有与测定对象物对置配置并受到其辐射热而测定温度的红外线传感器。
作为这种红外线传感器，近年来开发有在柔软性优异并且能够使整体变薄的绝缘性膜上形成薄膜热敏电阻而成的薄膜型红外线传感器。
例如，在专利文献1中记载有一种红外线传感器，其具备绝缘性膜；在该绝缘性膜的其中一个面相互隔开间隔而设置的第1热敏元件及第2热敏元件；形成于绝缘性膜的其中一个面、并与第1热敏元件连接的导电性的第1配线膜及与第2热敏元件连接的导电性的第2配线膜；及与第2热敏元件对置而设置于绝缘性膜的另一个面的红外线反射膜。该红外线传感器中，使红外线接收侧的配线膜的面积变宽从而改善来自绝缘性膜的吸收了红外线的部分的热量收集。
专利文献1：日本专利公开2013-160635号公报
上述以往的技术中留有以下课题。
为了进行传感器的灵敏度提高和响应速度改善，需要使热量从接收到红外线的绝缘性膜有效地流入热敏元件以加快热敏元件的温度变化。然而，在上述专利文献1中所记载的技术中，尽管通过形成于红外线接收侧的宽的配线膜来改善热量收集，但是热量也从配线膜流入端子电极，因此需要使热量进一步有效地传递到热敏元件的结构。
本发明鉴于前述的课题而完成，其目的在于提供一种能够使热量从绝缘性膜有效地流入热敏元件中且响应性良好的红外线传感器。
发明内容
本发明为了解决所述课题而采用了以下的结构。即，第1发明所涉及的红外线传感器，其特征在于，具备：绝缘性膜；一对粘接电极，图案形成于所述绝缘性膜的其中一个面；一对端子电极，图案形成于所述绝缘性膜的其中一个面；热敏元件，设置于所述绝缘性膜的其中一个面且与一对所述粘接电极连接；一对图案配线，一端与一对所述粘接电极连接，并且另一端与一对所述端子电极连接，且图案形成于所述绝缘性膜的其中一个面；及导热膜，与所述图案配线分开地与所述粘接电极连接，并在所述绝缘性膜的其中一个面以热传导率比所述绝缘性膜高的薄膜来图案形成于所述粘接电极的附近。
本发明的红外线传感器中，具备导热膜，因此绝缘性膜的热量难以被端子电极侧带走而能够通过导热膜优先传递到热敏元件，所述导热膜与图案配线分开地与粘接电极连接，并在绝缘性膜的其中一个面以热传导率比绝缘性膜高的薄膜来图案形成于粘接电极的附近。即，进行控制以使通过由绝缘性膜接收到的红外线而产生的热量的流动方向通过导热膜而朝向粘接电极，由此大部分接收到的光能量被有效地用于热敏元件的温度上升或温度降低。
第2发明所涉及的红外线传感器的特征在于，在第1发明中，所述导热膜以宽于所述图案配线的面积来形成。
即，在该红外线传感器中，导热膜以宽于图案配线的面积来形成，因此导热膜相较于图案配线能够从绝缘性膜接收更多的热量，并能够使更多的热量流入热敏元件中。
第3发明所涉及的红外线传感器的特征在于，在第1或第2发明中，所述图案配线从所述粘接电极朝向与所述端子电极侧相反的一侧延伸，进而沿着所述导热膜的外周的一部分延伸之后到达所述端子电极。
即，在该红外线传感器中，图案配线从粘接电极朝向与端子电极侧相反的一侧延伸，进而沿着导热膜的外周的一部分延伸之后到达端子电极，因此延伸的图案配线变长而热电阻变大，并且通过暂且朝向与端子电极侧相反的一侧延伸，从而能够更加抑制流向端子电极的热量。
第4发明所涉及的红外线传感器的特征在于，在第1至第3发明中的任一项中，所述导热膜相对于所述粘接电极的连接宽度被设定成宽于所述图案配线相对于所述粘接电极的连接宽度。
即，在该红外线传感器中，导热膜相对于粘接电极的连接宽度被设定成宽于图案配线相对于粘接电极的连接宽度，因此能够使热量从导热膜有效地传递到粘接电极，并且热量难以从粘接电极向图案配线流动。
第5发明所涉及的红外线传感器的特征在于，在第1至第4发明中的任一项中，所述图案配线具有多个折叠而蜿蜒的部分。
