JP2020153667A - 導光路部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な工程かつ低コストで製造可能な導光路部材及びその製造方法を提供すること。【解決手段】 感熱部である第１のセンサ部及び第２のセンサ部とを備えた赤外線センサ用の導光路部材１であって、第１のセンサ部及び第２のセンサ部の上方に開口部を有して第１のセンサ部及び第２のセンサ部の感熱面の周囲を覆う筒状に構成され、第１のセンサ部の感熱面と第２のセンサ部の感熱面との間の上方に設けられる仕切り板部４と、仕切り板部と共に第１のセンサ部の感熱面を囲む平面視コ字状の第１側壁部５Ａと、仕切り板部と共に第２のセンサ部の感熱面を囲む平面視コ字状の第２側壁部５Ｂとを備え、仕切り板部と第１側壁部と第２側壁部とが、１枚の帯状の金属板を折り曲げて構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の加熱ローラの温度を測定することに好適な赤外線センサ用の導光路部材及びその製造方法に関する。

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等の測定対象物の温度を測定するために、測定対象物に対向配置させ、その輻射熱を受けて温度を測定する赤外線センサが設置されている。この赤外線センサでは、測定対象物からの赤外線の視野角等を制限するために導光路部材が用いられている。

例えば、特許文献１には、基板の上面に感熱部である第１のセンサ部及び第２のセンサ部と、第１のセンサ部及び第２のセンサ部の上方に開口部を有して第１のセンサ部及び第２のセンサ部の感熱面の周囲を覆う筒状の導光路部材とを備えた赤外線センサが記載されている。上記導光路部材は、中央に仕切り板部を有した平面視矩形状の筒状体であり、ステンレスやアルミニウム等の金属板で構成されている。

特開２０１６−１６９９７８号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の導光路部材は、複数の金属板で複雑に構成された筒状体であり、中央で仕切られた一対の開口部を得るために中央に仕切り板部を設けると共に、一対の開口部を囲む複数の側壁部と仕切り板部とを互いに組み合わせなければならなかった。そのため、従来は、複数の金属板を用意して互いに溶接等で接合する必要があり、導光路部材の製造コストが増大してしまう不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、簡易な工程かつ低コストで製造可能な導光路部材及びその製造方法を提供することを目的とする。

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の発明に係る導光路部材は、感熱部である第１のセンサ部及び第２のセンサ部を備えた赤外線センサ用の導光路部材であって、前記第１のセンサ部及び前記第２のセンサ部の上方に開口部を有して前記第１のセンサ部及び前記第２のセンサ部の感熱面の周囲を覆う筒状に構成され、前記第１のセンサ部の感熱面と前記第２のセンサ部の感熱面との間の上方に設けられる仕切り板部と、前記仕切り板部と共に前記第１のセンサ部の感熱面を囲む平面視コ字状の第１側壁部と、前記仕切り板部と共に前記第２のセンサ部の感熱面を囲む平面視コ字状の第２側壁部とを備え、前記仕切り板部と前記第１側壁部と前記第２側壁部とが、１枚の帯状の金属板を折り曲げて構成されていることを特徴とする。

この導光路部材では、仕切り板部と第１側壁部と第２側壁部とが、１枚の帯状の金属板を折り曲げて構成されているので、曲げ加工だけで製作でき、製造工程が簡易で製造コストを低減することが可能である。

第２の発明に係る導光路部材の製造方法は、第１の発明の導光路部材の製造方法であって、帯状かつ平板状の金属板を一端から第１の幅で離間した第１の位置で前記金属板の一方の面側に直角に折り曲げて一端側に仕切り板部を形成する仕切り板部形成工程と、前記第１の位置から他端側に第２の幅で離間した第２の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第２の位置から他端側に第３の幅で離間した第３の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げて前記仕切り板部の一方の面側に平面視コ字状の第１側壁部を形成する第１側壁部形成工程と、前記第３の位置から他端側に第４の幅で離間した第４の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第４の位置から他端側に第５の幅で離間した第５の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げて前記仕切り板部の他方の面側に平面視コ字状の第２側壁部を形成する第２側壁部形成工程とを有していることを特徴とする。

すなわち、この導光路部材の製造方法では、帯状かつ平板状の１枚の金属板を折り曲げて仕切り板部，平面視コ字状の第１側壁部，平面視コ字状の第２側壁部の順でこれらを形成するので、折り曲げ加工だけで仕切り板部を含む各部を容易に製作することができ、製造コストを低減することができる。

