JP2000019026A - 温度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱応答性と耐久力を向上するとともに、被測
温体を傷つけないようにした温度検出器を提供する。 【解決手段】 開示される温度検出器は、絶縁物成形体
からなる保持体６に基部を支持された細長金属板１の一
方の面の先端にサーミスタ２を固定し、サーミスタ２の
リード線４ａ，４ｂを細長金属板１の面に沿って保持体
６側に導いて、保持体６の細長金属板１と反対側に設け
られた外部出力線１３ａ，１３ｂに接続するとともに、
細長金属板１のサーミスタ２固定面と反対側の面を平滑
化して感熱部１５を形成するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、温度検出器に係
り、詳しくは、温度測定対象物に接触させてその表面温
度を検出するための接触型の温度検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ装置等の内部に設けら
れた定着装置においては、感光ドラムのトナー像を転写
した用紙を加熱して定着するために、表面を高温に保っ
た加熱ローラーが用いられている。このような加熱ロー
ラーにおいては、定着作用を確実に行なわせるために
は、その表面温度を正確に所定の温度範囲内に保つ必要
がある。そのため、加熱ローラーの表面温度を測定し
て、その測定結果に応じて加熱ローラー内部に設けられ
たヒーターの電流を制御することによって、所望の温度
に自動制御する方式が用いられている。従来、このよう
な加熱ローラーの表面温度測定には、サーミスタ等の感
熱素子（温度検知素子）を備えた接触型の温度検出器を
用い、これを加熱ローラー等の表面に常時接触させた状
態に支持することによって、加熱ローラーが回転状態で
あると停止状態であるとにかかわらず、所要の温度測定
が可能であるようにする方法がとられている。

【０００３】図３は、接触型温度検出器の第１の従来例
の機械的構成を示したものであって、図３（ａ）は感熱
面側斜視図、図３（ｂ）は裏面側斜視図、図３（ｃ）は
感熱面側正面図、図３（ｄ）は側面図である。第１の従
来例の温度検出器は、図３に示すように、絶縁樹脂から
なる保持体３１に基部を固定された細長金属板３２の先
端上に、サーミスタ３３を上面に接着したスポンジ３４
を固定した構造を有している。

【０００４】サーミスタ３３は、スポンジ片３４上に絶
縁耐熱接着剤３５で固定されており、サーミスタ３３の
リード線３６ａ，３６ｂは、スポンジ片３４の先端でそ
の下面に折り返されて、細長金属板３２上を保持体３１
の方に延びている。この際、細長金属板３２の上面全体
に、予め両面粘着絶縁テープ（不図示）が貼着されてい
るので、リード線３６ａ，３６ｂは、細長金属板３２か
ら絶縁されている。この状態で、片面粘着加工された絶
縁性の耐熱テープ３７を、耐熱テープ端３８から細長金
属板３２の下面を経て、スポンジ片３４の先端を覆った
後、細長金属板３２の上面を経て耐熱テープ端３９ま
で、一回りするように巻き付けて接着する。サーミスタ
３３のリード線３６ａ，３６ｂは、予め保持体３１の上
面に設けられた溝部４０ａ，４０ｂ内に挿入されて、接
着剤（不図示）によって接着固定されている。リード線
３６ａ，３６ｂの末端は外部出力線４１ａ，４１ｂの端
部と電気的に接続されている。リード線３６ａ，３６ｂ
と外部出力線４１ａ，４１ｂの接続部は、外部出力線４
１ａ，４１ｂの基部とともに、保護チューブ４２ａ，４
２ｂによって絶縁と同時に機械的に保護されている。

【０００５】この温度検出器は、保持体３１に設けられ
たネジ穴部４３を介して裏面側から金属ビス（不図示）
によって、加熱ローラーの近傍に設けられた支持台（不
図示）に固定されるようになっている。突出部４４はこ
の際、支持台に設けられた穴（不図示）に嵌合して、温
度検出器がネジ穴部を中心として回転するのを防止する
作用を行なう。

