CN108351260A - 温度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐湿性及响应性优异的温度传感器。本发明所涉及的温度传感器具备：绝缘性基材(2)；薄膜热敏电阻部(3)，由热敏电阻材料形成于绝缘性基材的其中一个面；及对置电极对(5)，由在薄膜热敏电阻部的上侧及下侧中的至少一侧相互对置形成的一对对置电极(4)构成，对置电极对设置有多个，并相互串联连接。由此，向由1个对置电极对构成的单位热敏电阻的施加电压成为1/n倍，能够抑制耐湿负荷引起的电极腐蚀。

Description

温度传感器

技术领域

本发明涉及一种适于测定车载设备或复印机等的定影辊的温度且耐湿性及响应性优异的温度传感器。

背景技术

通常，在车载设备或复印机等图像形成装置中使用的定影辊(加热辊)上，为了测定其温度，以接触状态设置有温度传感器。作为这种温度传感器，例如在专利文献1中提出有如下定影设备用温度传感器，即，将玻璃密封热敏电阻元件载置于薄板状玻璃板上，并将它从上下侧用绝缘片夹住。

该定影设备用温度传感器中，作为绝缘片，采用了聚酰亚胺树脂或氟树脂。

并且，近年来，作为柔软性优异并且能够使整体变薄的薄膜型温度传感器，开发有在绝缘性薄膜上形成了薄膜热敏电阻的温度传感器。例如，专利文献2中提出有如下温度传感器，其具备：一对引线框架；传感器部，连接于一对引线框架；及绝缘性的保持部，固定于一对引线框架，保持引线框架。

该温度传感器中，传感器部具备：绝缘性薄膜；薄膜热敏电阻部，由热敏电阻材料图案形成于该绝缘性薄膜的表面；一对梳型电极，在薄膜热敏电阻部的上侧及下侧中的至少一侧具有多个梳齿部而相互对置地图案形成；及一对图案电极，连接于一对梳型电极并图案形成于绝缘性薄膜的表面，一对引线框架以在其之间配设薄膜热敏电阻部并延伸的方式，粘接于绝缘性薄膜的表面，并且连接于一对图案电极。

专利文献1：日本专利公开2010-277054号公报

专利文献2：日本专利公开2014-52228号公报

上述以往的技术中，残留着以下课题。

测定车载设备的温度时及将温度传感器按压在定影辊等来测定温度时，为了防止由于暴露在高温多湿的外部环境而产生的特性变化(电特性等的变化)，以往，用聚酰亚胺树脂或氟树脂等的绝缘片覆盖了热敏元件侧的表面。然而，为了确保充分的耐湿性，不得不采用厚绝缘片，导致热容增大，由此存在从定影辊向热敏元件的导热率下降而失去响应性的不良情况。即，构成绝缘片的聚酰亚胺树脂或氟树脂等有机类聚合物的水蒸气透过系数并不足够小，因此为了能够在高温多湿的外部环境下长期使用，作为绝缘片，需要至少数十μm的厚度。

发明内容

本发明是鉴于前述课题而完成的，其目的在于提供一种耐湿性及响应性优异的温度传感器。

为了解决所述课题，本发明采用以下的结构。即，第1发明所涉及的温度传感器的特征在于，具备：绝缘性基材；薄膜热敏电阻部，由热敏电阻材料形成于所述绝缘性基材的其中一个面；及对置电极对，由在所述薄膜热敏电阻部的上侧及下侧中的至少一侧对置形成的一对对置电极构成，所述对置电极对设置有多个，并相互串联连接。

本发明的温度传感器中，对置电极对设置有多个，并相互串联连接，因此若例如串联连接n个对置电极对，则向由1个对置电极对构成的单位热敏电阻的施加电压成为1/n倍，能够抑制耐湿负荷引起的电极腐蚀。因此，即使在高温多湿环境下长期使用，也能够抑制热敏电阻特性的劣化，并且无需过度加厚绝缘片等，因此能够不增大热容而抑制温度检测响应速度的下降。

