JP2534874Y2

JP2534874Y2 - 非接触形温度検出器

Info

Publication number: JP2534874Y2
Application number: JP2751591U
Authority: JP
Inventors: 準神山; 辰夫数野
Original assignee: 石塚電子株式会社
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2006-04-22
Also published as: JPH04122341U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、用紙上の未定着トナー
像を定着させるために、複写機の内部に設けられた定着
装置の加熱定着ローラのような回転体、或いは静止体の
表面温度を非接触で検出する温度検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前述の複写機の加熱定着ローラの
温度検出装置としては、例えば特開昭５９−４４６３３
号公報記載の加熱ロール型定着装置の温度検出器のよう
に、感熱素子を加熱ロール表面に接触させる接触型の温
度検出器が、主として使用されてきた。この種の接触型
の温度検出器は、加熱ロールの表面温度が正確に検出で
きる利点はあるものの、感熱素子の取付部材が一定圧で
加熱ロール表面に圧接されるため、取付部材や感熱素子
が加熱ロール表面を傷つける欠点があった。

【０００３】又、取付部材として耐摩耗性の高いものを
用いても、長期に亘る使用中に摩耗のおそれがあり、更
に感熱素子を圧接するバネ材の圧力が加わるため一定厚
以上の材料を使用しなければならない。そのため、バネ
材を含んだ感熱素子部分の熱容量が大きくなり、充分な
熱応答特性が得られない欠点があった。

【０００４】このような接触型の温度検出器の欠点を除
くため、本出願人の考案に係る実公昭６３−２６７４１
号公報記載の非接触型温度センサが提案されている。こ
の温度センサは、２本の金属線間に感熱素子を取付け、
この感熱素子を加熱ロールの表面に近接させておくもの
である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】この温度センサにおい
ては、感熱素子の支持を２本の金属線で支持するために
ある程度の強度が必要であること、加熱ロールの表面と
のすき間は0.5 _mm程度で、その精度が必要なこと等によ
って２本の金属線を細くすることはできない。そのため
感熱素子部の熱容量が大きくなり、未だ充分な熱応答特
性が得られない欠点が残っていた。

【０００６】更に、ビードサーミスタ等の感熱素子のリ
ード線を、金属線間に溶接により接続するための作業性
が悪く、感熱素子の位置ずれや、溶接による金属線の変
形による寸法のばらつきを生ずる等の欠点もあった。
又、このような複写機の定着装置においては、定着装置
内の熱を排気するためのフアン、およびローラの回転の
影響によって、温度センサ周辺の空気の流れを生ずるば
かりでなく、その空気の流れも乱れたものとなり、この
乱れた空気の流れによって、熱応答特性が変動して、精
度の高い温度制御ができなくなる欠点もあった。

【０００７】本考案は、従来の温度検出器の前述の課題
を解決し、感熱素子部の熱容量、熱放散を小さくして、
非接触形であるにも係わらず、感熱素子部の熱容量を小
さくして、優れた熱応答特性が得られると共に、精度が
高くて被測温体との距離の均一性が保持され、しかも温
度検出器周辺の乱れた空気流に対しても安定した熱応答
特性を示し、且つ製作が容易な非接触形温度検出器を提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は、前述の目的を
達成するための非接触形温度検出器の手段に関し、導電
箔によって形成された２本のリード部を有する電気絶縁
性の耐熱基板と、該耐熱基板の２本のリード部間の小孔
上に載置されて、２本のリード部に接続された感熱素子
と、少なくとも該感熱素子の部分および前記耐熱基板の
リード部とが大きく開口されていて、その開口の下面に
前記耐熱基板を取付けた支持体と、該支持体の前記開口
の上面に取付けられた支持体よりも熱容量の小さい薄板
状の遮蔽板とで構成することによって、その目的を達成
することができる。

【０００９】

【作用】本考案の非接触形温度検出器は、導電箔のリー
ド部を電気絶縁性を有する耐熱基板に形成することで、
この耐熱基板をプリント基板とすることができ、その製
作の容易化を図ることができると共に、リード部の断面
積を小さくして、感熱素子の熱がリード部を通って逃げ
るのを防止し、且つ耐熱基板の熱伝導性の低さによる熱
容量の低さで、全体としての熱容量を低下させ、熱応答
性を高めることができる。