【０００６】図３に示された温度検出器によれば、スポ
ンジ片３４の上面に設けられたサーミスタ３３が、耐熱
テープ３７を介して加熱ローラーの表面に接触すること
によって、加熱ローラーの表面温度に応じた生じたサー
ミスタ３３の抵抗変化を、図示されない測定回路を介し
て温度値に変換することによって、所望の温度測定を行
なうことができる。

【０００７】図４は、接触型温度検出器の第２の従来例
の機械的構成を示したものであって、図４（ａ）は裏面
側斜視図、図４（ｂ）は感熱面側斜視図、図４（ｃ）は
感熱面側正面図、図４（ｄ）は側面図である。第２の従
来例の温度検出器は、図４に示すように、絶縁樹脂から
なる保持体５１に基部を固定された細長金属板５２の先
端に設けられた切り欠き部５３にサーミスタ５４を接着
した構造を有している。

【０００８】サーミスタ５４は、細長金属板５２の先端
の切り欠き部５３に絶縁耐熱接着剤５５で固定されてお
り、サーミスタ５４のリード線５６ａ，５６ｂは、細長
金属板５２の裏面上を保持体５１の方に延びている。こ
の際、細長金属板５２の裏面上には予め片面接着絶縁テ
ープ５７が貼着されているので、リード線５６ａ，５６
ｂは、細長金属板５２から絶縁されている。この状態
で、片面粘着加工された絶縁性の耐熱テープ５８をサー
ミスタ５４を含む細長金属板５２の裏面に貼着するとと
もに、同型の片面粘着加工された絶縁性の耐熱テープ５
９を細長金属板５２の上面に貼着することによって、サ
ーミスタ５５を含む細長金属板５２を、耐熱テープ５
８，５９によって表裏から挟んで貼り合わせている。こ
の際、耐熱テープ５８，５９は、細長金属板５２より大
きく作られているので、耐熱テープ５８，５９の端部６
０，６１は、直接貼り合わせられている。従って、サー
ミスタ５４は、表裏から耐熱テープで覆われた状態で細
長金属板５２に保持されているとともに、リード線５６
ａ，５６ｂも絶縁状態に保たれている。サーミスタ５４
のリード線５６ａ，５６ｂは、予め保持体５１の裏面に
設けられた溝部６２ａ，６２ｂ内に挿入されて、接着剤
（不図示）によって接着固定されている。リード線５６
ａ，５６ｂの末端は外部出力線６３ａ，６３ｂの端部と
電気的に接続されている。リード線５６ａ，５６ｂと外
部出力線６３ａ，６３ｂの接続部は、外部出力線６３
ａ，６３ｂの基部とともに、保護チューブ６４ａ，６４
ｂによって絶縁と同時に機械的に保護されている。

【０００９】この温度検出器は、保持体５１に設けられ
たネジ穴部６５を介して裏面側から金属ビス（不図示）
によって、加熱ローラーの近傍に設けられた支持台（不
図示）に固定されるようになっている。突出部６６はこ
の際、支持台に設けられた穴（不図示）に嵌合して、温
度検出器がネジ穴部を中心として回転するのを防止する
作用を行なう。

【００１０】図４に示された温度検出器によれば、細長
金属板５２の先端に設けられたサーミスタ５４が、耐熱
テープ５９を介して加熱ローラーの表面に接触すること
によって、加熱ローラーの表面温度に応じた生じたサー
ミスタ５４の抵抗変化を、図示されない測定回路を介し
て温度値に変換することによって、所望の温度測定を行
なうことができる。

