JP2975552B2 - 温度検知器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やレーザープリ
ンタの定着ロール等回転加熱体の温度制御に用いられる
温度検知器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機やレーザープリンタの定着
ロール等回転加熱体の温度制御等に、所謂ソフトタッチ
センサ（以下「ＳＴＳ」と略す。）と称される温度検知
器が実用に供されている。

【０００３】この温度検知器の概要は、実公昭５７−１
９６１２号公報、考案の名称「温度検知器」によって開
示され、その後、当該出願人は熱応答性、耐久性等につ
いて改善を施した温度検知器（実願平２−４８６９号）
を提案している。

【０００４】図６（ａ）は、上記提案の温度検知器の構
成を説明するための斜視図、同図（ｂ）は、その正面図
である。シリコーンゴムからなる耐熱スポンジ１２の上
面に、高熱伝導率シリコーンゴム成形体の感熱素子保持
体１３が形成され、その中心部にはサーミスタ１４が一
体成形されて埋め込まれている。シリコーンゴムスポン
ジ１２は、裏面に導体パターンが形成されたガラスエポ
キシ等からなるプリント配線基板１５に取り付けられて
いる。感熱素子保持体１３の両側面から出ているサーミ
スタのリード線１６は、プリント配線基板１５の前部と
後部に設けられている穴１７をそれぞれ通って裏面の導
体パターンのランドに半田付けされている。温度検知器
のリード線１８は、同様に導体パターンのランドに半田
付けされ、サーミスタのリード線１６と電気的に接続さ
れている。上記プリント配線基板１５と、感熱素子保持
体１３を搭載したシリコーンゴムスポンジ１２の組体に
は、ポリイミドテープ１９が感熱素子保持体１３の上面
全体を覆い、且つプリント配線基板１５の裏面側まで巻
き付けられている。

【０００５】このように構成された温度検知器１１は、
感熱素子保持体１３の上面（サーミスタ１４の搭載面）
がポリイミドテープ１９を介して、例えば複写機の回転
加熱体である定着ロールの表面に押し当てられ、プリン
ト配線基板１５の前後の突起部２０によって複写機基部
に固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記温度検知器１１
は、開示当初のものに比べ、上述のようにシリコーンゴ
ムスポンジ１２の上面に、集熱と感熱素子の保持機能を
有する感熱素子保持体１３を設けることにより、熱応答
性や耐久性を向上させている。しかしながら、前記温度
検知器１１においては、感熱素子保持体１３の表面全体
でヒートロール等回転加熱体の温度を検知する構造にな
っているため、近年多く見られる直径が２５ｍｍ以下の
ヒートロールの温度を検知する場合には、図５のように
ＳＴＳの適正荷重（１００〜２００ｇ）では、感熱素子
保持体の表面全体をヒートロール３１に接触させること
ができず、良好な温度検知を行うことができないという
欠点がある。

【０００７】本発明の目的は、このような欠点を解消
し、回転加熱体の直径が２５ｍｍ以下であっても、ＳＴ
Ｓの適正荷重（１００〜２００ｇ）で感熱素子保持体の
表面全体を回転加熱体に接触させることにより、熱応答
性等に優れ、良好な温度検知を行うことができる温度検
知器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明による温度検知器は、断熱材として機能するスポ
ンジ状弾性体と、該スポンジ状弾性体上面に搭載され前
記スポンジ状弾性体より高硬度で、熱伝導性及び耐熱性
に優れた材料から構成された集熱体として機能する感熱
素子保持体と、該感熱素子保持体内部に埋め込まれたサ
ーミスタ素子部及びサーミスタリード線部からなるサー
ミスタと、これらを被包する摩擦係数の小さい耐熱絶縁
フィルムとからなり、前記感熱素子保持体表面を前記耐
熱絶縁フィルムを介して前記回転加熱体に押し当てるこ
とにより前記サーミスタ素子部及びサーミスタリード線
部の全体で前記回転加熱体の熱を集熱して温度検知する
ように構成された温度検知器であって、前記感熱素子保
持体又は前記スポンジ状弾性体のうち少なくとも一方が
前記回転加熱体の形状に沿って略等しい曲面を有してい
ることを特徴とするものである。以上

