温度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适合测定复印机或打印机等的加热辊的温度的温度传感器。
【背景技术】
[0002] 通常，复印机或打印机中所使用的加热辊中，为了测定其温度，温度传感器设置成 接触状态。作为这种温度传感器，例如专利文献1及2中提出一种温度传感器，其具有：一 对引线框架；热敏元件，配设在这些引线框架之间并连接；保持部，形成在一对引线框架的 端部；及薄膜片，设置在引线框架及热敏元件的单面并与加热辊接触。
[0003] 这种温度传感器利用引线框架的弹力与加热辊的表面接触，由此进行温度检测。
[0004] 另外，上述专利文献1中，采用球状热敏电阻或芯片热敏电阻作为热敏元件，而专 利文献2中，采用在氧化铝等绝缘基板的一面形成热敏膜的薄膜热敏电阻作为热敏元件。 该薄膜热敏电阻由形成在绝缘基板的一面上的热敏膜、连接该热敏膜与一对引线框架的一 对引线部、及覆盖热敏膜的保护膜构成。
[0005] 并且，专利文献3中，记载了一种将热电偶与由金属构成的接触板一体化的温度 传感器。该温度传感器中，是通过接触板的弹性来得到接触压力而使其接触测定对象物，由 此测定温度。
[0006] 专利文献1 :日本专利公开平6-29793号公报
[0007] 专利文献2 :日本专利公开2000-74752号公报
[0008] 专利文献3 :日本专利公开平7-198504号公报
[0009] 专利文献4 :日本专利公开2004-319737号公报 [0010] 上述现有技术中留有以下课题。
[0011] 即，专利文献1所记载的技术中，虽然使用球状热敏电阻等作为热敏元件，但在这 种情况下，由于其为约1_左右的球状或椭圆状，因此与加热辊进行点接触，很难进行准确 的温度检测。并且，热敏元件具有较大的体积，因此存在响应性差的不良情况。而且，由于 进行点接触，因此还可能会损伤旋转的辊表面。
[0012] 并且，专利文献2所记载的技术中，由于使用薄膜热敏电阻作为热敏元件，因此能 够与加热辊进行面接触，但是若包括构成薄膜热敏电阻的绝缘基板和引线部，则还是具有 体积，因此存在响应性差的问题。
[0013] 而且，专利文献3所记载的技术中，为了使金属接触板接触测定对象物，有可能导 致损伤测定对象物，并且因为热电偶及接触板的体积（厚度等），以及因金属接触板的热量 的放出，而存在响应性差的问题。
【发明内容】
[0014] 本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种与加热辊等接触来检测温 度时，高精度且响应性优异的同时不易损伤测定对象物的温度传感器。
[0015] 本发明为了解决上述课题，采用以下结构。即，第1发明所涉及的温度传感器具 备：一对引线框架；传感器部，与所述一对引线框架连接；及绝缘性保持部，固定在所述一 对引线框架上并保持所述引线框架，所述传感器部具备：带状的绝缘性薄膜；薄膜热敏电 阻部，在该绝缘性薄膜的表面的中央部以热敏电阻材料被图案形成；一对梳状电极，在所述 薄膜热敏电阻部的上及下至少一方具有多个梳齿部并相互对置地被图案形成；及一对图案 电极，一端与所述一对梳状电极连接，并且另一端在所述绝缘性薄膜的两端部与所述一对 引线框架连接，并在所述绝缘性薄膜的表面被图案形成，所述绝缘性薄膜在弯曲成略U字 形的状态下将所述薄膜热敏电阻部配置在顶端部，且两端部固定在所述一对引线框架上。
[0016] 该温度传感器中，绝缘性薄膜在弯曲成略U字形的状态下将薄膜热敏电阻部配置 在顶端部，且两端部固定在一对引线框架上，因此通过将被弯曲的顶端部接触测定对象物， 绝缘性薄膜整体挠曲而得到较强的弹性与刚性，并且通过其柔软性可不损伤测定对象物而 测定温度。并且，由于绝缘性薄膜的变形范围广，因此可灵活地对应测定对象物的形状，且 可调整推压的程度。而且，由于为绝缘性薄膜，因此与金属接触板相比热量不易放出，加上 与体积小的薄膜热敏电阻部相辅相成，能够得到高响应性。即，通过薄的绝缘性薄膜及直接 形成在绝缘性薄膜上的薄膜热敏电阻部，整体的厚度会变薄，能够通过小体积得到优异的 响应性。
[0017] 并且，一对引线框架与一对图案电极连接，因此薄膜热敏电阻部和引线框架通过 直接形成在绝缘性薄膜上的图案电极连接，由此，通过被图案形成的薄的配线，相比以引线 等进行连接的情况，可抑制其与引线框架侧的热传导性的影响。另外，对测定对象物的接触 部分的平坦性高，且进行面接触，因此可准确地检测温度，并且不易损伤旋转的加热辊等测 定对象物的表面。