【００１１】図５は、加熱ローラーを例示したものであ
って、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。加熱ロ
ーラーは、金属円筒によって形成されていて、その表面
の一部にテフロンまたはシリコンゴムのコーティングを
行なった表面処理部７２と、その両端の表面処理を行な
わない金属表面部７１ａ，７１ｂとを有しているととも
に、その内部にヒーターを有し、使用中はその表面温度
を、例えは１５０〜２００℃の一定温度に保たれるよう
になっている。加熱ローラーは、定着装置の内部に設け
られていて、図示されない加圧ローラーと接触した状態
で回転することによって、通過する用紙を加熱，加圧す
る機能を有しているが、この際、表面処理部７２は通紙
部を形成し、この部分で定着作用が行なわれるため、表
面温度の測定は通常、表面処理部７２の一部で行なわれ
るようになっている。しかしながら、表面処理部７２に
直接、サーミスタを接触させることは、サーミスタ自体
と、加熱ローラーのコーティング材とを傷つける恐れが
あるため、従来の温度検出器では、サーミスタを含む感
熱部を耐熱テープで覆って形成した感熱面を、表面処理
部７２に接触させるようにする構造が用いられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の温度検出器にあっては、サーミスタを含む感熱部
が、耐熱テープを介して加熱ローラーの表面に接触する
ようになっていたため、使用中の耐熱テープの磨耗によ
って、温度検出器自体の寿命が短くなるとともに、加熱
ローラーの表面を傷つけることがあるという問題があっ
た。また、上記従来の温度検出器にあっては、感熱部を
コーティングされていない金属表面部に接触させて用い
ることは、耐熱テープの磨耗が速くなるため、寿命の関
係から不可能であった。さらに、上記従来の温度検出器
にあっては、構成部品数が多いため、材料費と組立費が
増大するとともに、自動機による製作の自動化が困難で
あるとい問題があった。

【００１３】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
ものであって、使用中の磨耗が少ないため寿命が長いと
ともに、加熱ローラーの表面を傷つける恐れがなく、ま
た、加熱ローラーの金属表面部に取り付けて使用するこ
とが可能であるとともに、さらに構成部品数が少ないた
め、材料費，組立費を低減でき、自動機による製造が可
能な、温度検出器を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、温度検出器に係り、絶縁物
成形体からなる保持体に基部を支持された細長金属板の
一方の面の先端に感熱素子を固定し、該感熱素子のリー
ド線を上記細長金属板の面に沿って上記保持体側に導い
て該保持体の上記細長金属板と反対側に設けられた外部
出力線に接続するとともに、上記細長金属板の上記感熱
素子固定面と反対側の面を平滑化して感熱部を形成して
なることを特徴としている。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の温
度検出器に係り、上記保持体が、表裏面が上記細長金属
板の面と平行で該細長金属板の長手方向に細長い直方体
をなし、該保持体を貫通してその表裏面と垂直方向に形
成されたネジ穴部と、該保持体の長手方向の上記細長金
属板と反対側の表裏面に設けられた突起部と、該保持体
の上記細長金属板の感熱素子固定面側の面に設けられた
上記リード線収容用溝部とを有することを特徴としてい
る。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の温度検出器に係り、上記感熱部が、上記細長金属板
の上記感熱素子と反対側の面の全部又は先端部に研磨又
はコーティングを施して平滑化した面からなることを特
徴としている。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の温度検出器に係り、上記感熱素子が、エポキシ
系又はセメント系の絶縁耐熱接着剤によって上記細長金
属板に固定されていることを特徴としている。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
又は４記載の温度検出器に係り、上記細長金属板が、そ
の全部または先端部の両側に、上記感熱素子側へ折り返
してなる折り曲げ部を有することを特徴としている。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１，２，
３，４又は５記載の温度検出器に係り、上記感熱素子と
リード線とが絶縁コーティングされているとともに、該
リード線を保護チューブを通して上記保持体側に導くよ
うに構成されていることを特徴としている。

