(57)【要約】【課題】物体の経年劣化による組成または内部構造の変化、もしくは可動物体の経年劣化を検知することが可能な経年劣化検知装置を提供することにある。【解決手段】経年劣化検知装置は、物体と間隙により隔たれて設けられる第一電極および第二電極と、前記物体を含む前記第一電極と前記第二電極間の電極間結合容量を検知する容量センサユニットと、前記容量センサユニットで検知する容量に基づいて前記物体の組成、内部構造または体積の経時変化を検知する制御ユニットと、を備える。前記第一電極および前記第二電極は、経時変化前および経時変化後において、前記物体と間隙により隔てられている。【選択図】図１
2020071035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体と間隙により隔たれて設けられる第一電極および第二電極と、
前記物体を含む前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量を検知する容量センサユニットと、
前記容量センサユニットで検知する容量に基づいて前記物体の組成、内部構造または体積の経時変化を検知する制御ユニットと、
を備え、
前記第一電極および前記第二電極は、経時変化前および経時変化後において、前記物体と間隙により隔てられている経年劣化検知装置。
【請求項２】
請求項１の経年劣化検知装置において、
さらに、バッテリ収納部を備え、
前記物体はバッテリであり、前記バッテリ収納部に収納され、
前記第一電極および前記第二電極は前記バッテリ収納部の対向する二つの壁のそれぞれに設けられ、
前記二つの壁の前記第一電極および前記第二電極が設けられる部分は前記バッテリと隔てられている経年劣化検知装置。
【請求項３】
請求項１の経年劣化検知装置において、
さらに、バッテリ収納部を備え、
前記物体はバッテリであり、前記バッテリ収納部に収納され、
前記第一電極および前記第二電極は前記バッテリ収納部の一つの壁に設けられ、
前記一つの壁の前記第一電極および前記第二電極が設けられる部分は前記バッテリと隔てられている経年劣化検知装置。
【請求項４】
請求項２または３の経年劣化検知装置において、
さらに、メモリを備え、
前記制御ユニットは前記電極間結合容量を所定時間ごとに計測して前記メモリに格納し、前記電極間結合容量の時間履歴に基づいて前記バッテリ収納部への加圧、浸水または結露、もしくは前記バッテリの液漏れを検知する寿命予測装置。
【請求項５】
請求項１の経年劣化検知装置において、さらに、
前記物体から離れて覆うカバーと、
第三電極および第四電極と、
を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記第一電極および前記第二電極は前記カバーの壁に対向するように設けられ、
前記第三電極および第四電極は前記カバーの対向する二つの壁のそれぞれに設けられている経年劣化検知装置。
【請求項６】
請求項１の経年劣化検知装置において、さらに、
前記物体から離れて覆うカバーと、
第三電極および第四電極と、
を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記第一電極および前記第二電極は隣接するように設けられ、
前記第三電極および第四電極は前記カバーの対向する二つの壁のそれぞれに設けられ、
前記ローラの中心部側は発砲ゴム層で形成され、周辺部側はゴム層で形成されている経年劣化検知装置。
【請求項７】
請求項１の経年劣化検知装置において、さらに、
前記物体から離れて覆うカバーと、
第三電極および第四電極と、
第五電極および第六電極と、
を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記第一電極および前記第二電極はお互いに隣接するように設けられ、
前記第三電極および第四電極は前記カバーの対向する二つの壁のそれぞれに設けられ、
前記第五電極および前記第六電極はお互いに隣接するように設けられ、
前記ローラの前記第三電極側の第一部分は、中心部側は発砲ゴム層で形成され、周辺部側はゴム層で形成され、
前記ローラの前記第四電極側の第二部分はゴム層で形成され、
前記第一電極および前記第二電極は前記第一部分と対向して配置され、
前記第五電極および前記第六電極は前記第二部分と対向して配置されている経年劣化検知装置。
【請求項８】
経年劣化により組成、内部構造または体積が経時変化する物体と、
前記物体と隔たれて設けられる第一電極および第二電極と、
前記物体を含む前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量を所定時間ごとに検知する容量センサユニットと、
前記容量センサユニットで検知する電極間結合容量と予め評価した容量と劣化との関係を示す基準変化曲線とに基づいて前記物体の寿命を予測する制御ユニットと、
を備える寿命予測装置。
【請求項９】
請求項８の寿命予測装置において、
さらに、前記基準変化曲線が格納されるメモリを備え、
前記物体はバッテリであり、
