(57)【要約】  検知対象物の測定部を効果的に特定でき、小型化が可能な表面実装型の赤外線温度センサを提供する。  表面実装型の赤外線温度センサ１であって、一面側に開口部２１ａを有し、赤外線を導くように形成された導光部２１と、一面側に遮蔽壁２２ａを有し、赤外線を遮蔽するように形成された遮蔽部２２とを備えた熱伝導性を有する本体２と、前記本体２の他面側に配設された基板３と、前記基板３上に配置され、前記導光部２１に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子４と、前記基板３上に、前記赤外線検知用感熱素子４と離間して配置され、前記遮蔽部２２に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子５と、前記基板２上に形成され、前記赤外線検知用感熱素子４及び前記温度補償用感熱素子５に接続された配線パターン３１と、前記配線パターン３１に接続されるとともに、前記基板３上の端部側に形成された実装用端子３２とを備えている。
2016152220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型の赤外線温度センサであって、
一面側に開口部を有し、赤外線を導くように形成された導光部と、一面側に遮蔽壁を有し、赤外線を遮蔽するように形成された遮蔽部とを備えた熱伝導性を有する本体と、
前記本体の他面側に配設された基板と、
前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、
前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間して配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、
前記基板上に形成され、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンと、
前記配線パターンに接続されるとともに、前記基板上の端部側に形成された実装用端子と、
を具備することを特徴とする赤外線温度センサ。
【請求項２】
前記本体の他面側における内部には、収容空間部が形成されており、前記基板は、前記収容空間部の内壁に沿って配設されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線温度センサ。
【請求項３】
前記本体の他面側は、平面状の平面状部となっており、前記基板は、前記平面状部に沿って配設されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線温度センサ。
【請求項４】
前記基板は、本体に押し当て加工によって配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項５】
前記基板は、本体に溶着によって配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項６】
前記基板は、本体にろう接、接着又は粘着によって配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項７】
前記基板は、本体に熱溶着可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項８】
蓋部材が前記基板と対向して他面側に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項９】
前記蓋部材は、内面の少なくとも基板と対向する一部の面が赤外線反射面となっていることを特徴とする請求項８に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１０】
前記本体は、金属材料からなり、酸化処理により酸化膜が形成されて少なくとも前記導光部が黒体化されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１１】
前記遮蔽部には、密閉的な空間部が形成されており、この空間部と外部との通気性を許容する通気部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１２】
前記導光部と遮蔽部とは、導光部と遮蔽部との境界を中心として略対称の形態に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１３】
前記導光部及び遮蔽部の他面側の開口を除いた本体における区画壁が、基板上に連続的又は部分的に接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１４】
前記本体は、前記開口部が表面から突出しないとともに、少なくとも前記導光部が黒体化されており、かつ１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１５】
前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子を接続するための前記配線パターンは、互いに略平行に並べられて配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１６】
前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子は、金属酸化物又は金属窒化物を含有するセラミックス半導体で形成されたサーミスタ素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１７】
前記実装用端子が接続される接続端子を有する実装基板と、
この実装基板に実装された請求項１乃至請求項１６に記載のいずれか一の赤外線温度センサと、
を具備することを特徴とする回路基板。
【請求項１８】
前記実装基板は、キャビティ構造であることを特徴とする請求項１７に記載の回路基板。
【請求項１９】
前記実装基板において、少なくとも基板と対向する一部の面に赤外線反射面が形成されていることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の回路基板。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１６のいずれか一に記載された赤外線温度センサが備えられていることを特徴とする赤外線温度センサを用いた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知対象物からの赤外線を検知して、検知対象物の温度を測定する表面実装型の赤外線温度センサ、この赤外線温度センサが実装された回路基板及び赤外線温度センサを用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、複写機の定着装置に用いられる加熱定着ローラ等の検知対象物の温度を測定する温度センサとして、検知対象物からの赤外線を非接触で検知して、検知対象物の温度を測定する赤外線温度センサが使用されている。【０００３】
このような赤外線温度センサは、周囲温度の変化を補償するため、赤外線検知用感熱素子の他に温度補償用感熱素子が設けられている。また、赤外線温度センサは、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子に接続されて外部に導出されたリード線を有して、検知対象物に対向して配置されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に示された赤外線温度センサは、表面実装に適合した構造ではないため、表面実装のニーズに対応できないという課題がある。
一方、表面実装のニーズに対応すべく、表面実装型の赤外線温度センサが提案されている（特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５６２８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３２１３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０２７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２及び特許文献３に示された赤外線温度センサでは、以下のような課題が生じる。【０００６】
（１）検知対象物の測定部を特定するための光学的機能（例えば、赤外線の導光部）が存在しないので、実際には別途、集光レンズや反射鏡等の光学的手段を付加しないと使用が困難である。【０００７】
（２）筐体（ケース）は、樹脂製であり、熱伝導性の低い材料から形成されているため、周囲空気等の外乱によって、筐体の温度が均一になりにくく、温度むらが発生しやすい。
（３）感熱素子に対向して、赤外線吸収膜や赤外線反射膜を用いるため、これらは汚れに対して機能が劣化しやすく、信頼性が低下する。