第３の発明に係る導光路部材の製造方法は、第１の発明の導光路部材の製造方法であって、帯状かつ平板状の金属板を一端から第１の幅で離間した第１の位置で前記金属板の一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第１の位置から他端側に第２の幅で離間した第２の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げて平面視コ字状の第１側壁部を形成する第１側壁部形成工程と、前記第２の位置から他端側に第３の幅で離間した第３の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第３の位置から他端側に第４の幅で離間した第４の位置で前記金属板の他方の面側に直角に折り曲げて仕切り板部を形成する仕切り板部形成工程と、前記第４の位置から他端側に第５の幅で離間した第５の位置で前記他方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第５の位置から他端側に第６の幅で離間した第６の位置で前記他方の面側に折り曲げて平面視コ字状の第２側壁部を形成する第２側壁部形成工程とを有していることを特徴とする。

すなわち、この導光路部材の製造方法では、帯状かつ平板状の１枚の金属板を折り曲げて平面視コ字状の第１側壁部，仕切り板部，平面視コ字状の第２側壁部の順でこれらを形成するので、折り曲げ加工だけで仕切り板部を含む各部を容易に製作することができ、製造コストを低減することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る導光路部材によれば、仕切り板部と第１側壁部と第２側壁部とが、１枚の帯状の金属板を折り曲げて構成されているので、曲げ加工だけで製作でき、製造工程が簡易で製造コストを低減することが可能である。
また、本発明に係る導光路部材の製造方法によれば、帯状かつ平板状の１枚の金属板を折り曲げて仕切り板部，平面視コ字状の第１側壁部，平面視コ字状の第２側壁部の順、又は平面視コ字状の第１側壁部，仕切り板部，平面視コ字状の第２側壁部の順でこれらを形成するので、折り曲げ加工だけで仕切り板部を含む各部を容易に製作することができ、製造コストを低減することができる。

本発明に係る導光路部材及びその製造方法の第１実施形態において、導光路部材を示す平面図である。 第１実施形態において、赤外線センサ本体に導光路部材を取り付けた状態を示す断面図である。 第１実施形態において、導光路部材を示す側面図である。 第１実施形態において、折り曲げ前の金属板を示す平面図である。 第１実施形態において、導光路部材の製造方法を工程順に示す平面図である。 本発明に係る導光路部材及びその製造方法の第２実施形態において、導光路部材を示す平面図である。 第２実施形態において、折り曲げ前の金属板を示す平面図である。 第２実施形態において、導光路部材の製造方法を工程順に示す平面図である。

以下、本発明に係る導光路部材及びその製造方法における第１実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。

本実施形態の導光路部材１は、図１から図３に示すように、感熱部である第１のセンサ部３Ａ及び第２のセンサ部３Ｂとを備えた赤外線センサ用の導光路部材であって、第１のセンサ部３Ａ及び第２のセンサ部３Ｂの上方に開口部を有して第１のセンサ部３Ａ及び第２のセンサ部３Ｂの感熱面３ａ，３ｂの周囲を覆う筒状に構成されている。
本実施形態の導光路部材１は、図２に示すように、赤外線センサ本体１０の上部に設置される。

本実施形態の導光路部材１は、第１のセンサ部３Ａの感熱面３ａと第２のセンサ部３Ｂの感熱面３ｂとの間の上方に設けられる仕切り板部４と、仕切り板部４と共に第１のセンサ部３Ａの感熱面３ａを囲む平面視コ字状の第１側壁部５Ａと、仕切り板部４と共に第２のセンサ部３Ｂの感熱面３ｂを囲む平面視コ字状の第２側壁部５Ｂとを備えている。
上記仕切り板部４と第１側壁部５Ａと第２側壁部５Ｂとは、図４に示す１枚の帯状の金属板６を折り曲げて構成されている。
なお、第１側壁部５Ａと第２側壁部５Ｂとの下部には、図３に示すように、一対の固定用凸部５ａが形成されている。