前記基準変化曲線は、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの膨張量との関係性を示す膨張曲線と、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの充電可能容量との関係性を示すバッテリ劣化曲線と、に基づいて求められた前記膨張量と前記充電可能容量との関係性を示す寿命予測曲線であり、
前記制御ユニットは、前記寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測装置。
【請求項１０】
請求項９の寿命予測装置において、
前記メモリは、使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正した補正膨張曲線と、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線と、に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線を格納しており、
前記制御ユニットは、前記補正寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測装置。
【請求項１１】
請求項９の寿命予測装置において、
前記メモリは、使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正した補正膨張曲線と、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線と、前記補正膨張曲線および前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線と、を格納しており、
前記制御ユニットは、前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて予測充放電回数を提示し、前記補正寿命予測曲線に基づいて延命のための使用条件をガイドする寿命予測装置。
【請求項１２】
請求項８の寿命予測装置において、
さらに、前記物体と隔たれて設けられる第三電極および第四電極と、前記基準変化曲線が格納されるメモリと、を備え、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記基準変化曲線は、前記ローラの累積回転数と前記ローラの摩耗量との関係性を示す摩耗量曲線と、経過時間と前記ローラの変質レベルとの関係性を示す組成変化量曲線と、に基づいて求められた前記経過時間と前記累積回転数との関係性を示すローラ交換判定曲線であり、
前記摩耗量は前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量により計測され、
前記変質レベルは前記第三電極と前記第四電極との間の電極間結合容量によりを計測され、
前記制御ユニットは、前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測装置。
【請求項１３】
請求項１２の寿命予測装置において、
前記メモリは、前記ローラの材質または環境条件に基づいて前記摩耗量曲線を補正した補正摩耗量曲線と、前記材質または前記環境条件に基づいて前記組成変化量曲線を補正した補正組成変化量曲線と、に基づいて前記ローラ交換判定曲線を補正した補正寿命予測曲線を格納しており、
前記制御ユニットは、前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測装置。
【請求項１４】
経年劣化により組成、内部構造または体積が経時変化する物体を含み、前記物体と隔たれて設けられる第一電極と第二電極との間の電極間結合容量を検知し、前記電極間結合容量と予め評価した容量と劣化との関係を示す基準変化曲線とに基づいて前記物体の寿命を予測する寿命予測方法。
【請求項１５】
請求項１４の寿命予測方法において、
前記物体はバッテリであり、
前記基準変化曲線は、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの膨張量との関係性を示す膨張曲線と、前記バッテリの充電回数と前記バッテリの充電可能容量との関係性を示すバッテリ劣化曲線と、に基づいて求められた前記膨張量と前記充電可能容量との関係性を示す寿命予測曲線であり、
前記寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測方法。
【請求項１６】
請求項１５の寿命予測方法において、
使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正した補正膨張曲線と、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線と、に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線を求め、
前記補正寿命予測曲線に基づいて前記バッテリの寿命を予測する寿命予測方法。
【請求項１７】
請求項１５の寿命予測方法において、
使用履歴または環境条件に基づいて前記膨張曲線を補正して補正膨張曲線を求め、前記使用履歴または前記環境条件に基づいて前記バッテリ劣化曲線を補正した補正バッテリ劣化曲線を求め、前記補正膨張曲線および前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて前記寿命予測曲線を補正した補正寿命予測曲線を求め、