（４）実装用端子を樹脂製の筐体の外側面から底面側へ引き出し導出させる構成であり、構成が複雑化する可能性がある。【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、検知対象物の測定部を効果的に特定できるとともに小型化が可能な表面実装型の赤外線温度センサ、この赤外線温度センサが実装された回路基板及び赤外線温度センサを用いた装置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】
【０００９】
請求項１に記載の赤外線温度センサは、表面実装型の赤外線温度センサであって、一面側に開口部を有し、赤外線を導くように形成された導光部と、一面側に遮蔽壁を有し、赤外線を遮蔽するように形成された遮蔽部とを備えた熱伝導性を有する本体と、前記本体の他面側に配設された基板と、前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間して配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、前記基板上に形成され、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンと、前記配線パターンに接続されるとともに、前記基板上の端部側に形成された実装用端子と、を具備することを特徴とする。【００１０】
本体は、熱伝導性を備えていれば格別その材料が限定されるものではない。例えば、金属材料や熱伝導性のフィラーを含有した樹脂を用いることができる。また、基板には、フレキシブル配線基板やリジット配線基板を用いることができる。特定の形式の配線基板に限定されるものではない。
本体への基板の配設は、押し当て加工、溶着、ろう接、接着や粘着等によって行うことができる。配設手段が格別限定されるものではない。【００１１】
赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子としては、セラミックス半導体で形成されたチップサーミスタが好適に用いられるが、これに限らず、熱電対や測温抵抗体等を用いることができる。さらに、配線パターンのパターン形態は、格別限定されるものではなく、例えば、直線状やミアンダ状等、設計に応じて適宜採用することができる。
また、実装用端子が形成される基板上の端部側は、最端部のみならず、最端部周囲の一定の範囲を含むことを意味している。【００１２】
請求項２に記載の赤外線温度センサは、請求項１に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体の他面側における内部には、収容空間部が形成されており、前記基板は、前記収容空間部の内壁に沿って配設されていることを特徴とする。【００１３】
請求項３に記載の赤外線温度センサは、請求項１に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体の他面側は、平面状の平面状部となっており、前記基板は、前記平面状部に沿って配設されていることを特徴とする。【００１４】
請求項４に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体に押し当て加工によって配設されていることを特徴とする。【００１５】
請求項５に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体に溶着によって配設されていることを特徴とする。【００１６】
請求項６に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体にろう接、接着又は粘着によって配設されていることを特徴とする。【００１７】
請求項７に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体に熱溶着可能な材料で形成されていることを特徴とする。【００１８】
請求項８に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、蓋部材が前記基板と対向して他面側に配置されることを特徴とする。【００１９】
請求項９に記載の赤外線温度センサは、請求項８に記載の赤外線温度センサにおいて、前記蓋部材は、内面の少なくとも基板と対向する一部の面が反射面となっていることを特徴とする。【００２０】
請求項１０に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体は、金属材料からなり、酸化処理により酸化膜が形成されて少なくとも前記導光部が黒体化されていることを特徴とする。【００２１】
請求項１１に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記遮蔽部には、密閉的な空間部が形成されており、この空間部と外部との通気性を許容する通気部が設けられていることを特徴とする。【００２２】
請求項１２に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記導光部と遮蔽部とは、導光部と遮蔽部との境界を中心として略対称の形態に形成されていることを特徴とする。【００２３】
請求項１３に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記導光部及び遮蔽部の他面側の開口を除いた本体における区画壁が、基板上に連続的又は部分的に接触していることを特徴とする。【００２４】
請求項１４に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１３のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体は、前記開口部が表面から突出しないとともに、少なくとも前記導光部が黒体化されており、かつ１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することを特徴とする。【００２５】
請求項１５に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１４のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子を接続するための前記配線パターンは、互いに略平行に並べられて配設されていることを特徴とする。【００２６】
請求項１６に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１５のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子は、金属酸化物又は金属窒化物を含有するセラミックス半導体で形成されたサーミスタ素子であることを特徴とする。【００２７】
請求項１７に記載の回路基板は、前記実装用端子が接続される接続端子を有する実装基板と、この実装基板に実装された請求項１乃至請求項１６に記載のいずれか一の赤外線温度センサと、を具備することを特徴とする。
請求項１８に記載の回路基板は、請求項１７に記載の回路基板において、前記実装基板は、キャビティ構造であることを特徴とする。
基板の材質は、ガラスエポキシ基板等が一般的に用いられるが、アルミ二ウム、銅等の熱伝導の良好な金属基板が望ましい。【００２８】
請求項１９に記載の回路基板は、請求項１７又は請求項１８に記載の回路基板において、前記実装基板には、少なくとも基板と対向する一部の面に赤外線反射面が形成されていることを特徴とする。【００２９】
赤外線反射面の形成は、基板がアルミニウム基板の場合、そのアルミ表面を用いてもよいし、銅基板の場合には、ニッケル又は金めっき等の赤外線反射膜を形成するようにしてもよい。また、銅又は鉄材のインレイ材にニッケル又は金めっき等の赤外線反射膜を形成して対向する面を赤外線反射面として形成してもよい。【００３０】
請求項２０に記載の赤外線温度センサを用いた装置は、請求項１乃至請求項１６のいずれか一に記載された赤外線温度センサが備えられていることを特徴とする。【００３１】
赤外線温度センサは、例えば、複写機の定着装置、バッテリーユニット、コンデンサ、ＩＨクッキングヒータ、冷蔵庫の庫内物品等の温度検知のため各種装置に備えられ適用することができる。格別適用される装置が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、検知対象物の測定部を効果的に特定できるとともに小型化が可能な表面実装型の赤外線温度センサ、この赤外線温度センサが実装された回路基板及び赤外線温度センサを用いた装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る赤外線温度センサを示す斜視図である。
【図２】同赤外線温度センサを示す平面図である。
【図３】同赤外線温度センサを示す背面図である。