[0018] 根据第1发明的第2发明所涉及的温度传感器，其中，所述绝缘性薄膜以朝所述引 线框架的突出方向突出的状态被弯曲。
[0019] 即，该温度传感器中，绝缘性薄膜以朝引线框架的突出方向突出的状态被弯曲，因 此在引线框架的突出方向前方配置测定对象物，而将被弯曲的传感器部的顶端部相对于测 定对象物进行推压，由此能够进行温度测定。
[0020] 根据第1发明的第3发明所涉及的温度传感器，其中，所述绝缘性薄膜以朝相对于 所述引线框架的突出方向为正交的方向突出的状态被弯曲。
[0021] 即，该温度传感器中，绝缘性薄膜以朝相对于引线框架的突出方向为正交的方向 突出的状态被弯曲，因此在相对于引线框架的突出方向为正交的方向前方配置测定对象 物，而将被弯曲的传感器部的顶端部相对于测定对象物进行推压，由此能够进行温度测定。
[0022] 根据第1至第3发明中的任一发明的第4发明所涉及的温度传感器，其中，所述薄 膜热敏电阻部是由通式：Ti xAlyNz(0. 70彡y/(x+y)彡0? 95,0. 4彡z彡0? 5，x+y+z = 1)所 表示的金属氮化物构成，其结晶结构为六方晶系的纤锌矿型的单相。
[0023] 通常，温度传感器等中所使用的热敏电阻材料为了高精度、高灵敏度而要求较高 的B常数。以往，作为这种热敏电阻材料一般有Mn、Co、Fe等过渡金属氧化物。并且，为了 得到稳定的热敏电阻特性，这些热敏电阻材料需要600°C以上的烧成。
[0024] 并且，除了上述由金属氧化物构成的热敏电阻材料以外，例如专利文献3中提出 由通式：MxAyNz(其中，M表示Ta、Nb、Cr、Ti及Zr的至少一种，A表示Al、Si及B的至少一 种。0? 1 < x < 0? 8,0 < y < 0? 6,0. 1 < z < 0? 8, x+y+z = 1)所表示的氮化物构成的热 敏电阻用材料。并且，该专利文献3中，作为实施例，只记载有在Ta-Al-N系材料中设为 0? 5彡x彡0? 8,0? 1彡y彡0? 5,0? 2彡z彡0? 7, x+y+z = 1的材料。在该Ta-Al-N系材料 中，将包含上述元素的材料用作靶材，在含氮气气氛中进行溅射来制作。并且，根据需要，在 350~600°C下对得到的薄膜进行热处理。
[0025]近年来，正研宄开发一种在树脂薄膜上形成热敏电阻材料的薄膜型热敏电阻传感 器，期望开发一种能够在薄膜上直接成膜的热敏电阻材料。即，通过使用薄膜，期待得到可 挠性热敏电阻传感器。而且，期望开发具有0. 1_左右厚度的非常薄的热敏电阻传感器，但 以往常常使用利用氧化铝等陶瓷材料的基板材料，例如若厚度变薄到0. 1mm，则存在非常脆 且容易损坏等问题，但期待通过使用薄膜而得到非常薄的热敏电阻传感器。
[0026] 以往，形成由TiAIN构成的氮化物系热敏电阻的温度传感器中，在薄膜上层压形 成由TiAIN构成的热敏电阻材料层和电极的情况下，在热敏电阻材料层上成膜Au等电极 层，图案形成为具有多个梳齿部的梳状。但是，该热敏电阻材料层在曲率半径较大且缓慢地 弯曲的情况下，不易产生裂纹且电阻值等电特性不变，但在曲率半径较小且急剧地弯曲的 情况下，容易产生裂纹，电阻值等大幅变化，电特性的可靠性降低。尤其，使薄膜在与梳齿部 的延伸方向正交的方向上以较小的曲率半径急剧地弯曲的情况下，与在梳齿部的延伸方向 上弯曲的情况相比，因梳状电极与热敏电阻材料层的应力差，容易在电极边缘附近产生裂 纹，存在电特性的可靠性降低的不良情况。
[0027] 并且，由树脂材料构成的薄膜通常耐热温度较低、为150°C以下，即使是作为耐热 温度比较高的材料所熟知的聚酰亚胺也只具有300°C左右的耐热性，因此难以适用于在热 敏电阻材料的形成工序中施加热处理的情况。上述以往的氧化物热敏电阻材料中，为了实 现所需热敏电阻特性，需要进行600°C以上的烧成，存在无法实现在薄膜上直接成膜的薄 膜型热敏电阻传感器的问题。因此，期望开发一种能够在非烧成条件下直接成膜的热敏电 阻材料，但即使是上述专利文献4所记载的热敏电阻材料，为了得到所需热敏电阻特性，根 据需要还要在350~600°C下对得到的薄膜进行热处理。并且，作为该热敏电阻材料，在 Ta-Al-N系材料的实施例中，得到B常数：500~3000K左右的材料，但没有关于耐热性的叙 述，氮化物系材料的热可靠性不明确。
[0028] 本发明人等在氮化物材料中尤其着眼于A1N系，进行深入研宄的结果发现，作为 绝缘体的A1N很难得到最佳的热敏电阻特性（B常数：100