前記補正バッテリ劣化曲線に基づいて予測充放電回数を提示し、前記補正寿命予測曲線に基づいて延命のための使用条件をガイドする寿命予測方法。
【請求項１８】
請求項１４の寿命予測方法において、
前記物体は円柱状のゴム製のローラであり、
前記基準変化曲線は、前記ローラの累積回転数と前記ローラの摩耗量との関係性を示す摩耗量曲線と、経過時間と前記ローラの変質レベルとの関係性を示す組成変化量曲線と、に基づいて求められた前記経過時間と前記累積回転数との関係性を示すローラ交換判定曲線であり、
前記摩耗量は前記第一電極と前記第二電極との間の電極間結合容量により計測され、
前記変質レベルは前記ローラと隔てられて設けられた第三電極と第四電極との間の電極間結合容量によりを計測され、
前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測方法。
【請求項１９】
請求項１８の寿命予測方法において、
前記ローラの材質または環境条件に基づいて前記摩耗量曲線を補正した補正摩耗量曲線と、前記材質または前記環境条件に基づいて前記組成変化量曲線を補正した補正組成変化量曲線と、に基づいて前記ローラ交換判定曲線を補正した補正寿命予測曲線を求め、
前記ローラ交換判定曲線に基づいて前記ローラの劣化を予測する寿命予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は経年劣化検知装置、寿命予測装置および寿命予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末には、二次電池からなる電池パック（バッテリとも称される）が搭載されていて、この電池パックから電力が供給されることにより、かかる携帯端末が動作可能となる。携帯端末の電池パックに採用されている二次電池としてはリチウムイオン電池が最も主流である。リチウムイオン電池は、小型化や軽量化という点において優れ、且つ高電圧が得られ、高エネルギ密度であるという利点を有する。その一方、リチウムイオン電池では、長期間の使用等により充電回数が積算されていくと徐々に劣化が進行し、劣化が極度に進行すると膨張による変形が生じ、ひいては発熱や発煙、破裂等の不具合が発生することがある（例えば、特開２０１３−１９１３６４号公報（特許文献１）、特開２００１−２４３９９１号公報（特許文献２））。
【０００３】
特許文献１では、電池パックが膨張すると電池パックの下面に設けられた導電性薄膜が電池パック収容部の端子に接して通電することにより電池パックの膨張を検知することが提案されている。
【０００４】
特許文献２では、二次電池本体が膨張すると二次電池本体の外表面に設けられた感圧抵抗素子の抵抗値が所定値になることにより二次電池本体の膨張を検知することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１９１３６４号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２のいずれも、電池パックまたは二次電池本体（物体）と接触して検知するものであり、物体の経年劣化による組成または内部構造の変化、もしくは可動物体の経年劣化を検知することができない。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、経年劣化検知装置は、物体と間隙により隔たれて設けられる第一電極および第二電極と、前記物体を含む前記第一電極と前記第二電極間の電極間結合容量を検知する容量センサユニットと、前記容量センサユニットで検知する容量に基づいて前記物体の組成、内部構造または体積の経時変化を検知する制御ユニットと、を備える。前記第一電極および前記第二電極は、経時変化前および経時変化後において、前記物体と間隙により隔てられている。
【発明の効果】
【０００８】
上記経年劣化検知装置によれば、物体の経年劣化による組成または内部構造の変化、もしくは可動物体の経年劣化を検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は実施形態の装置の構成を説明する図である。
【図２】図２はバッテリとそれを収容するバッテリ収容部の構成を示す図であり、図２（Ａ）は上面図であり、図２（Ｂ）はバッテリの非膨張時の図２（Ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、図２（Ｃ）はバッテリの膨張時の図２（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２（Ｂ）の拡大図であり、図３（Ｂ）は図２（Ｂ）の拡大図である。
【図４】図４は電極間結合容量の計測システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図５は図４の静電容量センサユニットの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は膨張量曲線を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は膨張量曲線を示す図であり、図７（Ｂ）はバッテリ劣化曲線を示す図である。