この本実施形態の導光路部材１の製造方法は、図４及び図５の（ａ）に示すように、帯状かつ平板状の金属板６を一端から第１の幅Ｈ１で離間した第１の位置Ｐ１で金属板６の一方の面側に直角に折り曲げて、図５の（ｂ）に示すように、金属板６の一端側に仕切り板部４を形成する仕切り板部形成工程と、図５の（ｃ）に示すように、第１の位置Ｐ１から他端側に第２の幅Ｈ２で離間した第２の位置Ｐ２で前記一方の面側に直角に折り曲げ、図５の（ｄ）に示すように、さらに第２の位置Ｐ２から他端側に第３の幅Ｈ３で離間した第３の位置Ｐ３で前記一方の面側に直角に折り曲げて仕切り板部４の一方の面側に平面視コ字状の第１側壁部５Ａを形成する第１側壁部形成工程と、図５の（ｅ）に示すように、第３の位置Ｐ３から他端側に第４の幅Ｈ４で離間した第４の位置Ｐ４で前記一方の面側に直角に折り曲げ、図５の（ｆ）に示すように、さらに第４の位置Ｐ４から他端側に第５の幅Ｈ５で離間した第５の位置Ｐ５で前記一方の面側に直角に折り曲げて仕切り板部４の他方の面側に平面視コ字状の第２側壁部５Ｂを形成する第２側壁部形成工程とを有している。

なお、本実施形態では、金属板６の一端が図４における右端である。
また、金属板６は、例えばステンレスやアルミニウム等で構成されている。
本実施形態の導光路部材１では、金属板６の一端が第１側壁部５Ａと第２側壁部５Ｂとの中間に内側から当接した状態とされ、互いに接合はされていない。また、金属板６の他端が折り曲げられた第１の位置Ｐ１の山折り側（外側）に当接した状態とされ、互いに接合はされていない。

上記赤外線センサ本体１０は、図２に示すように、基板１２と、基板１２の上面に互いに離間して設けられた感熱部である第１のセンサ部３Ａ及び第２のセンサ部３Ｂとを備えている。すなわち、本実施形態の導光路部材１を備えた赤外線センサは、２つの赤外線検知用のセンサ部３Ａ，３Ｂを有した複眼型の非接触温度センサである。
上記基板１２は、例えばプリント基板（ＰＣＢ）であり、長方形状に形成されている。
導光路部材１は、基板１２上（表面側）に設置されている。
すなわち、基板１２には、導光路部材１の一対の固定用凸部５ａが挿入可能な一対の固定用孔部１２ａが形成されており、一対の固定用孔部１２ａに挿入された一対の固定用凸部５ａが、基板１２の裏面側で折り曲げされることで、導光路部材１が固定されている。

赤外線センサ本体１０は、基板１２の上面の仕切り板部４の直下に感熱部である第３のセンサ部３Ｃと、基板１２の上面に筐体１５を介して設置された絶縁性フィルム１６とを備えている。
上記第１のセンサ部３Ａは、絶縁性フィルム１６の基板１２側である一方の面に設けられた第１の感熱素子１７ａと、絶縁性フィルム１６の一方の面に形成され第１の感熱素子１７ａに接続された導電性の第１の配線膜（図示略）とを備えている。
上記第２のセンサ部３Ｂは、絶縁性フィルム１６の一方の面に第１の感熱素子１７ａから離間させて設けられた第２の感熱素子１７ｂと、絶縁性フィルム１６の一方の面に形成され第２の感熱素子１７ｂに接続された導電性の第２の配線膜（図示略）とを備えている。

上記第３のセンサ部３Ｃは、絶縁性フィルム１６の一方の面であって仕切り板部４の直下に設けられた第３の感熱素子１７ｃと、絶縁性フィルム１６の一方の面に形成され第３の感熱素子１７ｃに接続された導電性の第３の配線膜（図示略）と、第３の感熱素子１７ｃに対向して絶縁性フィルム１６の他方の面に設けられた赤外線反射膜１９とを備えている。
すなわち、第３のセンサ部３Ｃは、温度補償用であり、第１のセンサ部３Ａ及び第２のセンサ部３Ｂは、赤外線検知用とされる。
上記赤外線反射膜１９と上記仕切り板部４とは、隙間を空けて配されている。すなわち、仕切り板部４は、下端部が下方の赤外線反射膜１９と接触していない。

上記第１の感熱素子１７ａ、第２の感熱素子１７ｂ及び第３の感熱素子１７ｃは、例えば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、第１の感熱素子１７ａ、第２の感熱素子１７ｂ及び第３の感熱素子１７ｃとして、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。

なお、これら第１の感熱素子１７ａ、第２の感熱素子１７ｂ及び第３の感熱素子１７ｃは、各端子電極に対応する第１の配線膜、第２の配線膜又は第３の配線膜の上に半田等の導電性接着剤で接合させて絶縁性フィルム１６に実装されている。