【００１０】又、この非接触形温度検出器を複写機に取
付ける支持体には、少なくとも前記の耐熱基板のリード
部と、感熱素子の部分には大きく開口を設けることで、
支持体の上面に取付けられている遮蔽板と支持体に、感
熱素子からの熱の逃げるのを防止し、且つこの遮蔽板で
感熱素子に対する乱れた空気流を制御し、感熱素子に対
する空気流の悪影響を無くすものである。

【００１１】

【実施例】次に、本考案の実施の一例を、図面について
以下に説明する。この実施例に使用する基板１は、ガラ
ス繊維等を補強基材とし、これにポリイミド樹脂を含浸
させた積層基板の一面全域に、銅箔を形成した銅張積層
の基板が用いられる。

【００１２】この銅張積層の基板１には、写真製版等を
利用したエッチング等の手段によって、２本のリード部
２となる銅箔の部分を除いて、他の部分を除去し、リー
ド部２を形成すると共に、リード部２間の感熱素子３を
載置する部分に小孔５、および該小孔５と、この小孔５
に連続するリード部２の両側に隣接して大きな面積の開
口４を穿設する。

【００１３】しかし、この開口４、小孔５は、使用する
基板１の厚さ、材質によって、その厚さが数百ミクロン
の薄い材質の場合には、小孔５、開口４を穿設しなくて
も、熱応答特性をそれほど悪化させることはない。前記
リード部２の小孔５とは反対の端部に、ランド部２ａが
形成されていて、これに外部引出線１０がハンダ付けさ
れる。

【００１４】感熱素子３は、図４に示すように、アルミ
ナ等の絶縁基板３ａ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
ング等で形成した感熱膜３ｂと、この感熱膜３ｂに設け
た電極３ｃで構成され、必要に応じて感熱膜３ｂ上に保
護膜が設けられる。

【００１５】一方、リード部２は、その端部上に電極３
ｃが載置されるように位置決めし、ハンダ付け等の手段
でこれ等を電気的に接続するものであるが、感熱素子３
の熱がリード部２のランド部２ａにハンダ付けされた外
部引出線１０、およびリード部２によって逃げるのを防
ぐため、電極３ｃとのハンダ付けを行う部分を含むその
近傍の部分を除いて、ランド部２ａとをつなぐリード部
２は、できるだけ細い方が望ましい。

【００１６】そして、開口４は、感熱素子３が取付けら
れている部分から、基板１内を伝わって感熱素子３の熱
が逃げず、且つ基板１の強度を損じない程度の大きさと
する方が感熱素子３付近の熱容量を小さくすることがで
きるので、望ましい。このようにして、基板１に取付け
られた感熱素子３は、小孔５によってその感熱膜３ｂが
加熱ローラ側に露出することとなり、基板１の厚さに関
係なく加熱ローラ表面の熱が伝達される。

【００１７】図１、図２において、６は複写機の定着部
に取付ける取付け孔６ａが穿設されている支持体で、こ
れには基板１のリード部２と感熱素子３の上面を含む大
きさの開口６ｂが穿設されており、この開口６ｂがリー
ド部２と感熱素子３の位置にあるようにして、支持体６
の下面に基板１を接着、或いはビス、リベット等の締結
手段で取付ける。

【００１８】更に、支持体６には、開口６ｂに取付けら
れている基板１の取付け面とは反対面に、ポリイミドフ
ィルム等の支持体６よりも熱容量の小さい遮蔽板８が取
付けられるが、この遮蔽板８は基板１の上全面を完全に
密閉するよりも、一部に図示していないが窓孔を穿設し
た方が望ましい。

【００１９】これは、基板１と遮蔽板８とで囲まれた空
間９において、感熱素子３の周辺の空気の流れに乱れを
生じない程度に、空気の流れがあった方が、温度検知器
周囲の空気の乱れに起因する感熱素子３への悪影響を軽
減することができ、熱応答特性が良くなることが実験的
に確認されているからである。

【００２０】この非接触形温度検出器は、基板１と複写
機の加熱定着ローラ７の表面との間隔が、0.5 _mm程度と
なるように、複写機の加熱定着装置に取付け、ローラ７
を回転させ、実際の複写器が稼働状態に入った時とが同
じ状態になるように、加熱定着装置の近辺に排気ファン
を設置して、この排気ファンを回転させた状態で、本実
施例の非接触形温度検出器と、この実施例の遮蔽板８を
取り去った非接触形温度検出器とで、その熱応答特性を
比較した。