【図４】図２中、Ａ―Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図２中、Ｂ―Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】図２中、Ｃ―Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】図６中、Ｘ―Ｘ線に沿う本体の断面図である。
【図８】図８（ａ）は本体の背面側に蓋部材を設けたものであり、図５に相当する断面図、（ｂ）は蓋部材を示す斜視図である（変形例１）。
【図９】外部との通気を許容する通気部を設けたものであり、図６に相当する断面図である（変形例２）。
【図１０】配線パターンを示す平面図である（変形例３）。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る赤外線温度センサを分解して示す斜視図である。
【図１２】同赤外線温度センサを分解して背面側から見て示す斜視図である。
【図１３】同赤外線温度センサを示す平面図である。
【図１４】同赤外線温度センサを示し、図６に相当する断面図である。
【図１５】図１４中、Ｘ―Ｘ線に沿う本体の断面図である。
【図１６】接着シートを示す平面図である。
【図１７】同赤外線温度センサの異なる例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の第１の実施形態に係る赤外線温度センサについて図１乃至図１０を参照して説明する。図１は赤外線温度センサを示す斜視図、図２は赤外線温度センサを示す平面図、図３は赤外線温度センサを示す背面図である。図４は図２中、Ａ―Ａ線に沿う断面図、図５は図２中、Ｂ―Ｂ線に沿う断面図、図６は図２中、Ｃ―Ｃ線に沿う断面図である。また、図７は図６中、Ｘ―Ｘ線に沿う本体の断面図である。さらに、図８乃至図１０は変形例を示している。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３５】
図１乃至図７に示すように、赤外線温度センサ１は、本体２と、基板３と、この基板３上に配設された赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５と、同様に基板３上形成された配線パターン３１及び実装用端子３２とを備えている。赤外線温度センサ１は、表面実装型であり、表面実装に適するように構成されている。
【００３６】
本体２は、熱伝導性を有する金属材料、例えば、鉄によって略直方体形状に形成されており、導光部２１及び遮蔽部２２と、収容空間部２３とを有している。本体２は、縦方向の長さ寸法及び横方向の長さ寸法が８ｍｍ〜１３ｍｍ、高さ寸法が２ｍｍ〜５ｍｍの小型化されたサイズからなっている。
【００３７】
また、本体２は、その全体が熱処理によって酸化され黒体化されている。具体的には、本体２を４００℃〜１０００℃程度の高温で熱処理することにより、本体２の表面に酸化膜が形成され、黒化処理される。この酸化膜の膜厚寸法は、１０μｍ以下に形成することが好ましく、具体的には３μｍに形成されている。放射率は、０．８以上が好ましく、前記黒化処理により０．８〜０．９５の放射率を得ることができる。
【００３８】
なお、本体２を形成する材料は、少なくとも１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するものであれば、格別限定されるものではない。例えば、樹脂にカーボン、金属、セラミック等のフィラーを含有させた材料、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、マンガン、銅、チタン及びモリブデン等の金属材料並びにこれらの金属を含む合金、金属材料に黒色塗装を施した材料、セラミック等を用いることができる。また、樹脂自身の放射率は高いので、樹脂の表面は黒体化されるようになる。
【００３９】
本体２には、導光部２１と遮蔽部２２とが形成されており、導光部２１は、本体２の一面側（前面側）に開口部２１ａを有し、赤外線を導くように形成されている。遮蔽部２２は、一面側（前面側）に遮蔽壁２２ａを有し、赤外線を遮蔽するように形成されている。
【００４０】
導光部２１は、開口部２１ａが前面側から背面側にわたって貫通する筒状の貫通孔として、背面側が開口して形成されており、その導光部２１の内周面は、既述のように酸化され黒体化されている。この開口部２１ａは、本体２の表面から突出しないように形成されており、横長であって隅丸の略長方形状であり、長手方向の長さ寸法が３ｍｍ〜６ｍｍ、具体的には６ｍｍに形成されており、短手方向の長さ寸法が１ｍｍ〜２．５ｍｍ、具体的には２ｍｍに形成されている。したがって、開口部２１ａの寸法は１ｍｍ〜６ｍｍの範囲内であり、最大寸法が６ｍｍ以下に設定されている。
【００４１】
なお、開口部２１ａの形状は、特段限定されるものではない。円形状、楕円形状や多角形状等に形成してもよい。検知対象物の測定部の形態等によって適宜選定することができる。また、本体２を酸化によって黒化処理しない場合には、導光部２１の内周面に、必要に応じて例えば、黒色塗装やアルマイト処理等を施して赤外線吸収層を形成するようにしてもよい。
【００４２】
遮蔽部２２は、導光部２１に隣接して配置されており、導光部２１と遮蔽部２２との境界を中心軸として略対称の形態に形成されている。遮蔽部２２は、遮蔽壁２２ａを前面側に有して、背面側へ導光部２１と同一形状、つまり、開口部２１ａと同一形状の隅丸の略長方形状で延出して空間部２２ｂを形成している。この空間部２２ｂは、凹状の空洞であり、遮蔽壁２２ａと対向する背面側は開口されている。
【００４３】
すなわち、図７に代表して示すように、本体２において、遮蔽部２２における遮蔽壁２２ａを含まない部位での横断面形状が、導光部２１と遮蔽部２２との境界を中心軸Ｃとして略対称の形態となっている。換言すれば、導光部２１の開口部２１ａと遮蔽部２２の遮蔽壁２２ａの部分を除けば、導光部２１側と遮蔽部２２側とは、略同一形状に形成されている。
【００４４】
以上のように導光部２１及び遮蔽部２２は、一定の空間領域が周囲の区画壁２４によって形成されていることとなる。ここで、便宜上、導光部２１と遮蔽部２２との境界の部分の区画壁２４を中央壁２４ａ、その他区画壁２４の部分を周囲壁２４ｂとする。
【００４５】
収容空間部２３は、本体２の内部における背面側に形成されている。具体的には、収容空間部２３は、略直方体形状の凹状に形成され、導光部２１及び遮蔽部２２の背面側の開口と連通するようになっている。
【００４６】
基板３は、略長方形状に形成された赤外線を吸収する絶縁性フィルムであり、可撓性を有するフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）である。基板３は、本体２の他面側（背面側）に配設される。詳しくは、基板３は、前記収容空間部２３の内壁に沿って折り曲げられて、熱溶着されて配設される。この場合、基板３を収容空間部２３の内壁に沿う形状にフォーミング加工してもよい。
【００４７】
基板３には、絶縁性基材の一表面（図４乃至図６中、背面側）上に赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５が配設されている。また、同様に一表面上には、導体の配線パターン３１及びこの配線パターン３１に電気的に接続されるとともに端部側に位置する実装用端子３２が形成されている。
【００４８】
基板３には、ポリイミド、ポリエチレン、液晶ポリマー、フッ素、シリコン、ポリエステル、ポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の高分子材料からなる樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂にカーボンブラック又は無機顔料（クロムイエロ、弁柄、チタンホワイト、群青の１種以上）を混合分散させて略全波長の赤外線を吸収し得るような材料を用いてもよい。
【００４９】
本実施形態においては、基板３を前記収容空間部２３の内壁に沿って折り曲げて、熱溶着によって配設するため、基板３は、熱溶着が可能なポリイミド、ポリエチレン、液晶ポリマー等の材料が用いられている。
【００５０】
図２及び図３に示すように配線パターン３１は、一端側に矩形状の電極端子３１ａを有し、この電極端子３１ａから細幅のパターンがミアンダ状に延出し、他端側の終端部に矩形状の実装用端子３２、具体的には半田付け用のランドが形成されて構成されている。これと同じパターンの配線パターン３１が電極端子３１ａの相互が対向するように一対配設されて、赤外線検知用感熱素子４又は温度補償用感熱素子５が配置され接続されるようになっている。
【００５１】
したがって、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５を接続するため、２対の配線パターン３１が互いに略平行に並べられて配設されている。この赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、同一パターンの形態であり、互に接続されることなく、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを各々個別に接続している。