上記絶縁性フィルム１６は、ポリイミド樹脂シートで形成され、赤外線反射膜１９、第１の配線膜、第２の配線膜及び第３の配線膜が銅箔で形成されている。すなわち、これらは、絶縁性フィルム１６とされるポリイミド基板の両面に、赤外線反射膜１９、第１の配線膜、第２の配線膜及び第３の配線膜とされる銅箔がパターン形成された両面フレキシブル基板によって作製されたものである。
上記赤外線反射膜１９は、例えば銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されている。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。

上記筐体１５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等の樹脂で箱形又は板状に形成されており、上部に絶縁性フィルム１６を設置して第１の感熱素子１７ａ、第２の感熱素子１７ｂ及び第３の感熱素子１７ｃを収納すると共に、基板１２の上面に表面実装されている。
筐体１５は、対応する第１〜第３の配線膜に接続されていると共に下部の基板１２の上面の配線に接続させる複数の実装用外部端子１５ａを備えている。

このように本実施形態の導光路部材１では、仕切り板部４と第１側壁部５Ａと第２側壁部５Ｂとが、１枚の帯状の金属板６を折り曲げて構成されているので、曲げ加工だけで製作でき、製造工程が簡易で製造コストを低減することが可能である。
また、本実施形態の導光路部材１の製造方法では、帯状かつ平板状の１枚の金属板６を折り曲げて仕切り板部４，平面視コ字状の第１側壁部５Ａ，平面視コ字状の第２側壁部５Ｂの順でこれらを形成するので、折り曲げ加工だけで仕切り板部４を含む各部を容易に製作することができ、製造コストを低減することができる。

次に、本発明に係る導光路部材及びその製造方法の第２実施形態について、図６〜図８を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、帯状かつ平板状の１枚の金属板を折り曲げて仕切り板部４，平面視コ字状の第１側壁部５Ａ，平面視コ字状の第２側壁部５Ｂの順でこれらを形成するのに対し、第２実施形態の導光路部材２１及びその製造方法は、図６〜図８に示すように、帯状かつ平板状の１枚の金属板２６を折り曲げて平面視コ字状の第１側壁部２５Ａ，仕切り板部２４，平面視コ字状の第２側壁部２５Ｂの順でこれらを形成する点である。

すなわち、第２実施形態の導光路部材２１は、図６に示すように、第１実施形態と同様に、仕切り板部２４と、平面視コ字状の第１側壁部２５Ａと、平面視コ字状の第２側壁部２５Ｂとを備えている。
上記仕切り板部２４と第１側壁部２５Ａと第２側壁部２５Ｂとは、図７に示す１枚の帯状の金属板２６を折り曲げて構成されている。

この第２実施形態の導光路部材２１の製造方法は、図７及び図８の（ａ）に示すように、帯状かつ平板状の金属板２６を一端から第１の幅Ｈ１で離間した第１の位置Ｐ１で、図８の（ｂ）に示すように、金属板２６の一方の面側に直角に折り曲げ、図８の（ｃ）に示すように、さらに第１の位置Ｐ１から他端側に第２の幅Ｈ２で離間した第２の位置Ｐ２で前記一方の面側に直角に折り曲げて平面視コ字状の第１側壁部２５Ａを形成する第１側壁部形成工程と、図８の（ｄ）に示すように、第２の位置Ｐ２から他端側に第３の幅Ｈ３で離間した第３の位置Ｐ３で前記一方の面側に直角に折り曲げ、図８の（ｅ）に示すように、さらに第３の位置Ｐ３から他端側に第４の幅Ｈ４で離間した第４の位置Ｐ４で金属板２６の他方の面側に直角に折り曲げて仕切り板部２４を形成する仕切り板部形成工程と、図８の（ｆ）に示すように、第４の位置Ｐ４から他端側に第５の幅Ｈ５で離間した第５の位置Ｐ５で前記他方の面側に直角に折り曲げ、図８の（ｇ）に示すように、さらに第５の位置Ｐ５から他端側に第６の幅Ｈ６で離間した第６の位置Ｐ６で前記他方の面側に折り曲げて平面視コ字状の第２側壁部２５Ｂを形成する第２側壁部形成工程とを有している。

なお、第２実施形態では、金属板２６の一端が図７における左端である。
第２実施形態の導光路部材２１では、金属板２６の一端が折り曲げられた第４の位置Ｐ４の山折り側（外側）に当接した状態とされ、互いに接合はされていない。また、金属板２６の他端が第１側壁部２５Ａと第２側壁部２５Ｂとの中間（仕切り板部４）であって折り曲げられた第３の位置Ｐ３の山折り側（外側）に当接した状態とされ、互いに接合はされていない。

