JP6741195B2 - Temperature sensor - Google Patents
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Description
本発明は、複写機やプリンタ等の定着ローラの温度を測定することに好適な温度センサに関する。 The present invention relates to a temperature sensor suitable for measuring the temperature of a fixing roller of a copying machine or a printer.
一般に、複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用されている定着ローラ（加熱ローラ）には、その温度を測定するために温度センサが接触状態に設置されている。このような温度センサとしては、近年、柔軟性に優れると共に全体を薄くすることができるものであって、絶縁性フィルム上に薄膜サーミスタを形成したフィルム型温度センサが開発されている。 Generally, a fixing roller (heating roller) used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer is provided with a temperature sensor in contact with the fixing roller (heating roller) in order to measure its temperature. As such a temperature sensor, in recent years, a film type temperature sensor in which a thin film thermistor is formed on an insulating film has been developed, which has excellent flexibility and can be thinned as a whole.
例えば、特許文献１には、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの表面にサーミスタ材料でパターン形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に複数の櫛部を有して互いに対向してパターン形成された一対の櫛型電極と、一対の櫛型電極に接続され絶縁性フィルムの表面にパターン形成された一対のパターン電極とを備えている。
For example, in
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来のフィルム型温度センサは、図４に示すように、薄膜サーミスタ部３が形成された絶縁性フィルム２上をポリイミド樹脂等の保護膜１０６で覆っているが、耐湿性を確保するために保護膜１０６を厚く形成すると、図５に示すように、保護膜１０６の応力によってセンサ全体が沿ってしまうという不都合があった。特に、長尺状の絶縁性フィルム２で形成された温度センサでは、この傾向が顕著になってしまう。
The above-mentioned conventional technique has the following problems.
As shown in FIG. 4, the conventional film-type temperature sensor covers the
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、十分な耐湿性を有していると共に反りが生じ難い温度センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature sensor that has sufficient moisture resistance and is less likely to warp.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る温度センサは、絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの一方の面にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、前記薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に互いに対向して形成された一対の対向電極と、一端が前記一対の対向電極に接続され前記絶縁性フィルムの一方の面に形成された一対のパターン電極と、少なくとも前記薄膜サーミスタ部の直上を覆って前記絶縁性フィルム上に形成された保護膜とを備え、前記薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の前記保護膜が、前記保護膜の他の部分よりも厚く形成されていることを特徴とする。 The present invention adopts the following configurations in order to solve the above problems. That is, the temperature sensor according to the first invention, an insulating film, a thin film thermistor portion formed of a thermistor material on one surface of the insulating film, and at least one of above and below the thin film thermistor portion to each other. A pair of counter electrodes formed to face each other, a pair of pattern electrodes having one end connected to the pair of counter electrodes and formed on one surface of the insulating film, and at least covering just above the thin film thermistor portion. A protective film formed on the insulating film, and the protective film immediately above and around the thin film thermistor portion is formed thicker than other portions of the protective film.
本発明の温度センサでは、薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の保護膜が、保護膜の他の部分よりも厚く形成されているので、薄膜サーミスタ部への水分の浸透を厚い保護膜によって防ぐことができると共に、他の部分の保護膜が薄いことで、保護膜の応力による全体の反りを抑制することができる。 In the temperature sensor of the present invention, since the protective film immediately above and around the thin film thermistor portion is formed thicker than the other portions of the protective film, the thick protective film prevents the permeation of water into the thin film thermistor portion. In addition to the above, since the protective film of the other portion is thin, it is possible to suppress the entire warpage due to the stress of the protective film.
第２の発明に係る温度センサは、第１の発明において、前記薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の前記保護膜が、第１層と第２層との積層で構成され、前記他の部分の前記保護膜が、第１層又は第２層のみで構成されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の保護膜が、第１層と第２層との積層で構成され、前記他の部分の保護膜が、第１層又は第２層のみで構成されているので、第１層と第２層との厚さを調整することで、薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の保護膜厚さと、前記他の部分の保護膜厚さとを容易に設定可能である。
A temperature sensor according to a second aspect of the present invention is the temperature sensor according to the first aspect, wherein the protective film immediately above and around the thin film thermistor portion is formed by stacking a first layer and a second layer, and It is characterized in that the protective film is composed of only the first layer or the second layer.