【０００９】

【作用】このような構成によれば、感熱素子保持体また
はスポンジ状弾性体のうち少なくとも一方が回転加熱体
の曲面に沿って湾曲しているため、ＳＴＳの適正荷重
（１００〜２００ｇ）で、感熱素子保持体を回転加熱体
に押し当てた際、感熱素子保持体の全面が回転加熱体に
良好に接触するため、正確な温度検知を行うことができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を更に詳しく説
明する。

【００１１】図１（ａ）は、本発明による温度検知器の
実施例を示す斜視図、同図（ｂ）はその正面図である。
一辺の長さが１０ｍｍ、中央部の厚さが５ｍｍで上面が
湾曲（Ｒ２０ｍｍ）してなる硬度（ＪＩＳ Ａ）１５度
のシリコーンゴムスポンジ（スポンジ状弾性体）２の上
に、一辺が１０ｍｍ、厚さ１ｍｍで前記シリコーンゴム
スポンジ２と略等しい曲率で湾曲（Ｒ２０ｍｍ）してな
る硬度（ＪＩＳ Ａ）８０度の高熱伝導率シリコーンゴ
ム成形体の感熱素子保持体３が形成されている。感熱素
子保持体３の中心部には直径約１ｍｍのサーミスタ４が
一体成形されて埋め込まれている。シリコーンゴムスポ
ンジ２は、裏面に導体パターンが形成されたガラスエポ
キシ系のプリント配線基板５に取り付けられている。

【００１２】感熱素子保持体３の両側面から出ているサ
ーミスタのリード線６は、プリント配線基板５の前部と
後部に設けられている穴７をそれぞれ通って裏面の導体
パターンのランドに半田付けされている。温度検知器の
リード線８は、同様に導体パターンのランドに半田付け
され、サーミスタのリード線６と電気的に接続されてい
る。

【００１３】厚さ０．０５ｍｍのポリイミドテープ９
は、感熱素子保持体３の上面全体を覆うように、プリン
ト配線基板５の裏面側まで巻き付けられている。高熱伝
導率シリコーンゴム成形体の感熱素子保持体３は、シリ
コーンゴムにアルミナ、シリカ、酸化亜鉛、少量の窒化
ボロン等を配合して高熱伝導率特性を実現しており、通
常の成形と同様に金型でサーミスタ４と一体成形され
る。

【００１４】ここで、温度検知器の応答時間を調べるた
めに、本実施例の温度検知器１と図６に示す従来例の温
度検知器１１について、図４（本実施例）及び図５（従
来例）に示すように、２５℃と１５０℃に精密にコント
ロールされた直径２５ｍｍのヒートロール２１、３１
に、１５０ｇの荷重をかけた状態で前記温度間の応答時
間を測定した。

【００１５】測定の結果は、熱時定数（１００％応答の
６３．２％になるまでの時間）の平均値で表すと、従来
例のものが、５．３ｓｅｃであったのに対し、本実施例
のものは、３．２ｓｅｃであった。このように、本実施
例のものは従来例のものに比べ、シリコーンゴムスポン
ジ及び感熱素子保持体が湾曲しているため、ヒートロー
ルに対し弱い押圧荷重で押し付けても、感熱素子保持体
の表面全体がヒートロールに良好に接触することによ
り、集熱が良好になり応答時間を短縮することができ
る。

【００１６】次に、１５０℃に精密にコントロールされ
た直径２５ｍｍのヒートロールに上記２種類の温度検知
器を接触させ、押圧を暫時増加させたときのサーミスタ
の抵抗値を換算して得たヒートロールの温度変化を調べ
てみた。その結果、図３に示すようなグラフが得られ
た。グラフＡは、本実施例によるもの、グラフＢは、従
来例によるものであり、測定値は荷重を変化させて１０
分経過後に測定した値である。