【００５２】
また、配線パターン３１の上には、ポリイミドフィルムに代表される樹脂フィルム、レジストインク等からなる絶縁層であるカバー層３３が形成されている。カバー層３３は、配線パターン３１を被覆するように形成されているが、電極端子３１ａ及び実装用端子３２は、カバー層３３に被覆されていない露出した部分となっている。
【００５３】
さらに、カバー層３３には、ポリイミドフィルム、レジストインクにカーボンブラック又は無機顔料（クロムイエロ、弁柄、チタンホワイト、群青の１種以上）を混合分散させて略全波長の赤外線を吸収し得るような材料を用いてもよい。カバー層３３に赤外線吸収材料を用いることで受光エネルギーが大きくなり感度の向上を図ることができる。
なお、この配線パターン３１は、説明上、図２においては基板３を透して、図３においてはカバー層３３を透して視認できる状態を鮮明化して示している。
【００５４】
このような配線パターン３１は、圧延銅箔や電解銅箔等によりパターニングされて形成されており、実装用端子３２には、接続抵抗を減らし、腐食を防止するため、ニッケルめっき、金めっきや半田めっき等のめっき処理がなされている。
【００５５】
赤外線検知用感熱素子４は、検知対象物からの赤外線を検知して、検知対象物の温度を測定する。温度補償用感熱素子５は、周囲温度を検知して、周囲温度を測定する。これら赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５は、少なくとも略等しい温度特性を有する感熱素子で構成されており、配線パターン３１の対向する電極端子３１ａ間に接続され、相互に離間して実装配置されている。
【００５６】
具体的には、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５は、両端部に端子電極が形成されたチップサーミスタである。このサーミスタとしては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、例えば、ＮＴＣ型サーミスタを採用している。
【００５７】
特に、本実施形態では、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５として、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅの金属酸化物又は金属窒化物を含有するセラミックス半導体、すなわち、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系材料で形成された薄膜サーミスタ素子を採用している。このセラミックス半導体は、温度係数であるＢ定数が高いため、赤外線を吸収する基板３の温度変化を感度よく検出することができる。
【００５８】
また、セラミックス半導体は、立方晶スピネル相を主相とする結晶構造を有していることが望ましく、この場合、異方性もなく、また、不純物層がないので、セラミックス焼結体内で電気特性のばらつきが小さく、複数の赤外線温度センサを用いる際に高精度な測定が可能になる。さらに、安定した結晶構造のため、耐環境に対する信頼性も高い。なお、セラミックス半導体としては、立方晶スピネル相からなる単相の結晶構造が最も望ましい。
【００５９】
また、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５とが、セラミックス半導体で形成された同一のウエハから得たサーミスタ素子、薄膜サーミスタの中から所定の許容誤差内の抵抗値で選別したものであることが好ましい。
【００６０】
この場合、対となる赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５とでＢ定数の相対誤差が小さくなり、同時に温度を検出する両者の温度差分を高精度に検出することができる。また、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５とについて、Ｂ定数の選別作業や抵抗値の調整工程が不要になり、生産性を向上させることができる。
【００６１】
なお、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５に用いるサーミスタ素子の構成は、例えば、バルクサーミスタ、積層サーミスタ、厚膜サーミスタ、薄膜サーミスタのいずれの構成であってもよい。
【００６２】
以上のように構成される赤外線温度センサ１は、図６に代表して示すように、赤外線検知用感熱素子４は、導光部２１に対応する位置に配設され、温度補償用感熱素子５は、遮蔽部２２に対応する位置に配設される。
【００６３】
また、本体２における区画壁２４としての中央壁２４ａ及び周囲壁２４ｂが基板３の表面上に熱結合するように接触して配置される。つまり、導光部２１及び遮蔽部２２の背面側の開口を除いた本体２における区画壁２４としての中央壁２４ａ及び周囲壁２４ｂが基板３の表面上に接触して配置される。具体的には、中央壁２４ａは、基板３の表面上における赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との境界の部分に対向して接触し、周囲壁２４ｂは、基板３の表面上における赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５の周囲の部分に対向して接触する。さらに、基板３上の端部側に形成された実装用端子３２は、本体２の周壁における背面側端部に配設される。
【００６４】
なお、区画壁２４における基板３の表面上の接触は、区画壁２４が中央壁２４ａ及び周囲壁２４ｂに亘って基板３の表面上に連続的に接触させるようにしてもよいし、部分的に接触、例えば、断続的に接触させるようにしてもよい。
【００６５】
部分的に接触させる形態の場合、基板３の表面上に、中央壁２４ａと、導光部２１及び遮蔽部２２の一側（長手方向）の周囲壁２４ｂとを接触させ、導光部２１及び遮蔽部２２の他側（短手方向）の周囲壁２４ｂとを非接触とする構成を採用することができる。加えて、導光部２１及び遮蔽部２２の他側（短手方向）の周囲壁２４ｂとを非接触とすることにより、この非接触の部分を後述する通気部９の形成に好適に利用することが可能となる。
本実施形態の本体２において、開口部２１ａは、表面から突出しないとともに、少なくとも導光部２１が黒体化されている。
【００６６】
従来における開口部が表面から突出する構造の赤外線温度センサにあっては、本体の材料は、アルミニウム、アルミ合金、亜鉛合金等の熱伝導率が９６Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが使用されていた。これは突出部があると本体に温度差が生じてしまうため、熱伝導の悪い材料が使用できなかったことによる。
【００６７】
複写機等の熱定着装置の場合、赤外線温度センサは熱源のヒートローラに対し５ｍｍ程度の極めて近距離に設置される。このような環境下で開口部が突出する構造の赤外線温度センサでは高価な熱伝導の良い材料でないと赤外線温度センサが正確に機能できないという問題があった。
【００６８】
本実施形態では、開口部２１ａが表面から突出することなく、突出部を有しないことにより、本体２の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上でも使用可能になっている。鉄、ステンレス、フィラーを含有させた熱伝導性の良い樹脂等の材料が使用可能となる。
【００６９】
主として図２に示すように、赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、略平行に並べられて配設されており、この配線パターン３１ｄｔ、３１ｃｐに対応して導光部２１と遮蔽部２２とが並設されるようになっている。このような配置とすることで赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５の距離が近くなることにより、温度補償がより確実になり正確な温度検知が可能となる。
【００７０】
図４乃至図６に示すように、このような赤外線温度センサ１は、回路基板１０としての実装基板に実装される。実装基板の表面側には、所定の配線パターンが形成され、赤外線温度センサ１の実装用端子３２が接続される接続端子１１が形成されている。したがって、赤外線温度センサ１の実装用端子３２が実装基板の接続端子１１に半田付け等によって電気的に接続される。なお、この接続手段は、格別のものに限定されるものではなく、例えば、導電性接着剤等を用いてもよく、電気的な接続が可能であれば手段は問わないものである。
【００７１】