That is, in this temperature sensor, the protective film immediately above and around the thin film thermistor portion is formed by stacking the first layer and the second layer, and the protective film of the other portion is the first layer or the second layer. Since it is composed of only the first and second layers, it is easy to adjust the thickness of the first layer and the second layer so that the protective film thickness immediately above and around the thin film thermistor part and the protective film thickness of the other parts can be easily adjusted. Can be set to.
第３の発明に係る温度センサは、第１又は第２の発明において、前記絶縁性フィルムが、長尺状とされ、前記絶縁性フィルムの延在方向の少なくとも中央部上に、前記保護膜が無い領域が設けられていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、絶縁性フィルムの延在方向の少なくとも中央部上に、保護膜が無い領域が設けられているので、絶縁性フィルムの中央部において保護膜による応力が低減されることで、絶縁性フィルムの延在方向における反りを効果的に抑制することができる。
A temperature sensor according to a third invention is the temperature sensor according to the first or second invention, wherein the insulating film has a long shape, and the protective film is provided on at least a central portion in an extending direction of the insulating film. It is characterized in that a non-existing region is provided.
That is, in this temperature sensor, since the region without the protective film is provided on at least the central portion in the extending direction of the insulating film, the stress due to the protective film is reduced in the central portion of the insulating film. The warp of the insulating film in the extending direction can be effectively suppressed.
第４の発明に係る温度センサは、第３の発明において、前記薄膜サーミスタ部が、前記絶縁性フィルムの一端側に配されていると共に、一対の前記パターン電極が、前記絶縁性フィルムの他端側まで延在して配されて他端にパッド部を有し、前記パッド部を除いて前記パターン電極上に前記保護膜が形成されていると共に、一対の前記パターン電極の間に、前記保護膜が無い領域が前記絶縁性フィルムに沿って設けられていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、パッド部を除いてパターン電極上に保護膜が形成されているので、パッド部を除くパターン電極が保護膜によって保護されると共に、保護膜が無い領域が絶縁性フィルムに沿って設けられているので、絶縁性フィルムの延在方向における保護膜の応力をさらに低減して、より反りの発生を防ぐことができる。
A temperature sensor according to a fourth invention is the temperature sensor according to the third invention, wherein the thin film thermistor portion is disposed on one end side of the insulating film, and the pair of pattern electrodes is the other end of the insulating film. And a pad portion at the other end, the protective film is formed on the pattern electrode except the pad portion, and the protective film is provided between the pair of pattern electrodes. A region without a film is provided along the insulating film.
That is, in this temperature sensor, since the protective film is formed on the pattern electrode except the pad portion, the pattern electrode excluding the pad portion is protected by the protective film, and the area without the protective film becomes the insulating film. Since it is provided along the insulating film, the stress of the protective film in the extending direction of the insulating film can be further reduced, and the occurrence of warpage can be further prevented.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサによれば、薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の保護膜が、保護膜の他の部分よりも厚く形成されているので、薄膜サーミスタ部への水分の浸透を厚い保護膜によって防ぐことができると共に、他の部分の保護膜が薄いことで、保護膜の応力による全体の反りを抑制することができる。
したがって、本発明の温度センサによれば、反り難く安定した取り付け等が可能であると共に、耐湿性が求められる複写機やプリンタ等の定着ローラの温度測定用センサとして好適である。
The present invention has the following effects.
That is, according to the temperature sensor of the present invention, since the protective film immediately above and around the thin film thermistor portion is formed to be thicker than the other portions of the protective film, the penetration of moisture into the thin film thermistor portion is increased. This can be prevented by the protective film, and the thinning of the protective film in other portions can suppress the entire warpage due to the stress of the protective film.
Therefore, the temperature sensor of the present invention is suitable as a sensor for measuring the temperature of a fixing roller of a copying machine or a printer, which is resistant to warping, can be stably attached, and requires moisture resistance.
以下、本発明に係る温度センサにおける一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of the temperature sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In addition, in some of the drawings used in the following description, the scale is appropriately changed as necessary in order to make each unit recognizable or easily recognizable.