【００１７】このグラフを見ても明らかなように、従来
例のものは、ＳＴＳの適正荷重である１００〜２００ｇ
で特に温度ズレが生じているが、本実施例によるもの
は、押圧荷重の変化に対してほとんど温度ズレが生じて
おらず、正確な温度検知が可能であることが判る。

【００１８】本発明は前記実施例に限定されるものでは
ない。まず、前記実施例では、シリコーンゴムスポンジ
（スポンジ状弾性体）及び感熱素子保持体の両方に湾曲
を設けた例を説明したが、例えば、図２に示すように感
熱素子保持体３のみに湾曲を設けても良く、この場合に
も前記実施例と同様の作用を呈することは明らかであ
る。また、図示していないが、スポンジ状弾性体のみに
湾曲を設けることも考えられる。この場合、感熱素子保
持体を回転加熱体に接触させた場合には前記実施例と同
様の作用を呈することになるが、回転加熱体に接触させ
るまでは、感熱素子保持体とスポンジ状弾性体との間に
僅かな間隙が生じることから、この間隙が断熱層として
作用し熱特性の劣化を防ぐことができる。

【００１９】更に、前記実施例では、感熱素子としてサ
ーミスタを用いた例を説明したが、熱電対等を用いても
良く、また、感熱素子保持体としては、シリコーンゴム
以外にもフッ素樹脂やポリイミド樹脂等の耐熱絶縁性成
形物を用いても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
熱素子保持体またはスポンジ状弾性体のうち少なくとも
一方が回転加熱体の曲面に沿って湾曲しているため、温
度検知器を回転加熱体に押し当てた際、感熱素子保持体
の全面を回転加熱体に接触させることができ、良好な集
熱を得ることが可能となった。これにより、応答時間が
著しく改善された信頼性の高い温度検知器を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図で、（ａ）は温度検知
器の斜視図、同図（ｂ）は正面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す図で、（ａ）は温度
検知器の斜視図、同図（ｂ）は、正面図である。

【図３】本発明及び従来例の温度検知器における押圧変
化に対する検知温度の関係を説明するためのグラフであ
る。

【図４】本発明による温度検知器をヒートロールへ押圧
荷重１５０ｇで押し当てた時の状態を示す説明図であ
る。

【図５】従来の温度検知器をヒートロールへ押圧荷重１
５０ｇで押し当てた時の状態を示す説明図である。

【図６】従来例を示す図で、（ａ）は温度検知器の斜視
図、同図（ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１…温度検知器 ２…シリコーンゴムスポンジ（スポンジ状弾性体） ３…感熱素子保持体 ４…サーミスタ（感熱素子） ５…プリント配線基板 ６…サーミスタのリード線 ７…穴 ８…温度検知器のリード線 ９…ポリイミドテープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01K 13/08 G01K 7/22 G03G 15/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱材として機能するスポンジ状弾性体
   と、該スポンジ状弾性体上面に搭載され前記スポンジ状
   弾性体より高硬度で、熱伝導性及び耐熱性に優れた材料
   から構成された集熱体として機能する感熱素子保持体
   と、該感熱素子保持体内部に埋め込まれたサーミスタ素
   子部及びサーミスタリード線部からなるサーミスタと、
   これらを被包する摩擦係数の小さい耐熱絶縁フィルムと
   からなり、前記感熱素子保持体表面を前記耐熱絶縁フィ
   ルムを介して前記回転加熱体に押し当てることにより前
   記サーミスタ素子部及びサーミスタリード線部の全体で
   前記回転加熱体の熱を集熱して温度検知するように構成
   された温度検知器であって、前記感熱素子保持体又は前
   記スポンジ状弾性体のうち少なくとも一方が前記回転加
   熱体の形状に沿って略等しい曲面を有していることを特
   徴とする温度検知器。