また、実装基板の表面側であって、基板３と対向する面には赤外線反射部１２が設けられている。この赤外線反射部１２は、例えば、金属板を鏡面加工して反射面として形成したものであり、反射率が高く、８０％以上、好ましくは８５％以上の反射率となっている。したがって、反射部１２は、放射率が低く、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５への熱的影響を抑制することができ、感度の向上を図ることができる。
なお、この場合、少なくとも基板と対向する一部の面が赤外線反射面となっていれば所定の効果を発揮することができる。
【００７２】
次に、上記赤外線温度センサ１の動作について説明する。検知対象物の表面から放射された赤外線は、赤外線温度センサ１の導光部２１における開口部２１ａから入射し、導光部２１に導かれて導光部２１を通過し基板３に到達する。開口部２１ａは、視野を制限する機能を有しているので、検知対象物の測定部を効果的に特定でき検出精度を向上することが可能となる。この基板３に到達した赤外線は、基板３に吸収されて熱エネルギーに変換される。
【００７３】
変換された熱エネルギーは、基板３を通じて直下の赤外線検知用感熱素子４に伝達され、赤外線検知用感熱素子４の温度を上昇させる。赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とは、少なくともほぼ等しい温度特性を有するセラミックス半導体であり、検知対象物からの赤外線によって赤外線検知用感熱素子４の抵抗値が変化する。
【００７４】
同時に、赤外線は遮蔽部２２の遮蔽壁２２ａによって遮られるが、検知対象物からの輻射熱や周囲雰囲気温度によって本体２の温度が上昇するため、温度補償用感熱素子５の抵抗値も本体２の温度上昇に相当する抵抗値の変化を受ける。
【００７５】
この場合、本体２が金属等の熱伝導性を有する材料で形成されているので、周囲の温度変化に追従して赤外線温度センサ１の温度変化を全体として均一化することができる。また、導光部２１と遮蔽部２２とは、導光部２３と遮蔽部２２との境界を中心軸Ｃとして略対称の形態となっており、略同一形状に形成されている。さらに、赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、同一パターンの形態に形成されている。
さらにまた、本体２における中央壁２４ａ及び周囲壁２４ｂが基板３の表面上に接触している。
【００７６】
このため、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とは、周囲の温度変化に対して同じように変化し、追従性が良好で熱的外乱に対する影響を抑制することができ、検知対象物からの赤外線による温度変化を精度よく検出することが可能となる。
【００７７】
加えて、配線パターン３１ｄｔと配線パターン３１ｃｐとは、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを各々個別に接続している。したがって、配線パターン３１ｄｔと配線パターン３１ｃｐとの相互の熱的影響を軽減することができ、感度を向上することができる。
【００７８】
また、少なくとも基板３の表面上における赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との境界の部分に対向して、本体２の中央壁２４ａが接触するため、基板３の熱が中央壁２４ａに伝導される。このため、境界の部分の温度勾配を抑制でき、赤外線検知用感熱素子４側の基板３の熱が、温度補償用感熱素子５側の基板３に伝導するのを軽減して、相互の干渉を少なくすることができる。したがって、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との間で高い温度差分を得ることが可能となり、感度の向上が実現できる。
【００７９】
さらに、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との相互の熱的及び光学的な干渉が抑制されるので、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを近づけて配置することができ、全体の小型化に寄与することができる。
【００８０】
以上のように本実施形態によれば、検知対象物の測定部を効果的に特定できるとともに小型化が可能な表面実装型の赤外線温度センサ、この赤外線温度センサが実装された回路基板を提供することができる。
【００８１】
次に、本実施形態の変形例について図８乃至図１０を参照して説明する。図８（ａ）は本体の背面側に蓋部材を設けたものであり、図５に相当する断面図、図８（ｂ）は蓋部材を示す斜視図である（変形例１）。図９は基板の変形を軽減するための通気部を設けたものであり、図６に相当する断面図である（変形例２）。また、図１０は配線パターンを示す平面図である（変形例３）。
【００８２】
（変形例１）図８に示すように蓋部材８は、略直方体の箱状であって、アルミニウム等の金属材料から作られている。この蓋部材８は、基板３と対向して背面側に配置されている。蓋部材８の内面の少なくとも基板３と対向する一部の面は反射面となっていて、例えば、鏡面加工されて反射率が高く、８０％以上、好ましくは８５％以上の反射率となっている。この蓋部材８は、収容空間部２３に嵌合して取り付けられる。このため、蓋部材８は、基板３を収容空間部２３に固定する機能をも有している。
【００８３】
このように蓋部材８の内面は反射面となっているので、放射率が低く、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５への熱的影響を抑制することができ、感度の向上を図ることができる。
【００８４】
なお、既述のように導光部２１側と遮蔽部２２側とは、略同一形状に形成されているが、蓋部材８についても中心軸Ｃに対して略同一形状になるように形成されている。
【００８５】
（変形例２）図９に示すように遮蔽部２における空間部２２ｂは、背面側の開口が基板３によって閉塞され、密閉的な空間部となっている。本例においては、空間部２２ｂと外部との通気性を許容する通気部９が設けられている。具体的には、通気部９は、貫通孔であり、格別限定されるものではないが、φ０．１ｍｍ〜φ０．５ｍｍ程度に形成するのが好ましい。また、通気部として例えば、基板３と本体２との間に通気間隙を形成する場合、この間隙は、空気が通過する隙間であればよく、１μｍ以上の隙間があれば十分に空気を流通させることができる。重要なことは、密閉構造にしないことである。
したがって、空間部２２ｂに対応する基板３の部分にφ０．１ｍｍ〜φ０．５ｍｍ程度の穴を開けても同様の効果が得られる。
さらに、導光部２１側にも前記通気部９と同様な貫通孔９´を形成し、導光部２１側と遮蔽部２２側とを略対称の略同一形状に形成するのが好ましい。
【００８６】
赤外線温度センサにおいては、赤外線温度センサの周囲温度が高くなると、密閉状態とされた空間部の空気が膨張して内圧が上昇し、基板が膨らみ変形する問題が発生する。また、過度に空間部の空気が膨張すると、基板の変形により基板に配線された配線パターンが切断される等の不具合が発生する場合がある。さらに、基板が変形することによって、赤外線の入射量や基板からの放熱量が変化し、赤外線温度センサの出力が変動する問題も生じる。
【００８７】
本例においては、空間部２２ｂの内圧が上昇するような温度環境にあっても、通気部９によって外部との通気性が確保され、内圧の上昇を抑制し、基板３の変形を軽減することが可能となる。したがって、基板３の変形を軽減し、高精度化を可能にして、信頼性を確保できる赤外線温度センサ１を提供することができる。なお、通気部９は、貫通孔に限らず、溝状のものであってもよい。通気部９は、密閉的な空間部と外部とが連通するように形成されていればよく、形成位置、形状や個数等、格別限定されるものではない。
【００８８】
（変形例３）図１０に示すように、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とに各々個別に配線パターン３１ｄｔと配線パターン３１ｃｐとが接続されている。配線パターン３１は、一端側に矩形状の電極端子３１ａを有し、この電極端子３１ａから細幅のパターンが赤外線検知用感熱素子４（温度補償用感熱素子５）を囲むように周囲にミアンダ状に形成され、さらに、細幅のパターンが矩形状の実装用端子３２に向かってミアンダ状に延出して形成されている。
【００８９】
このような構成によれば、配線パターン３１の熱伝導経路が長くなるので、熱が逃げにくくなり、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５の温度が保持され、出力を大きくすることができるとともに感度の向上を図ることが可能となる。
【００９０】
なお、上述においては、基板３を本体２側における収容空間部２３の内壁に熱溶着して取り付けて配設する場合について説明したが、基板３を本体２に押し当て加工によって配設するようにしてもよい。例えば、本体２を基板３に圧接するように押し当て、基板３側を塑性変形させて接合し、配設することができる。また、接着や粘着によって配設するようにしてもよい。この場合、収容空間部２３の内壁に接着層や粘着層、例えば、接着シートや粘着シートを設けて、これらシートを介在させて基板３を貼り付けて配設することが望ましい。さらに、ろう接によって配設するようにしてもよい。