本実施形態の温度センサ１は、図１から図３に示すように、絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルム２の一方の面（表面）にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部３と、薄膜サーミスタ部３の上に互いに対向して形成された一対の対向電極４と、一端が一対の対向電極４に接続され絶縁性フィルム２の一方の面に形成された一対のパターン電極５と、少なくとも薄膜サーミスタ部３の直上を覆って絶縁性フィルム２上に形成された保護膜６とを備えている。
なお、本発明では、絶縁性フィルム２の一方の面側を、表面側又は上面側として記載している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
In the present invention, one surface side of the
上記薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲の保護膜６は、保護膜６の他の部分よりも厚く形成されている。
すなわち、薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲の保護膜６は、第１層６ａと第２層６ｂとの積層で構成され、前記他の部分の保護膜６が、第１層６ａのみで構成されている。
The
That is, the
上記第１層６ａは、絶縁性フィルム２上に直接成膜されており、第２層６ｂは、薄膜サーミスタ部３直上及びその周囲の第１層６ａ上に積層されている。この第２層６ｂは、矩形状の薄膜サーミスタ部３の周囲も含めて薄膜サーミスタ部３の直上を第１層６ａを介して覆うように薄膜サーミスタ部３よりも大きい矩形状に成膜されている。
上記保護膜６は、例えばポリイミド樹脂で形成されている。
The
The
上記絶縁性フィルム２は、長尺状とされ、絶縁性フィルム２の延在方向の少なくとも中央部上に保護膜６が無い領域６ｃが設けられている。なお、図１において、保護膜６にハッチングを施して図示している。
上記薄膜サーミスタ部３は、絶縁性フィルム２の一端側に配されていると共に、一対のパターン電極５が、絶縁性フィルム２の他端側まで延在して配されて他端にパッド部５ａを有している。
The
The thin film
上記パッド部５ａを除いてパターン電極５上に保護膜６が形成されていると共に、一対のパターン電極５の間に、保護膜６が無い領域６ｃが絶縁性フィルム２に沿って設けられている。
すなわち、保護膜６が無い領域６ｃは、一対のパターン電極５の間であって第２層６ｂとパッド部５ａとの間にパターン電極５に沿って第１層６ａに空けられた長孔部である。
A
That is, the
上記一対の対向電極４は、薄膜サーミスタ部３の上に互いに対向して櫛型状にパターン形成された複数の櫛部４ａを有している。
上記パッド部５ａは、リード線等を接続するために中央部のパターン電極５よりも幅広に形成された端子部である。
なお、パッド部５ａ上には、保護膜６が形成されていない。
The pair of
The
The
上記絶縁性フィルム２は、長方形の帯状とされ、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで帯状に形成されている。なお、絶縁性フィルム２としては、他にＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート，ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート等でも作製できるが、定着ローラの温度測定用としては、最高使用温度が２３０℃と高いためポリイミドフィルムが望ましい。
The
上記薄膜サーミスタ部３は、絶縁性フィルム２の一端側に配され、例えばＴｉＡｌＮのサーミスタ材料で形成されている。特に、薄膜サーミスタ部３は、一般式：ＴｉｘＡｌｙＮｚ（０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９５、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。
上記対向電極４及びパターン電極５は、薄膜サーミスタ部３上に形成された膜厚５〜１００ｎｍのＣｒ又はＮｉＣｒの接合層と、該接合層上にＡｕ等の貴金属で膜厚５０〜１０００ｎｍ形成された電極層とを有している。
The thin film
The
上記保護膜６は、まず絶縁性フィルム２上にパッド部５ａ及び上記領域６ｃを除いてポリイミド樹脂をスクリーン印刷して第１層６ａを形成する。次に、薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲を覆うようにして絶縁性フィルム２の一端側の第１層６ａ上に矩形状の第２層６ｂをスクリーン印刷で積層する。これによって、薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲では、第１層６ａと第２層６ｂとの厚い保護膜６が得られ、他の部分は第１層６ａのみの薄い保護膜６となると共に、領域６ｃには保護膜６が形成されない。
The
なお、保護膜６の他の成膜例として、まず薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲を覆うようにして絶縁性フィルム２上にポリイミド樹脂をスクリーン印刷して矩形状の第１層を形成し、その後に絶縁性フィルム２上にパッド部５ａ及び上記領域６ｃを除いてポリイミド樹脂をスクリーン印刷して第２層を形成しても構わない。この場合も、薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲には、第１層と第２層との積層からなる保護膜６が形成され、他の部分は第２層のみの薄い保護膜６となる。
As another example of forming the
このように本実施形態の温度センサ１では、薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲の保護膜６が、保護膜６の他の部分よりも厚く形成されているので、薄膜サーミスタ部３への水分の浸透を厚い保護膜６（第１層６ａ＋第２層６ｂ）によって防ぐことができると共に、他の部分の保護膜６（第１層６ａ）が薄いことで、保護膜６の応力による全体の反りを抑制することができる。
As described above, in the
また、薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲の保護膜６が、第１層６ａと第２層６ｂとの積層で構成され、前記他の部分の保護膜６が、第１層６ａのみで構成されているので、第１層６ａと第２層６ｂとの厚さを調整することで、薄膜サーミスタ部３の直上及びその周囲の保護膜厚さと、前記他の部分の保護膜厚さとを容易に設定可能である。
Further, the
また、絶縁性フィルム２の延在方向の少なくとも中央部上に、保護膜６が無い領域６ｃが設けられているので、絶縁性フィルム２の中央部において保護膜６による応力が低減されることで、絶縁性フィルム２の延在方向における反りを効果的に抑制することができる。
Further, since the
さらに、パッド部５ａを除いてパターン電極５上に保護膜６が形成されているので、パッド部５ａを除くパターン電極５が保護膜６によって保護されると共に、保護膜６が無い領域６ｃが絶縁性フィルム２に沿って設けられているので、絶縁性フィルム２の延在方向における保護膜６の応力をさらに低減して、より反りの発生を防ぐことができる。