【００２０】

【作用】この発明の構成では、絶縁物成形体からなる保
持体に基部を支持された細長金属板の一方の面の先端に
感熱素子を固定し、該感熱素子のリード線を上記細長金
属板の面に沿って上記保持体側に導いて該保持体の上記
細長金属板と反対側に設けられた外部出力線に接続する
とともに、上記細長金属板の上記感熱素子固定面と反対
側の面を平滑化して感熱部を形成するように構成されて
いるので、温度検出器の耐久性を向上させることがで
き、感熱面を加熱ローラーの通紙部であるコーティング
面以外の金属面の部分に接触させて使用することもでき
るようになるとともに、従来の温度検出器のように絶縁
テープを介しすることなく、金属板を介して加熱ローラ
ー表面の温度検出を行なうので、温度検出器の熱応答性
を向上させることができる。またこの際、細長金属板の
感熱面を、研磨又はコーティングによる表面処理を行な
って平滑化するとともに、細長金属板の感熱面の両側に
折り曲げ部を設けたので、加熱ローラー表面を傷付ける
恐れがない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行なう。図１は、この発明の一実施例の温度
検出器を示す図であって、図１（ａ）は裏面側斜視図、
図１（ｂ）は感熱面側斜視図、図１（ｃ）は裏面側正面
図、図４（ｄ）は側面図である。また、図２は、リード
フレームの説明図である。この例の温度検出器は、図１
に示すように、絶縁樹脂からなる保持体６に基部を固定
された細長金属板１の先端裏面に、サーミスタ２を接着
した構造を有している。

【００２２】細長金属板１は、細長い短冊状のステンレ
スバネ材からなり、その基部は保持体６に樹脂モールド
によって埋め込まれて固定されいてる。サーミスタ２及
びそのリード線４ａ，４ｂは、予め、例えばポリイミド
塗料にディップした後、高温（例えば２００℃）の炉中
で数時間焼付処理を行なうことによって、ポリイミドコ
ートによる絶縁処理を施されている。サーミスタ２は、
細長金属板１の先端裏面にエポキシ系又はセメント系の
絶縁耐熱接着剤３によって固定されているとともに、リ
ード線４ａ，４ｂは、一括してポリイミドチューブから
なる保護チューブ５に通して保護した後、保護チューブ
５を細長金属板１の裏面上に接着することによって固定
されている。さらに、リード線４ａ，４ｂの先端は、保
持体６の裏面に設けられた溝部８から、溝部８に連続す
る両側の溝部７ａ，７ｂ内に分岐して挿入され、溝部８
に接着剤（不図示）を充填することによって接着固定さ
れている。リード線４ａ，４ｂの末端はそれぞれ外部出
力線１３ａ，１３ｂの端部と電気的に接続されている。
リード線４ａ，４ｂと外部出力線１３ａ，１３ｂの接続
部は、外部出力線１３ａ，１３ｂの基部とともに、それ
ぞれ保護チューブ１０ａ，１０ｂによって絶縁と同時に
機械的に保護されている。

【００２３】細長金属板１の感熱面側の先端に形成され
た感熱部１５は、細長金属板１の表面を研磨して鏡面仕
上げを施すか、又はテフロン系樹脂によるコーティング
を施すことによって、この部分を加熱ローラーの表面に
接触させたとき、加熱ローラー面を傷つけないととも
に、感熱部１５の接触面の磨耗が少なくなるようするた
めに、十分、平滑化されている。さらに、細長金属板１
の先端両側には、裏面側に向けて折り曲げ部１４ａ，１
４ｂが設けられていて、感熱部１５を加熱ローラーに接
触させたとき、加熱ローラー面を傷つけないように配慮
されている。

【００２４】保持体６は、表裏面が細長金属板１の面と
平行で、細長金属板１の長手方向に細長い直方体をなし
ている。そして、保持体６を貫通してその表裏面と垂直
方向にネジ穴部９が形成されているとともに、保持体６
の長手方向の、細長金属板１と反対側の表裏面には突起
部１１，１２が設けられている。さらに、保持体６の細
長金属板１の感熱素子固定面側の面には、リード線４
ａ，４ｂを収容するため、細長金属板１側に溝部８が設
けられているとともに、外部出力線１３ａ，１３ｂ側に
向かって、溝部８からネジ穴部９の両側に分岐する溝部
７ａ，７ｂが設けられている。