第2发明所涉及的温度传感器的特征在于，在第1发明中，所述绝缘性基材为绝缘性薄膜，所述薄膜热敏电阻部相互隔开间隔而设置有多个，按每个所述薄膜热敏电阻部设置有所述对置电极对。

即，该温度传感器中，绝缘性基材为绝缘性薄膜，薄膜热敏电阻部相互隔开间隔而设置有多个，按每个薄膜热敏电阻部设置有对置电极对，因此通过在绝缘性薄膜上相邻的薄膜热敏电阻部之间的没有薄膜热敏电阻部的部分弯曲，能够抑制弯曲引起的对薄膜热敏电阻部的影响，能够获得具有高弯曲性的柔软的薄膜型传感器。

第3发明所涉及的温度传感器的特征在于，在第1或第2发明中，所述对置电极具有多个梳齿部及与所述多个梳齿部的基端连接的连结部，相邻的所述对置电极对彼此通过共有的相同的1个所述连结部连接。

即，该温度传感器中，相邻的对置电极对彼此通过共有的相同的1个连结部连接，因此无需设置连接配线部来串联连接相邻的对置电极对彼此，能够使整体小型化。

根据本发明，可发挥以下效果。

即，根据本发明所涉及的温度传感器，对置电极对设置有多个，并相互串联连接，因此向由1个对置电极对构成的单位热敏电阻的施加电压降低，能够抑制耐湿负荷引起的电极腐蚀，并且，还能够采用薄绝缘片，能够抑制温度检测响应速度的下降。

因此，根据本发明的温度传感器，适于作为要求高耐湿性和响应性的车载设备或复印机等的定影辊的温度测定用传感器。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的温度传感器的第1实施方式的俯视图。

图2是表示本发明所涉及的温度传感器的第2实施方式的俯视图。

图3是表示本发明所涉及的温度传感器的第3实施方式的俯视图。

图4是表示本发明所涉及的温度传感器的第4实施方式的俯视图。

具体实施方式

以下，参考图1，对本发明所涉及的温度传感器中的第1实施方式进行说明。另外，以下说明中使用的附图的一部分中，为了将各部设为能够识别或容易识别的大小，根据需要适当变更比例尺。

如图1所示，本实施方式的温度传感器1具备：绝缘性基材2；薄膜热敏电阻部3，由热敏电阻材料形成于绝缘性基材2的其中一个面(表面)；及对置电极对5，由在薄膜热敏电阻部3上相互对置形成的一对对置电极4构成。

上述对置电极对5设置有多个，并相互串联连接。

另外，本发明中，将绝缘性基材2的其中一个面侧记载为表面侧或上面侧。

上述绝缘性基材2是长方形状的绝缘性薄膜。

上述薄膜热敏电阻部3相互隔开间隔而设置有多个，在每个薄膜热敏电阻部3设置有对置电极对5。

本实施方式中，3个大致正方形状的薄膜热敏电阻部3相互隔开间隔，沿绝缘性基材2的延伸方向排列而串联连接。

即，本实施方式中，3个对置电极对5沿绝缘性基材2的延伸方向排列而串联连接。因此，由1个对置电极对5及其下侧的薄膜热敏电阻部3构成单位热敏电阻6，本实施方式中，3个单位热敏电阻6排列而串联连接。

上述对置电极4具有多个梳齿部4a及与多个梳齿部4a的基端连接的连结部4b。对置电极4图案形成为梳型状。

并且，相邻的对置电极对5通过架设于对置的彼此的连结部4b之间而形成的连接配线部5b连接。

在上述串联连接的多个对置电极对5的两端设置有用于外部连接的连接端子部5a。

另外，可将覆盖除连接端子部5a以外的对置电极对5、薄膜热敏电阻部3的绝缘性的保护膜形成于绝缘性基材2上。该保护膜为绝缘性树脂膜等，例如能够采用聚酰亚胺膜。

上述绝缘性基材2例如由厚度7.5～125μm的聚酰亚胺树脂片形成为带状。另外，作为绝缘性基材2，此外还能够由PET：聚对苯二甲酸乙二酯、PEN：聚萘二甲酸乙二醇酯等制作，但作为定影辊的温度测定用，最高使用温度高达230℃，因此优选聚酰亚胺薄膜。