【００９１】
また、基板３は、フレキシブル配線基板を用いる場合について説明したが、リジット配線基板を用いるようにしてもよい。特定の形式の配線基板に限定されるものではない。
【００９２】
さらに、回路基板１０としての実装基板は、表面に絶縁層を有するアルミニウムや銅等の金属基板を使用してもよい。この場合、実装基板は熱伝導性が高いので、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５は、周囲の温度変化に対して一層追従性が良好となり、熱的外乱に対する影響を抑制することができる。
【００９３】
加えて、実装基板において、赤外線温度センサ１を実装する範囲に対応して、少なくともその範囲の一部の表面を反射率の高い赤外線反射面、例えば、鏡面部として形成したものを用いてもよい。この場合、蓋部材８を省略することが可能となり、鏡面部によって蓋部材８の反射面と同様な機能を果たすことができ、感度の向上を図ることが可能となる。
【００９４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る赤外線温度センサについて図１１乃至図１６を参照して説明する。図１１は赤外線温度センサを分解して示す斜視図、図１２は赤外線温度センサを分解して背面側から見て示す斜視図、図１３は赤外線温度センサを示す平面図である。図１４は赤外線温度センサを示し、図６に相当する断面図であり、図１５は図１４中、Ｘ―Ｘ線に沿う本体の断面図である。また、図１６は、接着シートを示す平面図である。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９５】
本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、本体２は、熱伝導性を有する金属材料によって略直方体形状に形成されている。そして、本体２全体が熱処理によって酸化されて黒体化され、導光部２１及び遮蔽部２２とを有しているが、収容空間部は形成されていない。したがって、本体２の他面側（背面側）は、導光部２１及び遮蔽部２２が開口した平面状の平面状部となっている。
【００９６】
また、基板３は、厚さ寸法が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの矩形状に形成された平板状のリジット配線基板である。基板３は、本体２の他面側（背面側）の外形と略同一の外形を有し、本体２の背面側の平面状部に沿って配設される。具体的には、第１の実施形態と同様に、基板３は、本体２の背面側に熱溶着、ろう接、接着や粘着等の手段によって取り付けられる。
【００９７】
図１２に示すように、本実施形態における基板３の本体２の背面側への配設は、接着シート３４を本体２の背面側へ貼り付け、この接着シート３４に基板３を貼り付けて行われる。つまり、基板３は、本体２の背面側と基板３との間に接着シート３４を介在させて取り付けられる。接着シート３４は具体的には、図１６に示すように本体２の背面側の外形と略同一の外形を有し、中央部が導光部２１及び遮蔽部２２の背面側の開口に対応して切り欠かれている。なお、接着シートに替えて粘着シートを用いてもよい。
【００９８】
基板３には、絶縁性基材の一表面上に赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５が配設されている。同様に一表面上には、導体の配線パターン３１及びこの配線パターン３１に電気的に接続されるとともに端部側に位置する実装用端子３２が形成されている。
【００９９】
図１１乃至図１４に代表して示すように、本体２には収容空間部が形成されていない。このため、本体２の背面側は平面状となっていて、この平面状部に導光部２１及び遮蔽部２２が開口して現れるようになる（図１２参照）。したがって、平板状の基板３が前記本体２の背面側の平面状部に配設されるようになる。
【０１００】
基板３は、平板状のリジット配線基板であり、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ樹脂）及びシリコーン樹脂材料等からなる絶縁性基材と、この絶縁性基材の表面に形成された導体の配線パターン３１とを備えている。また、配線パターン３１の上には、絶縁層であるレジスト層３３が積層されている。さらに、配線パターン３１の両端部には、レジスト層３３が積層されておらず、つまり、レジスト層３３に被覆されていない露出した電極端子３１ａ及び実装用端子３２が形成されている。なお、電極端子３１ａは、赤外線検知用感熱素子４又は温度補償用感熱素子５の端子電極が接続される一部分のみが、レジスト層３３に被覆されていない露出した部分となっている。
【０１０１】
配線パターン３１は、一端側に略長方形状の電極端子３１ａを有し、この電極端子３１ａから細幅のパターンが直線状に延出し、他端側の終端部に矩形状の実装用端子３２が形成されて構成されている。これと同じパターンの配線パターン３１が電極端子３１ａの相互が対向するように一対配設されて、赤外線検知用感熱素子４又は温度補償用感熱素子５が配置され接続されている。
【０１０２】
したがって、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５を接続するため、２対の配線パターン３１が略平行に並べられて配設されている。この赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、同一パターンの形態であり、互に接続されることなく、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを各々個別に接続している。
【０１０３】
なお、この配線パターン３１は、説明上、図１１においては絶縁性基材を透して、図１２においてはレジスト層３３を透して視認できる状態を鮮明化して示している。
【０１０４】
図１４に示すように赤外線温度センサ１は、回路基板１０としての実装基板に実装される。この実装基板は、金属基板であり、例えば、アルミニウム材料からなる金属製の基材１３に、ガラスエポキシ樹脂、ガラスコンポジット材料等からなる絶縁性基材１４が積層されて形成されている。そして、絶縁性基材１４における基板３と対向する部分には孔が形成され、この孔によって金属製の基材１３との間にキャビティ１５が形成されている。さらに、基板３と対向する金属製の基材１３の表面は、反射面１６として形成されている。この反射面１６は、前述と同様に、反射率が高く、８０％以上、好ましくは８５％以上の反射率となっている。このように実装基板には、例えば、図示していないがキャビティ構造の銅インレイ基板が用いられている。なお、キャビティ１５に前述の蓋部材８を配置することを妨げるものではない。
【０１０５】
さらに、前述の第１の実施形態における（変形例２）で説明したように、遮蔽部２における空間部２２ｂは、背面側の開口が基板３によって閉塞され、密閉的な空間部となっているが、空間部２２ｂと外部との通気性を許容する通気部９を設けるのが望ましい。具体的には、導光部２１と遮蔽部２２との境界の部分の区画壁２４における中央壁２４ａと基板３との間に通気部９として隙間が形成されている。この隙間は、１μｍ以上あれば十分に空気を流通させることができる。
【０１０６】
また、図１７に示すように赤外線温度センサ１をシールドを施した基板３に実装するようにしてもよい。本例の赤外線温度センサ１においては、基板３上の前面側に赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５が配置されているものであり、赤外線検知用感熱素子４が導光部２１に対応する位置に配設され、温度補償用感熱素子５が遮蔽部２２に対応する位置に配設されている。
【０１０７】
基板３は、平板状のリジット配線基板であり、絶縁性基材と、この絶縁性基材の表面に形成された導体の配線パターン３１及びこの配線パターン３１に電気的に接続されるとともに端部側に位置する実装用端子３２とを備えている。さらに、配線パターン３１の上には、絶縁層であるレジストインク等のレジスト層３３が積層されている。なお、実装用端子３２は、レジスト層３３に被覆されていない露出した部分となっている。
【０１０８】
基板３の背面側には、シールドリング１７が設けられており、基板３を含んでシールドリング１７の外周にめっきが施され、めっき部１８が形成されている。このめっき部１８により赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５はシールドされた状態となる。
【０１０９】
さらに、めっき部１８は、実装用端子３２と接続されていて、シールドリング１７の背面側に導出されており、実装用端子３２を図示しない回路基板の接続端子に電気的に接続できるように構成されている。このシールドリング１７と導電性の本体２とを電気的に接続することでシールド性をさらに向上させることができる。