【００２５】この温度検出器は、保持体６に設けられた
ネジ穴部９を介して感熱面側から金属ビス（不図示）に
よって、加熱ローラーの近傍に設けられた支持台（不図
示）に固定することができるようになっている。突出部
１１はこの際、支持台に設けられた穴（不図示）に嵌合
して、温度検出器がネジ穴部を中心として回転するのを
防止する作用を行なう。また、この温度検出器は、保持
体６に設けられたネジ穴部９を介して裏面側から金属ビ
ス（不図示）によって、加熱ローラーの近傍に設けられ
た支持台（不図示）に固定することもできるようになっ
ている。先端に凹陥部を有する凹陥突出部１２はこの
際、支持台に設けられた穴（不図示）に嵌合して、温度
検出器がネジ穴部を中心として回転するのを防止する作
用を行なう。

【００２６】図１に示された温度検出器によれば、細長
金属板１の感熱面先端の感熱部１５を加熱ローラーの表
面に接触させることによって、細長金属板１の裏面先端
に設けられたサーミスタ２が、加熱ローラーの表面温度
に応じた生じたサーミスタ２の抵抗変化を、図示されな
い測定回路を介して温度値に変換することによって、所
望の温度測定を行なうことができる。

【００２７】図２は、この例の温度検出器を製作するた
めのリードフレームの構成例を示している。リードフレ
ームは図２（ａ）に示すように、細長金属板部２２
_１ ，２２_２ ，…を形成された感熱部側のキャリア部２
１と、外部出力線保持部２４_{１ ａ，} ２４_１ｂ， ２４
_２ａ， ２４_２ｂ， …を形成された外部出力線側のキ
ャリア部２３とを、保持体となる樹脂ブロック２５_１，
２５_{２ ，} …で樹脂モールドして、全体を一体化して
構成されている。この際、各細長金属板部２２_１ ，２
２_２ ，…の基部２６_１，２６_２，…と、各外部出力線
保持部２４_１ａ， ２４_１ｂ， ２４_２ａ， ２４
_２ｂ， …の基部２７_１ａ， ２７_１ｂ， ２７
_２ａ， ２７_２ｂ， …とは、図２（ｂ）に示すよう
に、それぞれ樹脂ブロック２５_１，２５_{２ ，} …の内
部で、対向するように分離して配置され固定されてい
る。このような形状に形成したのち、キャリア部２１の
細長金属板部２２_１ ，２２_２ ，…の先端部をＡ−Ａ’
線の部分で切断し、キャリア部２３の外部出力線保持部
２４_１ａ， ２４_１ｂ， ２４_２ａ， ２４_２ｂ， …
の先端部をＢ−Ｂ’線の部分で切断することによって、
複数の成形体２８_１，２８_２ …が形成される。各成形
体２８_１，２８_２ …は、組立工程において、それぞれ
サーミスタ及び外部出力線等を取り付けることによっ
て、上述のような温度検出器が製作される。なお、外部
出力線保持部２４_１ａ， ２４_１ｂ， ２４_２ａ， ２
４_２ｂ，…は、温度検出器の組立時、保護チューブを差
し込んで、外部出力線を保持するために用いられるもの
であって、この際、外部出力線とサーミスタのリード線
との接続部も保護チューブ中に収容されるが、各外部出
力線保持部は、それぞれ独立して樹脂ブロックに固定さ
れているので、それぞれの接続部を絶縁する必要は特に
ない。