上述薄膜热敏电阻部3例如由TiAlN的热敏电阻材料形成。尤其，薄膜热敏电阻部3由以通式：Ti_xAl_yN_z(0.70≤y/(x+y)≤0.95、0.4≤z≤0.5、x+y+z＝1)表示的金属氮化物构成，其晶体结构为六方晶系的纤锌矿型的单相。

另外，在图1中，施以阴影来图示薄膜热敏电阻部3。

上述对置电极对5具有形成于薄膜热敏电阻部3上的膜厚5～100nm的Cr或NiCr的接合层及在该接合层上由Au等贵金属形成为膜厚50～1000nm的电极层。

如此，本实施方式的温度传感器1中，对置电极对5设置有多个，并相互串联连接，因此若例如串联连接n个对置电极对5，则向由1个对置电极对5构成的单位热敏电阻6的施加电压成为1/n倍，能够抑制耐湿负荷引起的电极腐蚀。因此，即使在高温多湿环境下长期使用，也能够抑制热敏电阻特性的劣化，并且无需过度加厚绝缘片等，因此能够不增大热容而抑制温度检测响应速度的下降。

并且，绝缘性基材2为绝缘性薄膜，薄膜热敏电阻部3相互隔开间隔而设置有多个，在每个薄膜热敏电阻部3设置有对置电极对5，因此通过在绝缘性薄膜上相邻的薄膜热敏电阻部3之间的没有薄膜热敏电阻部3的部分弯曲，能够抑制弯曲引起的对薄膜热敏电阻部3的影响，能够获得具有高弯曲性的柔软的薄膜型传感器。

接着，以下，参考图2至图4，对本发明所涉及的温度传感器的第2～第4实施方式进行说明。另外，以下各实施方式的说明中，对在上述实施方式中说明的相同的构成要件，标注相同符号，并省略其说明。

第2实施方式与第1实施方式的不同点在于，第1实施方式中，3个对置电极对5沿长方形状的绝缘性基材2的长边方向排列而串联连接，而在第2实施方式的温度传感器21中，如图2所示，3个对置电极对25沿长方形状的绝缘性基材22的短边方向排列而串联连接。

即，第2实施方式中，绝缘性基材22设为与第1实施方式相比短边较长的长方形状，连结部4b沿着绝缘性基材22的长边方向形成。

另外，第2实施方式中，与第1实施方式相比，对置电极24中的梳齿部4a的个数多，并且梳齿部4a变短。

并且，各薄膜热敏电阻部23设为沿着绝缘性基材22的长边的长方形状，沿绝缘性基材22的短边方向排列。

如此，第2实施方式中，与第1实施方式相同地，多个对置电极对25相互串联连接，因此向单位热敏电阻26的施加电压降低，能够抑制耐湿负荷引起的电极腐蚀。

接着，第3实施方式与第1实施方式的不同点在于，第1实施方式中，相邻的对置电极对5通过连接配线部5b相互连接，而在第3实施方式的温度传感器31中，如图3所示，相邻的对置电极对35彼此通过共有的相同的1个连结部34b连接。

即，第3实施方式中，没有连接配线部5b，相邻的对置电极对35的连结部34b共同，在该连结部34b的两侧分别延伸有多个梳齿部4a。

并且，不同点还在于，在第1实施方式中，3个大致正方形状的薄膜热敏电阻部3排列而形成，在各薄膜热敏电阻部上形成有1个对置电极对5，而在第3实施方式中，在1个长方形状的薄膜热敏电阻部33形成有3个对置电极对35。即，在1个薄膜热敏电阻部33上串联连接而设置有3个单位热敏电阻36。