【図８】図８は寿命予想曲線を示す図である。
【図９】図９（Ａ）は膨張量曲線を示す図であり、図９（Ｂ）はバッテリ劣化曲線を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は使用履歴による補正表である。図１０（Ｂ）は寿命予想曲線を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）は使用履歴および環境条件による補正表である。図１１（Ｂ）は寿命予想曲線を示す図である。
【図１２】図１２はバッテリの膨張量とバッテリの充電／放電温度から充電可能容量の補正値を求めるテーブルである。
【図１３】図１３（Ａ）は膨張量曲線を示す図であり、図１３（Ｂ）はバッテリ劣化曲線を示す図である。
【図１４】図１４（Ａ）は使用履歴による環境条件の表である。図１４（Ｂ）はバッテリの膨張量とバッテリの充電可能容量との関係を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）はバッテリの非膨張時かつ非加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１５（Ｂ）はバッテリの非膨張時かつ加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１５（Ｃ）はバッテリの膨張時かつ非加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１５（Ｄ）はバッテリの膨張時かつ加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１６】図１６（Ａ）はバッテリの非膨張時かつ非液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１６（Ｂ）はバッテリの非膨張時かつ液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１６（Ｃ）はバッテリの膨張時かつ非液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１６（Ｄ）はバッテリの膨張時かつ液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）はバッテリの非膨張時かつ非結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１７（Ｂ）はバッテリの非膨張時かつ結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１７（Ｃ）はバッテリの膨張時かつ非結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１７（Ｄ）はバッテリの膨張時かつ結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａはバッテリ寿命予測の前半のフローチャートである。
【図１８Ｂ】図１８Ｂはバッテリ寿命予測の後半のフローチャートである。
【図１９】図１９は直方体型バッテリ及び平面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図１９（Ａ）は斜視図であり、図１９（Ｂ）は非膨張時の断面図であり、図１９（Ｃ）は膨張時の断面図である。
【図２０】図２０は直方体型バッテリ及び平面隣接電極配置された電極の設置例を示す図であり、図２０（Ａ）は斜視図であり、図２０（Ｂ）は非膨張時の断面図であり、図２０（Ｃ）は膨張時の断面図である。
【図２１】図２１は円柱体型バッテリ及び曲面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図２１（Ａ）は斜視図であり、図２１（Ｂ）は非膨張時の断面図であり、図２１（Ｃ）は膨張時の断面図である。
【図２２】図２２はローラ部の構成を示す斜視図である。
【図２３】図２３はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図２３（Ａ）は上面図であり、図２３（Ｂ）は正面図であり、図２３（Ｃ）は図２３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図２４】図２４（Ａ）はローラの非摩耗時の図２３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図であり、図２４（Ｂ）はローラの摩耗時の図２３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図２５】図２５（Ａ）はゴム製ローラ部の非組成変質時の正面図であり、図２５（Ｂ）はゴム製ローラ部の組成変質時時の正面図である。
【図２６】図２６は電極間結合容量の計測システムの構成を示すブロック図である。
【図２７】図２７（Ａ）は摩耗量曲線を示す図であり、図２７（Ｂ）は組成変化量曲線を示す図であり、図２７（Ｃ）はローラ交換判定曲線を示す図である。