【００２８】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明
に用いる感熱素子としては、サーミスタに限らず、半導
体素子を用いた温度検知素子や、熱電対等の熱電素子を
用いた温度検知素子や、白金抵抗等の線形抵抗素子を用
いた温度検知素子等の、他の種類の感熱素子を使用する
こともできる。また、サーミスタを細長金属板に接着す
る接着剤は、エポキシ系又はセメント系に限らず、高温
に耐えるものであれば、他の種類の接着剤であってもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の温度検
出器によれば、細長金属板の裏面にサーミスタを取り付
けて、細長金属板の表面側の感熱面を加熱ローラー表面
に接触させるように構成したので、温度検出器の耐久性
を向上させることができ、感熱面を加熱ローラーの通紙
部であるコーティング面以外の金属面の部分に接触させ
て使用することもできるようになるとともに、従来の温
度検出器のように絶縁テープを介しすることなく、金属
板を介して加熱ローラーの温度検出を行なうので、温度
検出器の熱応答性を向上させることができる。またこの
際、細長金属板の感熱面を、研磨又はコーティングによ
る表面処理を行なって平滑化するとともに、細長金属板
の感熱面の両側に折り曲げ部を設けたので、加熱ローラ
ー表面を傷付ける恐れがない。さらにこの発明の温度検
出器では、構造が簡単化されたので、従来の温度検知器
と比べて、材料費，組立加工費が大幅に低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の温度検出器を示す図であ
る。

【図２】リードフレームの説明図である。

【図３】接触型温度検出器の第１の従来例の機械的構成
を示す図である。

【図４】接触型温度検出器の第２の従来例の機械的構成
を示す図である。

【図５】加熱ローラーを例示する図である。

【符号の説明】

１ 細長金属板 ２ サーミスタ（感熱素子） ３ 絶縁耐熱接着剤 ４ａ，４ｂ リード線 ５ 保護チューブ ６ 保持体 ７ａ，７ｂ 溝部（リード線収容用溝部） ８ 溝部（リード線収容用溝部） ９ ネジ穴部 １１，１２ 突起部 １３ａ，１３ｂ 外部出力線 １４ａ，１４ｂ 折り曲げ部 １５ 感熱部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀井 真 埼玉県浦和市町谷２丁目７番18号 株式会 社芝浦電子内 Ｆターム(参考） 2F056 QF01 QF03 QF05 QF07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁物成形体からなる保持体に基部を支
   持された細長金属板の一方の面の先端に感熱素子を固定
   し、該感熱素子のリード線を前記細長金属板の面に沿っ
   て前記保持体側に導いて該保持体の前記細長金属板と反
   対側に設けられた外部出力線に接続するとともに、前記
   細長金属板の前記感熱素子固定面と反対側の面を平滑化
   して感熱部を形成してなることを特徴とする温度検出
   器。
2. 【請求項２】 前記保持体が、表裏面が前記細長金属板
   の面と平行で該細長金属板の長手方向に細長い直方体を
   なし、該保持体を貫通してその表裏面と垂直方向に形成
   されたネジ穴部と、該保持体の長手方向の前記細長金属
   板と反対側の表裏面に設けられた突起部と、該保持体の
   前記細長金属板の感熱素子固定面側の面に設けられた前
   記リード線収容用溝部とを有することを特徴とする請求
   項１記載の温度検出器。
3. 【請求項３】 前記感熱部が、前記細長金属板の前記感
   熱素子と反対側の面の全部又は先端部に研磨又はコーテ
   ィングを施して平滑化した面からなることを特徴とする
   請求項１又は２記載の温度検出器。
4. 【請求項４】 前記感熱素子が、エポキシ系又はセメン
   ト系の絶縁耐熱接着剤によって前記細長金属板に固定さ
   れていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の温
   度検出器。
5. 【請求項５】 前記細長金属板が、その全部または先端
   部の両側に、前記感熱素子側へ折り返してなる折り曲げ
   部を有することを特徴とする請求項１，２，３又は４記
   載の温度検出器。
6. 【請求項６】 前記感熱素子とリード線とが絶縁コーテ
   ィングされているとともに、該リード線を保護チューブ
   を通して前記保持体側に導くように構成されていること
   を特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の温度検
   出器。