如此，第3实施方式中，相邻的对置电极对35彼此通过共有的相同的1个连结部34b连接，因此无需设置连接配线部5b来串联连接相邻的对置电极对35彼此，能够使整体小型化。尤其，能够在对置电极对35串联连接的方向上缩短化。并且，通过没有连接配线部5b，还能够更长地设定各梳齿部4a。

接着，第4实施方式与第3实施方式的不同点在于，在第3实施方式中，在1个长方形状的薄膜热敏电阻部33上形成有3个对置电极对35，而在第4实施方式的温度传感器41中，如图4所示，与第1实施方式相同地，排列形成有3个大致正方形状的薄膜热敏电阻部3，在各薄膜热敏电阻部3上形成有1个对置电极对35。

因此，第4实施方式中，在相邻的薄膜热敏电阻部3之间，相邻的对置电极对35通过共同的连结部44b连接。因此，连结部44b的宽度设定为比第3实施方式宽，以填埋相邻的薄膜热敏电阻部3的间隙。

如此，第4实施方式中，与第1实施方式相同地，薄膜热敏电阻部3相互隔开间隔而设置有多个，在每个薄膜热敏电阻部3设置有对置电极对35，因此能够抑制弯曲引起的对薄膜热敏电阻部3的影响，能够获得具有高弯曲性的柔软的薄膜型传感器。

实施例

利用在上述第1实施方式中串联连接2个单位热敏电阻(2个对置电极对)的实施例1，在2V施加下将85℃、RH85％的高温高湿负荷试验进行500小时及1000小时，对电极电阻值(R25)进行了评价。另外，作为比较例1，对仅1个单位热敏电阻(仅1个对置电极对)的例子也同样进行了评价。

这些评价的结果，比较例中，500小时内电极腐蚀，1000小时内电极电阻值(R25)增加了9～27％，而在本发明的实施例1中，即使施加1000小时，电极电阻值(R25)也几乎没有增加。

并且，利用上述第1实施方式中串联连接5个单位热敏电阻(5个对置电极对)的实施例2，在2.5V施加下进行了上述高温高湿负荷试验。另外，对比较例1，也在2.5V施加下同样进行了评价。

这些评价的结果，比较例中，500小时内电极腐蚀，1000小时内电极电阻值(R25)增加了27～45％，而在本发明的实施例1中，即使施加1000小时，电极电阻值(R25)也几乎没有增加。

另外，本发明的技术范围并不限定于上述各实施方式，能够在不脱离本发明宗旨的范围内加以各种变更。

例如，上述各实施方式中，在薄膜热敏电阻部的上侧形成了一对对置电极，但也可在薄膜热敏电阻部的下侧即绝缘性薄膜的其中一个面上形成一对对置电极，并在其上形成薄膜热敏电阻部。

符号说明

1、21、31、41-温度传感器，2-绝缘性基材，3、33-薄膜热敏电阻部，4、24、34-对置电极，4a-梳齿部，4b、44b-连结部，5、25、35-对置电极对。

Claims (4)

1.一种温度传感器，其特征在于，具备：

绝缘性基材；

薄膜热敏电阻部，由热敏电阻材料形成于所述绝缘性基材的其中一个面；及

对置电极对，由在所述薄膜热敏电阻部的上侧及下侧中的至少一侧相互对置形成的一对对置电极构成，

所述对置电极对设置有多个，并相互串联连接。

2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，

所述绝缘性基材为绝缘性薄膜，

所述薄膜热敏电阻部相互隔开间隔而设置有多个，按每个所述薄膜热敏电阻部设置有所述对置电极对。

3.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，

所述对置电极具有多个梳齿部及与所述多个梳齿部的基端连接的连结部，

相邻的所述对置电极对彼此通过共有的相同的1个所述连结部连接。

4.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，

所述对置电极具有多个梳齿部及与所述多个梳齿部的基端连接的连结部，

相邻的所述对置电极对彼此通过共有的相同的1个所述连结部连接。