このような構成によれば、ノイズの影響を抑制でき、ノイズに強い機能を果たすことが可能な赤外線温度センサ１を提供することができる。
【０１１０】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な動作を実現することができ、検知対象物の測定部を効果的に特定できるとともに小型化が可能な表面実装型の赤外線温度センサ１、この赤外線温度センサ１が実装された回路基板１０を提供することができる。また、本体２の構成が簡素化され、赤外線温度センサ１を回路基板１０に実装した場合、赤外線センサ１の突出高さ寸法を低くできる効果を奏する。
【０１１１】
なお、上述において、基板３は、リジット配線基板を用いる場合について説明したが、フレキシブル配線基板を用いるようにしてもよい。特定の形式の配線基板に限定されるものではない。
【０１１２】
以上説明してきた各実施形態における赤外線温度センサ１は、複写機の定着装置、バッテリーユニット、コンデンサ、ＩＨクッキングヒータ、冷蔵庫の庫内物品等の温度検知のため各種装置に備えられ適用することができる。格別適用される装置が限定されるものではない。
【０１１３】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記各実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
【０１１４】
例えば、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子としては、セラミックス半導体で形成されたチップサーミスタが好適に用いられるが、これに限らず、熱電対や測温抵抗体等を用いることができる。
また、配線パターンのパターン形態は、格別限定されるものではなく、直線状やミアンダ状等、設計に応じて適宜採用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１・・・赤外線温度センサ
２・・・本体
３・・・基板
４・・・赤外線検知用感熱素子
５・・・温度補償用感熱素子
８・・・蓋部材
９・・・通気部
１０・・・回路基板
１１・・・接続端子
１２・・・赤外線反射部
１５・・・キャビティ
２１・・・導光部
２１ａ・・・開口部
２２・・・遮蔽部
２２ａ・・・遮蔽壁
２２ｂ・・・空間部
２３・・・収容空間部
２４・・・区画壁
３１・・・配線パターン
３２・・・実装用端子
３３・・・絶縁層（カバー層、レジスト層）
３４・・・接着シート
【図１】
2016152220.tif 000003
【図２】
2016152220.tif 000004
【図３】
2016152220.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016152220.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2016152220.tif 000014
【図１３】
2016152220.tif 000015
【図１４】
2016152220.tif 000016
【図１５】
2016152220.tif 000017
【図１６】
2016152220.tif 000018
【図１７】
2016152220.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月25日(2016.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
表面実装型の赤外線温度センサであって、
一面側に開口部を有し、赤外線を導くように形成された導光部と、一面側に遮蔽壁を有し、赤外線を遮蔽するように形成された遮蔽部とを備えた熱伝導性を有する本体と、
前記本体の他面側に配設された基板と、
前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、
前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間して配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、
前記基板上にパターニングされて形成され、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンと、
前記配線パターンに電気的に接続されるとともに、前記基板上の端部側に前記配線パターンと連続して一体的にパターニングされて形成された実装用端子と、
を具備することを特徴とする赤外線温度センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１に記載の赤外線温度センサは、表面実装型の赤外線温度センサであって、一面側に開口部を有し、赤外線を導くように形成された導光部と、一面側に遮蔽壁を有し、赤外線を遮蔽するように形成された遮蔽部とを備えた熱伝導性を有する本体と、前記本体の他面側に配設された基板と、前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間して配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、前記基板上にパターニングされて形成され、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンと、前記配線パターンに電気的に接続されるとともに、前記基板上の端部側に前記配線パターンと連続して一体的にパターニングされて形成された実装用端子と、を具備することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月27日(2016.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型の赤外線温度センサであって、
一面側に開口部を有し、赤外線を導くように形成された導光部と、一面側に遮蔽壁を有し、赤外線を遮蔽するように形成された遮蔽部とを備えた熱伝導性を有する本体と、
前記本体の他面側に形成された凹状の収容空間部と、
前記収容空間部を構成する壁面に沿って配設された基板と、
前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、
前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間して配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、
前記基板上にパターニングされて形成され、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンと、
前記配線パターンに電気的に接続されるとともに、前記基板上の端部側に前記配線パターンと連続して一体的にパターニングされて形成され、かつ前記収容空間部の外側に配設される実装用端子と、
を具備することを特徴とする赤外線温度センサ。
【請求項２】
前記基板は、本体に押し当て加工によって配設されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線温度センサ。
【請求項３】
前記基板は、本体に溶着によって配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の赤外線温度センサ。
【請求項４】
前記基板は、本体にろう接、接着又は粘着によって配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の赤外線温度センサ。
【請求項５】
前記基板は、本体に熱溶着可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項６】
蓋部材が前記基板と対向して他面側に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項７】
前記蓋部材は、内面の少なくとも基板と対向する一部の面が赤外線反射面となっていることを特徴とする請求項６に記載の赤外線温度センサ。
【請求項８】
前記本体は、金属材料からなり、熱酸化処理により熱酸化膜が形成されて少なくとも前記導光部が黒体化されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項９】
前記遮蔽部には、密閉的な空間部が形成されており、この空間部と外部との通気性を許容する通気部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１０】
前記導光部と遮蔽部とは、導光部と遮蔽部との境界を中心として略対称の形態に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１１】