【００２１】一般的に、温度検出器の熱応答特性は、図
５に示され、同図において、オーバーシュート特性Ｔ₀
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Ｔ_rが小さいほど設定温度における制御特
性が良いので、Ｔ_{0 ,}Ｔ_rによって熱応答特性を表わす
ことができる。同図は、時間ｔ₁の点から，排気ファン
の回転を開始し、この排気ファンが回転されている状態
での遮蔽板８のない場合の熱応答特性ａと、ある場合の
熱応答特性ｂとが示されている。

【００２２】即ち、排気ファンが回転されていない時間
ｔ₁までのローラ７のみが回転している状態では、遮蔽
板８の有無に関して殆ど関係なく、Ｔ₀＝１３℃、Ｔ_r
＝3.5 ℃であった。しかし、時間ｔ₁で排気ファンを回
転させると、遮蔽板８のない非接触形温度検出器におい
ては、図５の熱応答特性ａに示すように、リップルＴ_r
の変動が大きくなり、その変動値は3.5 〜７℃となり、
又制御温度の変動も大きくなって、実際に使用する場合
には、大きな問題となる。

【００２３】これに対し、遮蔽板８のある本実施例の場
合には、熱応答特性ｂに示すように、排気ファンの回転
の有無に係わらず、リップルＴ_r、制御温度点の変動が
なく安定した温度制御が可能となるものである。

【００２４】前記の遮蔽板８は、基板１、支持体６の開
口６ｂ、遮蔽板８とで構成される空間９を完全に密閉す
るよりも、前記実施例のように、遮蔽板８に窓孔を形成
した方が、空気の流れに乱れを生じたり空間９に熱が籠
もったりすることがなく、図５の熱応答特性ｂのような
良い熱応答特性がえられる。

【００２５】本考案において、遮蔽板８の形状、材質、
厚さ等は、前記実施例に記載されたものに限定されず、
支持体６よりも熱容量が小さく、感熱素子３の熱変動に
影響を与えないものであれば、支持体６の形成時に、同
時に形成する等、種々の形状、材質、厚さとすることが
できるものである。

【００２６】

【考案の効果】本考案は叙上のように、リード部の銅箔
の薄さ及びその巾を小さくすることにより、リード部に
接続された感熱素子から熱の逃げるのを防止できるばか
りでなく、基板の熱伝導性の低さ、基板と支持板の開口
による全体としての熱容量の低下とが相まって、熱応答
性の優れた非接触形の温度検出器が得られる。

【００２７】そして、基板それ自体の強度、或いは支持
板の強度を或る程度強くできることによって、温度検出
器自体も精度の高いものが製作可能となった。しかも、
被測温体と対面する部分は、平面な基板の下面であり、
且つ基板の下面より下側には、支持板、外部引出線等が
出っ張らないようにすることもできるから、感熱部と被
測温体の距離を正確に設定し易く、従って被測温体の温
度を正確に測定できる。

【００２８】更に、基板と、支持体の開口と、遮蔽板と
で、複写機の加熱定着装置を冷却する為の排気ファンに
よる感熱素子、或いは非接触形温度検出器の周辺の空気
の流れを制御したり、空気の流れの乱れを防止できるた
め、排気ファンの影響を防ぐことができ、排気ファンの
回転に影響されない非接触形温度検出器がえられるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の非接触形温度検出きを複写
機の加熱定着装置に取りつけた状態の斜面図である。

【図２】図１の実施例の断面図である。

【図３】図２の基板の平面図である。

【図４】図３の感熱素子の斜面図である。

【図５】図１の遮蔽板の有無による差を示す熱応答特性
図である。

【符号の説明】

１基板２リード部３感熱素子６支持体６ｂ開口８遮蔽板

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】導電箔によって形成された２本のリード部
を有する電気絶縁性の耐熱基板と、該耐熱基板の２本の
リード部間の小孔上に載置されて、２本のリード部に接
続された感熱素子と、少なくとも該感熱素子の部分およ
び前記耐熱基板のリード部とが大きく開口されていて、
その開口の下面に前記耐熱基板を取付けた支持体と、該
支持体の前記開口の上面に取付けられた支持体よりも熱
容量の小さい薄板状の遮蔽板とを備えたことを特徴とす
る非接触形温度検出器。