【図２８】図２８（Ａ）は摩耗量曲線を示す図であり、図２８（Ｂ）は組成変化量曲線を示す図である。
【図２９】図２９（Ａ）は使用履歴による補正表である。図２９（Ｂ）はローラ交換判定曲線を示す図である。
【図３０】図３０（Ａ）は摩耗量曲線を示す図であり、図３０（Ｂ）は組成変化量曲線を示す図である。
【図３１】図３１（Ａ）は環境条件による補正表である。図３１（Ｂ）はローラ交換判定曲線を示す図である。
【図３２Ａ】図３２Ａはローラの劣化予測の前半のフローチャートである。
【図３２Ｂ】図３２Ｂはローラの劣化予測の後半のフローチャートである。
【図３３】図３３（Ａ）はローラ部の構成を示す斜視図である。
【図３４】図３４はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図３４（Ａ）は上面図であり、図３４（Ｂ）は正面図であり、図３４（Ｃ）は図３４（Ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図３５】図３５（Ａ）はローラの非摩耗時の図３４（Ａ）のＦ−Ｆ断面図であり、図３５（Ｂ）はローラの摩耗時の図３４（Ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図３６】図３６（Ａ）はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図３６（Ｂ）はローラの非摩耗時の断面図であり、図３６（Ｃ）はローラの摩耗時の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態、実施例および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
【００１１】
実施形態は、経年劣化を伴う物体において劣化の経時変化が組成や内部構造、体積に表われる物体（例えば、バッテリ、ゴムローラなど）の劣化の検知および劣化（寿命）の予測を行う。図１は実施形態に係る物体の経年劣化を検知する装置の構成を説明する図である。
【００１２】
図１に示すように、実施形態の装置１は、物体（ＯＢＪ）２と隔たれて設けられる一対の電極（ＥＬＣ）３，４と、物体２を含む電極３，４の間の電極間結合容量を検知する容量センサユニット（ＣＳＵ）５と、容量センサユニット５で検知する電極間結合容量に基づいて物体２の経時変化を検知する制御ユニット（ＣＵ）６と、を備える。
【００１３】
装置１は、対向する両面または一面に少なくとも一対の電極３，４が形成されている空間内に物体２を配置し、該空間内の物体２の劣化による組成、内部構造、体積の経時変化を、該一対の電極３，４間に存在する該物体２とその他の物質（例えば空気や水）の比誘電率に応じた静電容量の変化として捉える。静電容量を計測することにより劣化を検知する。また、装置１は予め評価された基準容量変化曲線に基づいて物体の劣化（寿命）を予測する。さらに、使用履歴情報または周囲環境に基づいて劣化（寿命）予測を補正する。
【００１４】
実施形態は、下記のうちの少なくとも一つの効果を奏する。
（１）物体の体積の経時変化を非接触、非破壊で検知することが可能である。
（２）物体の組成の経時変化を検知することが可能であるので、例えば、バッテリの液漏れ、浸水、結露など物体の組成的な異常を検知することが可能である。
（３）物体の形状に応じ、電極の配置や形状、サイズを設計することが可能である。
（４）静電容量センサユニットを内蔵するマイクロコントローラと電極パターンのみの低コストで検知することが可能である。
（５）例えば、バッテリの加圧を検知してユーザに対しアラート出力し、バッテリの爆発を防止することが可能である。
（６）物体の劣化や寿命予測をすることが可能である。
（７）物体の劣化を抑えるガイダンスをすることが可能である。
【実施例１】
【００１５】
第一実施例では物体の一例であるバッテリが携帯端末に収納される例について説明する。
図２はバッテリとそれを収容するバッテリ収容部の構成を示す図であり、図２（Ａ）は上面図であり、図２（Ｂ）はバッテリの非膨張時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図２（Ｃ）はバッテリの膨張時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。図３（Ａ）は図２（Ｂ）の拡大図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図３（Ｂ）は図２（Ｂ）の拡大図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
【００１６】
図２に示すように、携帯端末の筐体に形成されるバッテリ収容部１６０に、リチウムイオン電池からなるバッテリ１００が収容される。バッテリ１００の上面１００ａの周辺部がバッテリ収容部１６０の上壁１６０ａの内面に当接し、下面１００ｂの周辺部がバッテリ収容部１６０の底壁１６０ｂの内面に当接する。バッテリ１００の上面１００ａの中央部とバッテリ収容部１６０の上壁１６０ａとの間に間隙１２０があり、中心部ほど間隙が大きくなっている。バッテリ１００の下面１００ｂの中央部とバッテリ収容部１６０の底壁１６０ｂとの間に間隙１２１があり、中心部ほど間隙が大きくなっている。また、バッテリ収容部１６０の上壁１６０ａの外面に相互容量送信電極１１０を有し、バッテリ収容部１６０の底壁１６０ｂの外面に相互容量受信電極１１１を有する。
