(57)【要約】【課題】  高い耐湿性を有する温度センサを提供すること。【解決手段】  一対のリードフレーム２と、一対のリードフレームの先端部２ａに接続され感熱素子を有するセンサ部３と、センサ部の表裏面を覆った絶縁性の一対の保護フィルム８とを備え、センサ部が、絶縁性フィルム４と、絶縁性フィルムの一方の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５と、薄膜サーミスタ部の上に互いに対向して形成された一対の対向電極６と、一端が一対の対向電極に接続され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を備え、一対の保護フィルムが、一対のリードフレームの先端部と共にセンサ部を挟んで互いに全周が熱融着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のリードフレームと、一対の前記リードフレームの先端部に接続され感熱素子を有するセンサ部と、前記センサ部の表裏面を覆った絶縁性の一対の保護フィルムとを備え、
前記センサ部が、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パターン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、
一端が一対の前記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を備え、
一対の前記保護フィルムが、一対の前記リードフレームの先端部と共に前記センサ部を挟んで互いに全周が熱融着されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサにおいて、
前記保護フィルムが、前記絶縁性フィルムの他方の面側に前記センサ部を覆った凸部形状を有していることを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の温度センサにおいて、
前記薄膜サーミス部上に形成された絶縁性の保護膜を備え、
前記保護フィルムが、前記保護膜にも熱融着されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、
前記保護フィルムが、フッ素系樹脂で形成されていることを特徴とする温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載機器や複写機等の定着ローラの温度を測定することに好適で、耐湿性等に優れた温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車載機器や複写機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設置されている。このような温度センサとしては、近年、ポリイミド樹脂等で形成された絶縁性フィルム上に薄膜状のサーミスタ部を形成したフィルム型の温度センサが開発されている。
【０００３】
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、薄膜サーミスタ部及び櫛形電極を覆う絶縁性の保護膜とを備えている温度センサが記載されている。
【０００４】
この温度センサでは、薄膜サーミスタ部、パターン電極及びリードフレームを覆った絶縁性のカバーフィルム（保護シート）が接着されている。このカバーフィルムは、ポリイミド樹脂で形成されたポリイミドシート等が採用され、カバーフィルムの接着面に付いたシリコーン系等の粘着層によって貼り付けて接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５２２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、カバーフィルムを粘着層によって貼り付けているため、高い熱が加わった場合や、経時変化によって、接着力が低下して部分的な剥がれや浮きが生じる場合があった。そのため、剥がれや浮きから水分が内部に浸入するおそれがあった。また、耐熱性が要求される用途では粘着層としてシリコーン系が用いられるが、シリコーン系の粘着層は水蒸気を透過し易く、防湿性の向上を図ることが難しいという不都合があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高い耐湿性を有する温度センサ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】
【０００８】
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、一対のリードフレームと、一対の前記リードフレームの先端部に接続され感熱素子を有するセンサ部と、前記センサ部の表裏面を覆った絶縁性の一対の保護フィルムとを備え、前記センサ部が、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パターン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、一端が一対の前記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を備え、一対の前記保護フィルムが、一対の前記リードフレームの先端部と共に前記センサ部を挟んで互いに全周が熱融着されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の温度センサでは、一対の保護フィルムが、一対のリードフレームの先端部と共にセンサ部を挟んで互いに全周が熱融着されているので、高い熱が加わった場合や、経時変化によっても一対の保護フィルムに剥がれや浮きが生じ難いと共に、耐湿性が不十分な粘着層を有していないことで、高い密着性と耐湿性とを得ることができる。また、粘着層を有していないため、熱容量が小さくなり、応答性も向上する。さらに、従来よりも保護フィルムを小サイズ化することで、さらに熱容量を小さくすることが可能である。
