JP2528398Y2 - 温度センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、用紙上のトナー像を用紙に定着させる複写
機の加熱定着ローラのような回転、或いは静止している
発熱体の表面温度を、この発熱体に接触させることなく
検出する温度センサに関する。

〔従来の技術〕

従来、前述のような複写機の加熱定着ローラの表面温
度の温度センサとしては、例えば特開昭59-44633号公報
に記載されている加熱ローラ型定着装置の温度検出器の
ように、感熱素子を加熱定着ロールの表面に接触させる
接触型の温度センサが主として用いられて来た。

この種の温度センサは、加熱定着ローラの表面に圧接
されるので、正確な温度検出ができるものの、その圧接
によって加熱定着ローラの表面を傷つけるおそれがあ
る。

又、取付部材として耐摩耗性の高いものを用いても、
長期使用で摩耗を生じたり、圧接力を得るためのバネ材
の厚さによって、そのバネ材を含む感熱素子部分の熱容
量が大きくなり、迅速な熱応答特性が得られない欠点が
ある。

このような接触型の温度センサの欠点を除去するため
に、本出願人の出願に係る実公昭63-26741号公報記載の
非接触型の温度センサが提案されている。

この温度センサは、２本の金属線の間に感熱素子を取
り付け、この感熱素子を加熱定着ローラから0.5mm程度
離れた場所に位置させ、加熱定着ローラの輻射熱を感熱
素子が検知するものである。

しかし、この0.5mm間隙のような取付精度を維持する
ためには、２本の金属線を細くすることはできず、その
熱容量の大きさによって、迅速な熱応答特性が得られな
い。

又、ビードサーミスタ等の感熱素子のリード線を、金
属線に溶接するので、その作業性が悪く、しかも感熱素
子の位置ずれや、金属線の変形等によって、寸法精度が
得にくい欠点があった。

本考案は、従来の非接触型の温度センサの前述の課題
を解決し、感熱素子部分の熱容量を小さくして、良好な
熱応答特性を得ると共に、多量に、しかも容易に生産で
きるにも拘らず、寸法精度の高い温度センサを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、前述の目的を達成するための温度センサの
手段に関し、絶縁性薄膜シート上に形成された導体箔パ
ターンに、感熱素子を電気的に接続して取り付けたセン
サユニットと、取付孔が形成されると共に、導体箔によ
って２本のリードパターンが形成され、且つ２本のリー
ドパターン間に導熱孔が形成されている保持体とで形成
され、前記センサユニットの感熱素子を導熱孔に挿入し
て、センサユニットの導体箔パターンと保持体のリード
パターンを電気的に接続して、センサユニットを保持体
に取り付けたものである。

〔考案の実施例〕

次に、本考案の実施の一例を、図面について説明す
る。

第１図は感熱素子１を示し、この感熱素子１はアルミ
ナ等の絶縁基板２の上に、シリコンカーバイトSiCや、
マンガン、コバルト、ニッケル等の酸化物を、スパッタ
リング等の薄膜形成手段で形成した感熱膜３を形成し、
この感熱膜３の両側端に電極４を形成したものである。

この感熱膜３上には、必要に応じて保護膜を設けるこ
とがある。

この感熱素子１の製造工程としては、大きな絶縁基板
２の上に、感熱膜３、電極４を多数の組としてパターン
形成した後、絶縁基板２を所要の寸法に裁断して、多数
の感熱素子１を得ることができる。

感熱膜３は、前記スパッタリング等の薄膜形成手段の
他に、スクリーン印刷等の厚膜形成手段で形成してもよ
い。

第２図はセンサユニットの絶縁性薄膜シート５を、第
３図はこれに感熱素子１を取り付けたセンサユニットＣ
を示す。

絶縁性薄膜シート５は、ポリエチレン，ポリイミド，
セラミックシート，フッ素系樹脂を厚さ25〜250μｍと
してテープ状に形成し、その上にエッチング、接着等に
より厚さ５〜100μｍの導体箔パターン6,6′を形成す
る。

この導体箔パターン6,6′上に感熱素子１を載置し、
その電極４と導体箔パターン6,6′とをクリームハン
ダ、ハンダバンプ等の手段でハンダ付して、これを接続
する。

このようにして、連続して形成されているそれぞれの
導体箔パターン6,6′に各１個の感熱素子１がハンダ付
されるので、絶縁性薄膜シート５を第２図のＢの一点鎖
線で切断することにより、多数のセンサユニットＣとす
ることができる。

第４図は保持体７を示している。

この保持体７は、ガラス繊維等を補強基材として、こ
れにポリイミド樹脂を含浸させた積層基板で形成されて
いるが、耐熱性と強度があれば、この材質に限定される
ものではない。

前記積層基板としては、一面に銅箔を形成した銅張積
層板を用いるのが望ましく、この銅箔を写真製版技術を
用いたエッチングによって、２本のリードパターン8,
8′に形成する。

このリードパターン8,8′の一端には、それぞれ外部
引出用のリード線をハンダ付するためのランド8a,8′ａ
を形成し、リードパターン8,8′の他端間の保持体７に
は、導熱孔９が穿設される。