【００１７】
バッテリ１００は、高さ（縦幅）がＨ０、幅（横幅）がＷ０、厚みがＴ０の直方体（四角柱）形状であり、これらのＨ０、Ｗ０およびＴ０は、バッテリ収容部１６０の高さ（縦幅）、幅（横幅）および厚みよりも小さい。また、バッテリ１００は、Ｈ０がＷ０よりも明確に大きい場合を例示しているが、これに限定されず、Ｈ０およびＷ０がほぼ等しくてもよい。
【００１８】
上述したようにバッテリ１００はリチウムイオン電池からなるため、長期間の使用等により劣化が極度に進行すると、図２（Ｃ）に示すように膨張によって中央部近傍が膨らむような球面状の変形が生じ、ひいては不具合が発生するおそれがある。この劣化を予想すべく、バッテリ収容部１６０は、以下に説明するようにバッテリ１００の膨張を検知するための構成を有する。
【００１９】
バッテリ１００は相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１の間に一定距離で設置されている。言い換えると、相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１はバッテリ１００を挟んで対向配置されている。
【００２０】
相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１の電極間結合容量を計測する。相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１の間に存在する空気層からなる間隙１２０とバッテリ１００と空気層からなる間隙１２１の比誘電率により電極間結合容量が変化する。ここで、図３（Ａ）に示すように、通常時の相互容量送信電極１１０からバッテリ１００の間の間隙１２０の厚さをＴ１と、バッテリ１００の厚さをＴ０と、バッテリ１００から相互容量受信電極１１１の間の間隙１２１の厚さをＴ２とする。
【００２１】
バッテリ１００が充放電されると、図３（Ｂ）に示すようにバッテリ１００の体積が膨張する。これに伴い、間隙１２０の厚さがＴ１１に減少し、バッテリ１００の厚さがＴ０１に増加し、間隙１２１の厚さがＴ２１に減少する（Ｔ１＞Ｔ１１、Ｔ０＜Ｔ０１、Ｔ２＞Ｔ２１）。よって、通常時の間隙１２０とバッテリ１００と間隙１２１の体積比率が、膨張後の間隙１２０とバッテリ１００と間隙１２１の体積比率と異なるため、電極間結合容量の変化を検知することができる。バッテリ１００の表面は導電体で構成されているため、バッテリ１００が膨張し体積が増加してもバッテリ１００の比誘電率の変化はない。そのため、体積変化による電極間結合容量の変化を検知することできる。ここで、バッテリ１００の体積が膨張すると電極間結合容量は増加する。これによって、バッテリの膨張（経年劣化）を検知することが可能である。
【００２２】
次に、電極間結合容量の計測について図４、５を用いて説明する。図４は第一実施例のバッテリの経年劣化を検知する装置の構成を示すブロック図である。図５は図４の静電容量センサユニットの構成を示すブロック図である。
【００２３】
第一実施例の装置１０は、バッテリ１００と隔たれて設けられる相互容量送信電極１１０および相互容量受信電極１１１と、バッテリ１００を含む相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１の間の電極間結合容量を検知するマイクロコントローラ５００と、を備える。
【００２４】
電極間結合容量はマイクロコントローラ５００に内蔵される静電容量センサユニット５０３で計測される。静電容量センサユニット（ＣＳＵ）５０３はメモリ（ＭＥＭＯＲＹ）５０２に格納されるソフトウェアプログラムを実行する制御ユニットであるＣＰＵ５０１により制御される。静電容量センサユニット５０３はスイッチトキャパシタ回路（Switched Capacitor Circuit：ＳＣ）５０４と、ＳＣ５０４を利用した容量−電流変換器（Capacitance-Current Converter）５０５と、ＳＣ５０４に同期してパルス出力可能なパルス生成器（Pulse Generator）５０６と、を備える。容量−電流変換器５０５は電流量に変換された容量を電流量に応じて発振周波数が変化する回路とその回路から出力されるパルスをカウントするカウンタを用いて数値化する。パルス生成器５０６は相互容量送信電極１１０に駆動パルスを送信する。
【００２５】
図６は膨張量曲線を示す図である。  
バッテリの充放電回数とバッテリの膨張量には相関関係があり、バッテリの充放電回数が多くなると膨張量も多くなる。バッテリの充放電回数とバッテリの膨張量の相関性を示す膨張量曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線である膨張量曲線を、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。図６に示すように、膨張量曲線は、例えば膨張量が＋５０％に到達する充放電回数（Ｎ５０）や膨張量が＋９０％に到達する充放電回数（Ｎ９０）を求めることができる。ＣＰＵ５０１はバッテリ１００のバッテリ膨張量の変化を段階的に検知することができるので、メモリに格納された膨張量曲線に基づいてバッテリの残された充放電回数（寿命）を推測することが可能になる。