【００１０】
第２の発明に係る温度センサは、第１の発明センサにおいて、前記保護フィルムが、前記絶縁性フィルムの他方の面側に前記センサ部を覆った凸部形状を有していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、上述した熱融着され密着性の高い保護フィルムが、絶縁性フィルムの他方の面側にセンサ部を覆った凸部形状を有しているので、絶縁性フィルムの他方の面側を定着ローラ等の測定対象物に接触させた際に、センサ部直上の凸部だけを接触させることができ、高精度に測定することが可能になる。
【００１１】
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、前記薄膜サーミス部上に形成された絶縁性の保護膜を備え、前記保護フィルムが、前記保護膜にも熱融着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、保護フィルムが、保護膜にも熱融着されているので、さらに高い密着性と耐湿性とを得ることができる。
【００１２】
第４の発明に係る温度センサは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記保護フィルムが、フッ素系樹脂で形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、保護フィルムが、フッ素系樹脂で形成されているので、高い防湿性と滑り性とが得られる。特に、本発明の温度センサは、定着ローラ等の回転する測定対象物に接触させて温度測定する際に好適である。また、防湿性が高いため、保護フィルムを従来よりも薄くすることができ、熱容量が小さくなって応答性を向上させることも可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
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、一対の保護フィルムが、一対のリードフレームの先端部と共にセンサ部を挟んで互いに全周が熱融着されているので、一対の保護フィルムに剥がれや浮きが生じ難いと共に、耐湿性が不十分な粘着層を有していないことで、高い密着性と耐湿性とを得ることができる。したがって、本発明の温度センサでは、高温高湿環境下においてもサーミスタの高抵抗化等を抑制することができ、安定したサーミスタ特性を得ることができ、定着ローラ等の温度測定用として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る温度センサの一実施形態を示す平面図である。
【図２】本実施形態において、温度センサを示す正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本実施形態において、センサ部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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４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。
【００１６】
本実施形態の温度センサ１は、図１から図４に示すように、一対のリードフレーム２と、一対のリードフレーム２の先端部２ａに接続され感熱素子を有するセンサ部３と、センサ部の表裏面を覆った絶縁性の一対の保護フィルム８とを備えている。
上記センサ部３は、絶縁性フィルム４と、絶縁性フィルム４の一方の面（上面）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５と、薄膜サーミスタ部５の上に互いに対向して形成された一対の対向電極６と、一端が一対の対向電極６に接続され絶縁性フィルム４の一方の面に形成された一対のパターン電極７と、薄膜サーミスタ部５上に形成された絶縁性の保護膜１０とを備えている。
なお、本発明では、絶縁性フィルム４の一方の面側を、表面側又は上面側として記載している。
【００１７】
上記一対の保護フィルム８は、一対のリードフレーム２の先端部２ａと共にセンサ部３を挟んで互いに全周が熱融着されている。
すなわち、一対の保護フィルム８は、センサ部３よりも大きな帯状又は長方形状とされ、その外周部がセンサ部３の外縁を囲むように互いに熱融着されている。
また、保護フィルム８は、保護膜１０にも熱融着されている。また、保護フィルム８は、一対のリードフレーム２にも熱融着されている。
【００１８】
また、保護フィルム８は、絶縁性フィルム４の他方の面（下面）側にセンサ部３を覆った凸部形状を有している。すなわち、保護フィルム８は、高い密着性を有してセンサ部３を覆って融着されているため、下面側にセンサ部３の形状や段差を反映した凸部形状を有している。
【００１９】
保護フィルム８は、四フッ化エチレン樹脂等のフッ素系樹脂で形成されている。
特に、フッ素系樹脂として、耐熱温度２６０℃の「ＰＦＡ」（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）や、耐熱温度２００℃の「ＦＥＰ」（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４．６フッ化））が好ましい。また、保護フィルム８の厚さは、例えば１００μｍとされるが、耐湿性に優れているので、より薄いものを採用しても構わない。この場合、薄い保護フィルム８によって熱容量が小さくなって応答性が向上する。