Further, since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、薄膜サーミスタ部の上に一対の対向電極を形成しているが、薄膜サーミスタ部の下、すなわち絶縁性フィルムの一方の面上に一対の対向電極を形成し、その上に薄膜サーミスタ部を形成しても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, a pair of counter electrodes is formed on the thin film thermistor portion, but a pair of counter electrodes is formed on the lower surface of the thin film thermistor portion, that is, on one surface of the insulating film. A thin film thermistor portion may be formed on the.
１…温度センサ、２…絶縁性フィルム、３…薄膜サーミスタ部、４…対向電極、５…パターン電極、６…保護膜、６ａ…第１層、６ｂ…第２層、６ｃ…保護膜が無い領域 1... Temperature sensor, 2... Insulating film, 3... Thin film thermistor part, 4... Counter electrode, 5... Pattern electrode, 6... Protective film, 6a... 1st layer, 6b... 2nd layer, 6c... No protective film region
Claims (4)
前記絶縁性フィルムの一方の面にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、
前記薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に互いに対向して形成された一対の対向電極と、
一端が前記一対の対向電極に接続され前記絶縁性フィルムの一方の面に形成された一対のパターン電極と、
前記絶縁性フィルム上の前記薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲を覆った状態で前記絶縁性フィルム上の他の部分にも形成された保護膜とを備え、
前記薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の前記保護膜が、前記保護膜の他の部分よりも厚く形成されていることを特徴とする温度センサ。 An insulating film,
A thin film thermistor portion formed of a thermistor material on one surface of the insulating film,
A pair of counter electrodes formed at least one of above and below the thin film thermistor portion so as to face each other,
A pair of pattern electrodes formed on one surface of the insulating film, one end of which is connected to the pair of counter electrodes,
A protective film formed also on other portions of the insulating film in a state of directly covering the thin film thermistor portion on the insulating film and covering the periphery thereof ,
The temperature sensor characterized in that the protective film immediately above and around the thin film thermistor portion is formed thicker than other portions of the protective film.
前記薄膜サーミスタ部の直上及びその周囲の前記保護膜が、第１層と第２層との積層で構成され、
前記他の部分の前記保護膜が、第１層又は第２層のみで構成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1,
The protective film immediately above and around the thin film thermistor portion is formed by stacking a first layer and a second layer,
The temperature sensor, wherein the protective film of the other portion is composed of only a first layer or a second layer.
前記絶縁性フィルムが、長尺状とされ、
前記絶縁性フィルムの延在方向の少なくとも中央部上に、前記保護膜が無い領域が設けられていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1 or 2,
The insulating film has a long shape,
A temperature sensor, wherein a region without the protective film is provided on at least a central portion in the extending direction of the insulating film.
前記薄膜サーミスタ部が、前記絶縁性フィルムの一端側に配されていると共に、一対の前記パターン電極が、前記絶縁性フィルムの他端側まで延在して配されて他端にパッド部を有し、
前記パッド部を除いて前記パターン電極上に前記保護膜が形成されていると共に、一対の前記パターン電極の間に、前記保護膜が無い領域が前記絶縁性フィルムに沿って設けられていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 3,
The thin film thermistor part is arranged on one end side of the insulating film, and the pair of pattern electrodes is arranged to extend to the other end side of the insulating film and has a pad part on the other end. Then
The protective film is formed on the pattern electrode except the pad portion, and between the pair of pattern electrodes, a region without the protective film is provided along the insulating film. Characteristic temperature sensor.
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