又、各リードパターン8,8′はコ字形の平面形で、導
熱孔９とランド8a,8′ａとの間に開口部10を形成し、導
熱孔９付近の保持体からの熱の逃げを少くし、また、こ
の部分の熱容量を小さくしている。

そして、リードパターン8,8′の線巾を細くすること
により、導熱孔９付近からの熱の逃げに対する熱抵抗を
大きくしている。

このことは、センサユニットＣの導体箔パターン6,
6′の線巾についても言えるものである。

この保持体７には、ネジ，ハトメ等で加熱定着装置に
取り付けるための取付孔11が穿設されている。

第５図に示すように、この保持体７の導熱孔９内に、
感熱素子１を挿入して、保持体７上にセンサユニットＣ
を載置し、センサユニットＣの導体箔パターン6,6′
と、保持体７のリードパターン8,8′をハンダ付して、
電気的に接続するものである。

前述のように、導体箔パターン6,6′、リードパター
ン8,8′の線巾の細さ、開口部10による導熱孔９付近の
熱の逃げの防止とし、導熱孔９付近の熱容量を小さくす
ることにより、感熱素子１の熱応答特性は良好なものと
なる。。

第６図は代表的な熱応答特性を示し、同図においてオ
ーバーシュート温度Toが小さい程設定温度に到達するま
での時間が短かくなり、リップル温度Trが小さい程設定
温度に対する制御特性が良くなり、To,Trによって熱応
答特性を表わすことができる。

前述の特開昭59-44633号公報記載の接触型温度検出器
においては、加熱定着ローラＤの表面温度が180度にな
るように設定した時、To＝8.8℃、Tr＝４℃であった。

又、前述の実公昭63-26741号公報記載の非接触型の温
度検出器のそれは、To＝16.5℃、Tr＝６〜７℃である。

これに対し、本実施例のそれは、To＝10.0℃、Tr＝４
℃と接触型に対して遜色のない程度に改善された。

更に、本実施例では、感熱素子１の感熱膜３が加熱定
着ローラＤとは反対面に向くことになるので、絶縁基板
２の反対面に、金黒や金属膜をスパッタ等の手段で形成
することにより、To,Trを約１℃下げることができた。

又、開口部10を設けない場合には、To＝12℃、Tr＝５
℃となり、従来の非接触型のものよりは改善されてい
る。

しかし、加熱ローラＤとの間隙の設定寸法0.3〜0.9mm
に対する変動は、開口部10を設けない方が小さくなり、
温度センサの取付誤差のバラツキによるコントロール温
度の変化が少くなる利点はある。

なお、前記した実施例における感熱素子に代えて、サ
ーミスタ基板に第１図に示すような電極を形成したチッ
プサーミスタを用いることもできる。

〔考案の効果〕 本考案は叙上のように、感熱素子、及びこれを取りつ
けたセンサユニットは、一枚の絶縁基板、一枚のテープ
状の絶縁性薄膜シートに多数を形成して、これを裁断す
ることによって、量産が可能となる。

そして、保持体へのセンサユニットのハンダ付作業も
容易で、感熱素子が保持体の導熱孔に収容されるので、
取付誤差の少い温度センサが、廉価多量に供給できる。

又、保持体、センサユニットの熱伝導率の低さや、導
体箔パターン、リードパターンの線巾を細くすることに
よる熱伝導性の低さとが相まって、感熱素子の周辺の熱
容量が小さくなり、熱応答特性に優れた温度センサとす
ることができる。

更に、保持体には、導熱孔に隣接して開口部を設ける
ことにより、感熱素子の周辺の熱容量を一層小さくする
ことができ、熱応答特性が一層改善される。

しかも、加熱定着ローラに面する保持体下面と感熱素
子の表面とが、略同一面であるので、その設定を正確に
行い易くなる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は感熱素子の斜面図、 第２図はセンサユニットの平面図、 第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、 第４図は保持体の平面図、 第５図は取付状態の断面図、 第６図は熱応答特性図である。 Ｃ……センサユニット、１……感熱素子、２……絶縁基
板、３……感熱膜、５……絶縁性薄膜シート、6,6′…
…導体箔パターン、７……保持体、8,8′……リードパ
ターン、９……導熱孔、10……開口部、11……取付孔。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性薄膜シート面に形成した互いに向か
   い合う導体箔パターンに、前記感熱素子の電極を電気的
   に接続してなるセンサユニットと、取付孔が形成される
   と共に、導体箔による２本のリードパターンが形成さ
   れ、且つ前記２本のリードパターン間に導熱孔が形成さ
   れた耐熱性の保持体とからなり、前記センサユニットの
   感熱素子を、前記導熱孔に挿入して、前記センサユニッ
   トの導体箔パターンと前記保持体のリードパターンとを
   電気的に接続し、前記感熱素子が前記導熱孔から露出す
   る側を被温度検知体側に向けて前記保持体を配置するこ
   とを特徴とする温度センサ。