【００２０】
上記絶縁性フィルム４は、帯状又は長方形状とされ、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで形成されている。なお、絶縁性フィルム４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，ＬＣＰ：液晶ポリマー等でも作製できる。
【００２１】
上記薄膜サーミスタ部５は、絶縁性フィルム４の一端側に配され、例えばＴｉＡｌＮのサーミスタ材料で矩形状に形成されている。特に、薄膜サーミスタ部５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。
【００２２】
薄膜サーミスタ部５は、絶縁性フィルム４の一端側に配され、パターン電極７が、絶縁性フィルム４に沿って延在していると共に絶縁性フィルム４の他端側に配されたパッド部７ａを他端側に有している。
上記パッド部７ａは、リードフレーム２の先端部２ａを接続するために絶縁性フィルム４の一端側のパターン電極７よりも幅広に形成された端子部である。
【００２３】
上記一対のリードフレーム２の基端側には、一対のリードフレーム２を保持する絶縁性の保持部９が固定されている。
一対のリードフレーム２の先端部２ａは、抵抗溶接、レーザー溶接、スポット溶接、ハンダ材又は導電性樹脂接着剤等の接着剤により一対のパッド部７ａに接着されている。
【００２４】
上記一対の対向電極６は、薄膜サーミスタ部５の上に互いに対向して櫛型状にパターン形成された櫛型電極であり、複数の櫛部６ａを有している。
上記対向電極６及びパターン電極７は、薄膜サーミスタ部５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。
【００２５】
上記保護膜１０は、ポリイミド樹脂で形成されている。
また、保護膜１０は、上記パッド部７ａを除いてパターン電極７及び薄膜サーミスタ部５上に形成されている。すなわち、保護膜１０は、絶縁性フィルム４の他端部を除いて帯状又は長方形状に形成されている。
【００２６】
本実施形態の温度センサ１の製造方法は、まず絶縁性フィルム４上に薄膜サーミスタ部５と一対の対向電極６と一対のパターン電極７とを形成した状態で、絶縁性フィルム４上にスクリーン印刷等によりポリイミド樹脂の保護膜１０を形成する。このとき、絶縁性フィルム４の他端部（パッド部７ａを含む）を除いて薄膜サーミスタ部５と一対の対向電極６と一対のパターン電極７とを覆って絶縁性フィルム４上に保護膜１０をパターン形成する。
【００２７】
次に、一対の保護フィルム８で、リードフレーム２の先端部２ａと共にセンサ部３全体を挟み、この状態で真空プレスによる熱圧着で一対の保護フィルム８同士を熱融着させる。この際、同時に保護フィルム８は、絶縁性フィルム４の他方の面（裏面）、保護膜１０及びリードフレーム２の表面にも熱融着される。このように熱融着されることで、保護フィルム８がセンサ部３及びリードフレーム２に密着し、リードフレーム２とセンサ部３との間の段差等の凹凸に追従して貼り付くことで、センサ部３直上に凸部形状が形成される。特に、薄い保護フィルム８を採用することで、上記凹凸が顕著に反映された表面形状となる。
【００２８】
このように本実施形態の温度センサ１では、一対の保護フィルム８が、一対のリードフレーム２の先端部２ａと共にセンサ部３を挟んで互いに全周が熱融着されているので、高い熱が加わった場合や、経時変化によっても一対の保護フィルム８に剥がれや浮きが生じ難いと共に、耐湿性が不十分な粘着層を有していないことで、高い密着性と耐湿性とを得ることができる。また、粘着層を有していないため、熱容量が小さくなり、応答性も向上する。
特に、保護フィルム８が、保護膜１０にも熱融着されているので、さらに高い密着性と耐湿性とを得ることができる。
【００２９】
また、上述した熱融着され密着性の高い保護フィルム８が、絶縁性フィルム４の他方の面側にセンサ部３を覆った凸部形状を有しているので、絶縁性フィルム４の他方の面側を定着ローラ等の測定対象物に接触させた際に、センサ部３直上の凸部だけを接触させることができ、高精度に測定することが可能になる。
【００３０】
さらに、保護フィルム８が、フッ素系樹脂で形成されているので、高い防湿性と滑り性とが得られる。特に、本実施形態の温度センサ１は、定着ローラ等の回転する測定対象物に接触させて温度測定する際に好適である。また、防湿性が高いため、保護フィルム８を従来よりも薄くすることができ、熱容量が小さくなって応答性を向上させることも可能になる。さらに、従来よりも保護フィルム８を小サイズ化することで、さらに熱容量を小さくすることが可能である。
【００３１】
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、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。
【符号の説明】
【００３２】
１…温度センサ、２…リードフレーム、２ａ…リードフレームの先端部、３…センサ部、４…絶縁性フィルム、５…薄膜サーミスタ部、６…対向電極、７…パターン電極、８…保護フィルム、１０…保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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