このように第２実施形態の導光路部材２１では、第１実施形態と同様に、仕切り板部２４と第１側壁部２５Ａと第２側壁部２５Ｂとが、１枚の帯状の金属板２６を折り曲げて構成されているので、曲げ加工だけで製作でき、製造工程が簡易で製造コストを低減することが可能である。
また、本実施形態の導光路部材２１の製造方法では、帯状かつ平板状の１枚の金属板２６を折り曲げて平面視コ字状の第１側壁部２５Ａ，仕切り板部２４，平面視コ字状の第２側壁部２５Ｂの順でこれらを形成するので、折り曲げ加工だけで仕切り板部２４を含む各部を容易に製作することができ、製造コストを低減することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記各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、仕切り板部，第１側壁部及び第２側壁部の高さが同一に設定されているが、それぞれ別々の高さに設定しても構わない。例えば、第１側壁部及び第２側壁部の仕切り板部に対向している壁面の高さを他の壁面よりも低く設定して仕切り板部に直交する方向の視野角を拡げても構わない。

また、チップサーミスタの第１〜第３の感熱素子を採用しているが、薄膜サーミスタで形成された第１〜第３の感熱素子を採用しても構わない。
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。
また、上記各実施形態では、基板の上面に設置した筐体の上に絶縁性フィルムを設けているが、基板の上面に絶縁性フィルムを直接、設置して第１〜第３のセンサ部を設けても構わない。

１，２１…導光路部材、３Ａ…第１のセンサ部、３Ｂ…第２のセンサ部、４，２４…仕切り板部、５Ａ，２５Ａ…第１側壁部、５Ｂ，２５Ｂ…第２側壁部、６，２６…金属板、Ｈ１〜Ｈ６…第１〜第６の幅、Ｐ１〜Ｐ６…第１〜第６の位置

Claims (3)

1. 感熱部である第１のセンサ部及び第２のセンサ部を備えた赤外線センサ用の導光路部材であって、
   前記第１のセンサ部及び前記第２のセンサ部の上方に開口部を有して前記第１のセンサ部及び前記第２のセンサ部の感熱面の周囲を覆う筒状に構成され、
   前記第１のセンサ部の感熱面と前記第２のセンサ部の感熱面との間の上方に設けられる仕切り板部と、
   前記仕切り板部と共に前記第１のセンサ部の感熱面を囲む平面視コ字状の第１側壁部と、
   前記仕切り板部と共に前記第２のセンサ部の感熱面を囲む平面視コ字状の第２側壁部とを備え、
   前記仕切り板部と前記第１側壁部と前記第２側壁部とが、１枚の帯状の金属板を折り曲げて構成されていることを特徴とする導光路部材。
2. 請求項１に記載の導光路部材の製造方法であって、
   帯状かつ平板状の金属板を一端から第１の幅で離間した第１の位置で前記金属板の一方の面側に直角に折り曲げて一端側に仕切り板部を形成する仕切り板部形成工程と、
   前記第１の位置から他端側に第２の幅で離間した第２の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第２の位置から他端側に第３の幅で離間した第３の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げて前記仕切り板部の一方の面側に平面視コ字状の第１側壁部を形成する第１側壁部形成工程と、
   前記第３の位置から他端側に第４の幅で離間した第４の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第４の位置から他端側に第５の幅で離間した第５の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げて前記仕切り板部の他方の面側に平面視コ字状の第２側壁部を形成する第２側壁部形成工程とを有していることを特徴とする導光路部材の製造方法。
3. 請求項１に記載の導光路部材の製造方法であって、
   帯状かつ平板状の金属板を一端から第１の幅で離間した第１の位置で前記金属板の一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第１の位置から他端側に第２の幅で離間した第２の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げて平面視コ字状の第１側壁部を形成する第１側壁部形成工程と、
   前記第２の位置から他端側に第３の幅で離間した第３の位置で前記一方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第３の位置から他端側に第４の幅で離間した第４の位置で前記金属板の他方の面側に直角に折り曲げて仕切り板部を形成する仕切り板部形成工程と、
   前記第４の位置から他端側に第５の幅で離間した第５の位置で前記他方の面側に直角に折り曲げ、さらに前記第５の位置から他端側に第６の幅で離間した第６の位置で前記他方の面側に折り曲げて平面視コ字状の第２側壁部を形成する第２側壁部形成工程とを有していることを特徴とする導光路部材の製造方法。

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