前記導光部及び遮蔽部の他面側の開口を除いた本体における区画壁が、基板上に連続的又は部分的に接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１２】
前記本体は、前記開口部が表面から突出しないとともに、少なくとも前記導光部が黒体化されており、かつ１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１３】
前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子を接続するための前記配線パターンは、互いに略平行に並べられて配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１４】
前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子は、金属酸化物又は金属窒化物を含有するセラミックス半導体で形成されたサーミスタ素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
【請求項１５】
前記実装用端子が接続される接続端子を有する実装基板と、
この実装基板に実装された請求項１乃至請求項１４に記載のいずれか一の赤外線温度センサと、
を具備することを特徴とする回路基板。
【請求項１６】
前記実装基板において、少なくとも基板と対向する一部の面に赤外線反射面が形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の回路基板。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一に記載された赤外線温度センサが備えられていることを特徴とする赤外線温度センサを用いた装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１に記載の赤外線温度センサは、表面実装型の赤外線温度センサであって、一面側に開口部を有し、赤外線を導くように形成された導光部と、一面側に遮蔽壁を有し、赤外線を遮蔽するように形成された遮蔽部とを備えた熱伝導性を有する本体と、前記本体の他面側に形成された凹状の収容空間部と、前記収容空間部を構成する壁面に沿って配設された基板と、前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間して配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、前記基板上にパターニングされて形成され、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンと、  前記配線パターンに電気的に接続されるとともに、前記基板上の端部側に前記配線パターンと連続して一体的にパターニングされて形成され、かつ前記収容空間部の外側に配設される実装用端子と、を具備することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項２に記載の赤外線温度センサは、請求項１に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体に押し当て加工によって配設されていることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項３に記載の赤外線温度センサは、請求項１又は請求項２に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体に溶着によって配設されていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項４に記載の赤外線温度センサは、請求項１又は請求項２に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体にろう接、接着又は粘着によって配設されていることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項５に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板は、本体に熱溶着可能な材料で形成されていることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項６に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、蓋部材が前記基板と対向して他面側に配置されることを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項７に記載の赤外線温度センサは、請求項６に記載の赤外線温度センサにおいて、前記蓋部材は、内面の少なくとも基板と対向する一部の面が反射面となっていることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項８に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体は、金属材料からなり、熱酸化処理により熱酸化膜が形成されて少なくとも前記導光部が黒体化されていることを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項９に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記遮蔽部には、密閉的な空間部が形成されており、この空間部と外部との通気性を許容する通気部が設けられていることを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項１０に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記導光部と遮蔽部とは、導光部と遮蔽部との境界を中心として略対称の形態に形成されていることを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項１１に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記導光部及び遮蔽部の他面側の開口を除いた本体における区画壁が、基板上に連続的又は部分的に接触していることを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項１２に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体は、前記開口部が表面から突出しないとともに、少なくとも前記導光部が黒体化されており、かつ１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することを特徴とする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項１３に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子を接続するための前記配線パターンは、互いに略平行に並べられて配設されていることを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項１４に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１３のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子は、金属酸化物又は金属窒化物を含有するセラミックス半導体で形成されたサーミスタ素子であることを特徴とする。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項１５に記載の回路基板は、前記実装用端子が接続される接続端子を有する実装基板と、この実装基板に実装された請求項１乃至請求項１４に記載のいずれか一の赤外線温度センサと、を具備することを特徴とする。
基板の材質は、ガラスエポキシ基板等が一般的に用いられるが、アルミ二ウム、銅等の熱伝導の良好な金属基板が望ましい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１６に記載の回路基板は、請求項１５に記載の回路基板において、前記実装基板には、少なくとも基板と対向する一部の面に赤外線反射面が形成されていることを特徴とする。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項１７に記載の赤外線温度センサを用いた装置は、請求項１乃至請求項１４のいずれか一に記載された赤外線温度センサが備えられていることを特徴とする。
【国際調査報告】
2016152220.tif 000020
2016152220.tif 000021
2016152220.tif 000022
2016152220.tif 000023