即，在该红外线传感器中，图案配线具有多个折叠而蜿蜒的部分，因此能够使到端子电极为止的热电阻变大。
根据本发明，发挥以下效果。
即，根据本发明所涉及的红外线传感器，具备导热膜，因此绝缘性膜的热量难以被端子电极侧带走而能够通过导热膜优先传递到热敏元件，所述导热膜与图案配线分开地与粘接电极连接，并在绝缘性膜的其中一个面以热传导率比绝缘性膜高的薄膜来图案形成于粘接电极的附近。
因此，根据本发明的红外线传感器，将接收红外线而得到的热量通过导热膜积极引导至热敏元件，由此能够降低热电阻而使更多的热量流入热敏元件，并具有高响应性而适用于复印机或打印机等的加热辊的温度测定。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的红外线传感器的第1实施方式的俯视图(a)及后视图(b)。
图2是本发明所涉及的红外线传感器的第2实施方式中拆卸了热敏元件后的状态的俯视图。
图3是本发明所涉及的红外线传感器的第3实施方式中拆卸了热敏元件后的状态的俯视图。
具体实施方式
以下，参考图1，对本发明所涉及的红外线传感器中的第1实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的红外线传感器1具备：绝缘性膜2；一对第1粘接电极3A，图案形成于绝缘性膜2的其中一个面(表面)；一对第1端子电极4A，图案形成于绝缘性膜2的其中一个面；第1热敏元件5A，设置于绝缘性膜2的其中一个面且与一对第1粘接电极3A连接；一对第1图案配线6A，一端与一对第1粘接电极3A连接，并且另一端与一对第1端子电极4A连接，且图案形成于绝缘性膜2的其中一个面；及一对导热膜7，与第1图案配线6A分开地与一对第1粘接电极3A连接，并在绝缘性膜2的其中一个面以热传导率比绝缘性膜2高的薄膜来图案形成于第1粘接电极3A的附近。
上述第1图案配线6A与导热膜7彼此未直接接触，而是经由第1粘接电极3A间接连接。
并且，本实施方式的红外线传感器1具备：一对第2粘接电极3B，在绝缘性膜2的其中一个面图案形成；一对第2端子电极4B，在绝缘性膜2的其中一个面图案形成；第2热敏元件5B，设置于绝缘性膜2的其中一个面且与一对第2粘接电极3B连接，且与第1热敏元件5A分开而配置；及一对第2图案配线6B，一端与一对第2粘接电极3B连接，并且另一端与一对第2端子电极4B连接，且在绝缘性膜2的其中一个面图案形成。
上述导热膜7以宽于第1图案配线6A的面积来形成。
一对上述第1图案配线6A从一对第1粘接电极3A朝向与一对第1端子电极4A侧相反的一侧延伸，进而沿着一对导热膜7的外周的一部分延设之后到达各自对应的第1端子电极4A。即，第1图案配线6A首先从第1粘接电极3A朝向第2热敏元件5B在一对导热膜7之间延伸，然后在一对导热膜7的端部附近沿着绝缘性膜2的短边的方向并且朝向长边延伸，进而在导热膜7的外侧沿着绝缘性膜2的长边而延伸至第1端子电极4A。
另外，第2图案配线6B以与第1图案配线6A相比较短的距离延伸，并到达第2端子电极4B。
导热膜7相对于第1粘接电极3A的连接宽度设定成宽于第1图案配线6A相对于第1粘接电极3A的连接宽度。即，设为正方形的第1粘接电极3A的4个边中，在2个边整体连接有导热膜7，相对于此，第1粘接电极3A所具有的4个角部中，在其中1个连接有第1图案配线6A。如此，导热膜7到第1粘接电极3A的连接部和第1图案配线6A到第1粘接电极3A的连接部被单独设定。
通过焊料等导电性粘接剂在上述第1粘接电极3A及第2粘接电极3B粘接有各自对应的第1热敏元件5A及第2热敏元件5B的端子电极。
