JP5892368B2 - 赤外線センサ - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、保持体に設置した樹脂フィルムと、該樹脂フィルムに設けられ保持体の導光部を介して赤外線を検出する赤外線検出用感熱素子と、樹脂フィルムに遮光状態に設けられ保持体の温度を検出する温度補償用感熱素子とを備えた赤外線温度センサが提案されている。この赤外線温度センサでは、樹脂フィルムの端部に複数のリード線が接続されている。
従来の赤外線センサでは、コスト低減のためにコネクタに集約し、片側から複数のリード線を取り出すために、複数のリード線が樹脂フィルムの同じ端部に接続されている。その場合、一対の感熱素子の配置によっては感熱素子からリード線の接続部までの配線距離が互いに異なり、リード線からの熱伝導が異なって温度により感度が異なるという問題があった。すなわち、長さの異なる互いの配線膜の熱抵抗が異なって一対の感熱素子における熱バランス(熱流入のバランス)が崩れてしまう不都合があった。このため、一対の感熱素子によって正確に温度を検出することが困難であった。互いの配線膜における熱抵抗を同じにするために、配線距離の長い方の配線膜の幅を広くする方法も考えられるが、配線膜の幅を広くすると、赤外線センサを組み込む筐体と接触し易くなってショートするおそれがあり、好ましくない。
すなわち、この赤外線センサでは、熱抵抗調整膜が、赤外線反射膜と同じ材料でパターン形成されているので、赤外線反射膜の成膜時に同時に熱抵抗調整膜もパターン形成することができ、製造工程の削減を図ることができる。
すなわち、この赤外線センサでは、第1の配線膜が、第1の感熱素子の周囲にまで配されて第2の配線膜よりも大きな面積で形成されているので、大きな面積の第1の配線膜が、絶縁性フィルムを透過して筐体や実装基板に照射される赤外線を遮断すると共に筐体や実装基板から放射される輻射熱を遮断して絶縁性フィルムへの熱影響を抑制することができる。さらに、絶縁性フィルムの赤外線を吸収した部分からの熱収集を改善すると共に、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量が近づくので、変動誤差を小さくすることができる。したがって、周囲の温度変動に敏感に反応することから、輻射熱を受ける部分と受けない部分との追従性が良く、検出精度がさらに改善される。なお、第1の配線膜の面積及び形状は、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量がほぼ等しくなるように設定することが好ましい。
さらに、前記配線距離の長い方が、第1の配線膜であり、熱抵抗調整膜が、第1の配線膜の第1の感熱素子の周囲に配された部分に対向した領域を除いて形成されているので、第1の感熱素子の周囲に配された部分によって赤外線反射膜が形成された部分との熱容量を調整する際に、熱抵抗調整膜が影響を与えることを抑制できる。
すなわち、本発明に係る赤外線センサによれば、絶縁性フィルムの他方の面に設けられ第1の配線膜と第2の配線膜とのうち端子電極からの配線距離の長い方の少なくとも一部に対向して形成された熱抵抗調整膜とを備えているので、互いの配線膜の熱抵抗が同じになるように設定でき、良好な熱バランスを得ることができる。
したがって、リード線を片側に接続しても高精度な温度測定ができるので、本発明の赤外線センサは、細長い領域などにも設置し易くなり、特に、構造が細長い複写機等の定着ローラの温度検出に用いる温度センサとして好適である。
また、一対の第2の配線膜4Bは、線状又は帯状に形成されており、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム2上にパターン形成された第2の接着電極8Bが接続されていると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム2上にパターン形成された上記端子電極6が接続されている。
また、各端子電極6は、対応するリード線Lに半田等の導電性接着剤で接続される。
上記端子電極6は、第1の配線膜4Aの一方に接続されたものと、第2の配線膜4Bの一方に接続されたものと、第1の配線膜4Aの他方と第2の配線膜4Bの他方とに接続されたものの3つが設けられている。
この赤外線反射膜5は、絶縁性フィルム2よりも高い赤外線反射率を有する材料で形成され、上述したように、銅箔上に金メッキ膜が施されて形成されている。なお、金メッキ膜の他に、例えば鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等で形成しても構わない。この赤外線反射膜5は、第2の感熱素子3Bよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
また、上記熱抵抗調整膜7は、第1の配線膜4Aの第1の感熱素子3Aの周囲に配された部分(幅広部4a)に対向した領域を除いて形成されている。すなわち、熱抵抗調整膜7は、幅広部4aの両側から端子電極6が形成された端部側に向けて延在した一対の略台形状パターンとされている。
さらに、熱抵抗調整膜7が、赤外線反射膜5と同じ材料でパターン形成されているので、赤外線反射膜5の成膜時に同時に熱抵抗調整膜7もパターン形成することができ、製造工程の削減を図ることができる。
なお、この赤外線吸収膜は、第1の感熱素子よりも大きなサイズでこれを覆うように形成することが好ましい。また、赤外線吸収膜を設ける場合は、赤外線反射膜側の熱容量と略等しくなるように各配線膜を含めて面積や形状を設定する必要がある。
なお、感熱素子としては、上述したように薄膜サーミスタやチップサーミスタが用いられるが、サーミスタ以外に焦電素子等も採用可能である。
Claims (3)
- 絶縁性フィルムと、
該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第1の感熱素子及び第2の感熱素子と、
前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第1の感熱素子に接続された導電性の第1の配線膜及び前記第2の感熱素子に接続された導電性の第2の配線膜と、
前記第2の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜と、
前記絶縁性フィルムの同じ端部側に設けられ対応する前記第1の配線膜及び前記第2の配線膜に接続された複数の端子電極と、
前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられ前記第1の配線膜と前記第2の配線膜とのうち前記端子電極からの配線距離の長い方の少なくとも一部に対向して金属膜で形成された熱抵抗調整膜とを備え、
前記第1の配線膜と前記第2の配線膜とのうち配線距離の長い一方の熱抵抗が前記熱抵抗調整膜により調整されて他方の熱抵抗と同じに設定されていることを特徴とする赤外線センサ。 - 請求項1に記載の赤外線センサにおいて、
前記熱抵抗調整膜が、前記赤外線反射膜と同じ材料でパターン形成されていることを特徴とする赤外線センサ。 - 請求項1又は2に記載の赤外線センサにおいて、
前記第1の配線膜が、前記第1の感熱素子の周囲にまで配されて前記第2の配線膜よりも大きな面積で形成され、
前記配線距離の長い方が、前記第1の配線膜であり、
前記熱抵抗調整膜が、前記第1の配線膜の前記第1の感熱素子の周囲に配された部分に対向した領域を除いて形成されていることを特徴とする赤外線センサ。
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