在本实施方式中，如图1的(b)所示，在绝缘性膜2的另一个面(接收侧的表面、背面)以覆盖第2热敏元件5B的正上方的方式形成有红外线反射膜8。该红外线反射膜8形成为避开一对导热膜7的正上方。
即，在本实施方式中，将配置于红外线的接收面正下方的第1热敏元件5A设为红外线的检测用元件，将配置于红外线反射膜8正下方的第2热敏元件5B设为补偿用元件。
另外，图1的(a)、图1的(b)中，以阴影图示有各端子电极、各图案配线、导热膜7及红外线反射膜8。
上述绝缘性膜2由聚酰亚胺树脂片形成为大致长方形状，红外线反射膜8、各图案配线、各端子电极、各粘接电极及导热膜7由铜箔形成。即，这些是基于两面可挠性基板来制作的，该两面可挠性基板是红外线反射膜8、各图案配线、各端子电极、各粘接电极及导热膜7由铜箔图案形成于被视作绝缘性膜2的聚酰亚胺基板的两面而成的。
上述一对第1端子电极4A及一对第2端子电极4B配置于绝缘性膜2的角部附近。
上述红外线反射膜8由上述的铜箔及层叠于该铜箔上的镀金膜构成。
该红外线反射膜8由具有比绝缘性膜2高的红外线反射率的材料形成，如上述，在铜箔上施加镀金膜而形成。另外，除了镀金膜以外，也可以由例如镜面的铝蒸镀膜或铝箔等形成。
上述第1热敏元件5A及第2热敏元件5B为在两端部形成有端子电极(省略图示)的片式热敏电阻。作为该热敏电阻，有NTC型、PTC型、CTR型等热敏电阻，但是在本实施方式中，作为第1热敏元件5A及第2热敏元件5B，采用例如NTC型热敏电阻。该热敏电阻由Mn-Co-Cu系材料、Mn-Co-Fe系材料等热敏电阻材料形成。
如此，在本实施方式的红外线传感器1中，具备导热膜7，因此绝缘性膜2的热量难以被第1端子电极4A侧带走而能够通过导热膜7优先传递到第1热敏元件5A，所述导热膜7与第1图案配线6A分开地与第1粘接电极3A连接，并在绝缘性膜2的其中一个面以热传导率比绝缘性膜2高的薄膜来图案形成于第1粘接电极3A的附近。即，进行控制以使通过由绝缘性膜2接收到的红外线而产生的热量的流动方向通过导热膜7而朝向第1粘接电极3A，由此大部分接收到的光能量被有效地用于第1热敏元件5A的温度上升或温度降低。
并且，导热膜7以宽于第1图案配线6A的面积来形成，因此导热膜7相较于第1图案配线6A能够从绝缘性膜2接收更多的热量，并能够使更多的热量流入第1热敏元件5A。
并且，第1图案配线6A从第1粘接电极3A朝向与第1端子电极4A侧相反的一侧延伸，进而沿着导热膜7的外周的一部分延伸之后到达第1端子电极4A，因此延伸的第1图案配线6A变长而热电阻变大，并且通过暂且朝向与第1端子电极4A侧相反的一侧延伸，从而能够更加抑制流向第1端子电极4A的热量。
进而，导热膜7相对于第1粘接电极3A的连接宽度设定成宽于第1图案配线6A相对于第1粘接电极3A的连接宽度，因此能够使热量从导热膜7有效地传递到第1粘接电极3A，并且热量难以从第1粘接电极3A向第1图案配线6A流动。
接着，参考图2及图3，以下对本发明所涉及的红外线传感器的第2及第3实施方式进行说明。另外，以下的各实施方式的说明中，对上述实施方式中说明的相同的构成要件标注相同的符号，并省略其说明。并且，在图2及图3中，以虚线表示形成于绝缘性膜2的另一个面的红外线反射膜8。
第2实施方式与第1实施方式的不同点在于，在第1实施方式中，设为正方形的第1粘接电极3A的4个边中，2个边整体与导热膜7无间隙地连接，相对于此，在第2实施方式的红外线传感器21中，如图2所示，设为正方形的第1粘接电极3A的4个边中，在2个边经由缩颈部27a局部连接有导热膜27。
即，在第2实施方式中，在与第1粘接电极3A的彼此相邻的2个边连接的导热膜27的连接部分形成凹部27b，由此设为连接部分变细的缩颈部27a。
如此，在第2实施方式中，在导热膜27的与第1端子电极4A的连接部分形成有缩颈部27a，因此缩颈部27a作为热焊盘发挥功能，能够抑制焊接时热量过度溢出到周围使焊料变得难以熔解而导致焊接不良。另外，该情况下也是细的第1图案配线6A仅与第1粘接电极3A的1个边连接，热量难以从第1粘接电极3A向第1图案配线6A流动。
并且，在第2实施方式中，导热膜27的第1端子电极4A侧的端部形成为大于第1实施方式。即，导热膜27的端部扩大形成至一对第1端子电极4A之间，因此能够使基于导热膜27的热量收集范围扩大。
接着，第3实施方式与第2实施方式的不同点在于，在第2实施方式中，第1图案配线6A从第1粘接电极3A朝向第2热敏元件5B侧延伸，进而经由导热膜27的外侧到达第1端子电极4A，相对于此，在第3实施方式的红外线传感器31中，如图3所示，一对第1图案配线36A从一对第1粘接电极3A向与第1实施方式相反的方向延伸，然后经由多个折叠而蜿蜒的部分36a到达各自对应的第1端子电极4A。
即，在第3实施方式中，第1图案配线36A具有蜿蜒的部分36a，因此能够使到第1端子电极4A为止的热电阻变大。因此，无需如第2实施方式那样使第1图案配线6A暂且朝向第2热敏元件5B侧延伸并且在导热膜37的外侧迂回而配置，也能够延伸成很长，从而能够抑制热量流入第1端子电极4A。
另外，本发明的技术范围并不限定于上述各实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够加以各种变更。
例如，在上述各实施方式中，由第1热敏元件检测从直接吸收了红外线的绝缘性膜传导的热量，但是也可以在第1热敏元件的正上方且绝缘性膜的其中一个面上形成红外线吸收性高于绝缘性膜的红外线吸收膜。此时，第1热敏元件中的红外线吸收效果进一步提高，从而能够得到第1热敏元件与第2热敏元件的更良好的温度差量。即，也可以设为，通过该红外线吸收膜吸收基于来自测定对象物的辐射的红外线，并通过来自吸收了红外线而发热的红外线吸收膜而经由绝缘性膜的热传导，使正下方的第1热敏元件的温度发生变化。
符号说明
1、21、31-红外线传感器，2-绝缘性膜，3A-第1粘接电极，3B-第2粘接电极，4A-第1端子电极，4B-第2端子电极，5A-第1热敏元件，5B-第2热敏元件，6A、36A-第1图案配线，6B-第2图案配线，7、27、37-导热膜，36a-第1图案配线的蜿蜒的部分。
Claims (5)
1.一种红外线传感器，其特征在于，具备：
绝缘性膜；
一对粘接电极，图案形成于所述绝缘性膜的其中一个面；
一对端子电极，图案形成于所述绝缘性膜的其中一个面；
热敏元件，设置于所述绝缘性膜的其中一个面且与一对所述粘接电极连接；
一对图案配线，一端与一对所述粘接电极连接，并且另一端与一对所述端子电极连接，且图案形成于所述绝缘性膜的其中一个面；及
导热膜，与所述图案配线分开地与所述粘接电极连接，并在所述绝缘性膜的其中一个面以热传导率比所述绝缘性膜高的薄膜来图案形成于所述粘接电极的附近。
2.根据权利要求1所述的红外线传感器，其特征在于，
所述导热膜以宽于所述图案配线的面积来形成。
3.根据权利要求1所述的红外线传感器，其特征在于，
所述图案配线从所述粘接电极朝向与所述端子电极侧相反的一侧延伸，进而沿着所述导热膜的外周的一部分延伸之后到达所述端子电极。
4.根据权利要求1所述的红外线传感器，其特征在于，
所述导热膜相对于所述粘接电极的连接宽度被设定成宽于所述图案配线相对于所述粘接电极的连接宽度。
5.根据权利要求1所述的红外线传感器，其特征在于，
所述图案配线具有多个折叠而蜿蜒的部分。
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