【００２６】
図７（Ａ）は膨張量曲線を示す図であり、図７（Ｂ）はバッテリ劣化曲線を示す図である。図８は寿命予測曲線を示す図である。
【００２７】
図７（Ａ）の膨張量曲線は図６の膨張量曲線と同様に求める。図７（Ｂ）に示すように、バッテリの充放電回数とバッテリの充電可能容量（ｍＡｈ）には相関関係があり、バッテリの充放電回数が多くなるとバッテリの充電可能容量は少なくなる。バッテリの充放電回数とバッテリの充電可能容量には相関性を示すバッテリ劣化曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線であるバッテリ劣化曲線を、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。図７（Ａ）の膨張量曲線と図７（Ｂ）のバッテリ劣化曲線から相関性を事前に評価し、図８に示す膨張量と充電可能容量の関係性を示す寿命予測曲線を、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。これらにより、ＣＰＵ５０１は膨張量（電極間結合容量）から充電可能容量を求めることが可能になり寿命予測が可能になる。
【００２８】
なお、膨張曲線、バッテリ劣化曲線および寿命予測曲線を予めメモリ５０２に格納しておいてもよいし、膨張曲線およびバッテリ劣化曲線を予めメモリ５０２に格納してＣＰＵ５０１が寿命予測曲線を算出するようにしてもよいし、寿命予測曲線のみを予めメモリ５０２に格納しておいてもよい。
【００２９】
寿命の推測はＣＰＵ５０１ではなく、携帯端末が備える他のＣＰＵや携帯端末と通信可能な他の装置のＣＰＵであってもよい。その場合、膨張量曲線、バッテリ劣化曲線、寿命予測曲線等は夫々のＣＰＵがアクセスするメモリに格納してもよい。
【００３０】
＜第一実施例の変形例＞
以下、第一実施例の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の第一実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の第一実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の第一実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の第一実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
【００３１】
（第一変形例）
実際にはバッテリの膨張量および充電可能容量は、使用履歴である放電電流や充電電流、ＭＡＸ充電状態での長時間放置時間、ＭＩＮ充電状態での長時間放置時間、など充放電回数以外の要因でも劣化速度が左右されるため、第一変形例では使用履歴情報から寿命予測を補正し予測精度を高める。
【００３２】
図９（Ａ）は膨張量曲線を示す図であり、図９（Ｂ）はバッテリ劣化曲線を示す図である。図１０（Ａ）は使用履歴による補正表である。図１０（Ｂ）は寿命予測曲線を示す図である。
【００３３】
図１０（Ａ）に示すように、充電電流または放電電流が大きい場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が多い場合、ワースト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が小さい場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が少ない場合、ベスト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が中の場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が中の場合、標準条件の曲線に近づいていく。
【００３４】
使用履歴による寿命予測の補正について説明する。
【００３５】
第一実施例と同様に、図９（Ａ）の膨張量曲線と図９（Ｂ）のバッテリ劣化曲線から相関性を事前に評価し、図１０（Ｂ）に示す膨張量と充電可能容量の関係性を示す寿命予測曲線を、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。
【００３６】
図９に示すように、充放電回数がＮ回に到達したとき、標準条件での使用では、バッテリ劣化曲線ＤＳに示すように、バッテリ充電可能容量（ｍＡｈ）が４０％であるのに対し、例えば、充電／放電電流が大きいワースト条件ではバッテリ劣化曲線ＤＷに示すようにバッテリ充電可能容量が０％となる。このため、標準条件の特性データ（膨張曲線ＥＳ、バッテリ劣化曲線ＤＳ）に基づいた寿命予測曲線ＣＳのみからでは予測に誤差が発生する。このため、図１０（Ｂ）に示すように、充電／放電電流等の使用履歴によるワースト条件、ベスト条件の特性データ（膨張曲線ＥＷ，ＥＢ、バッテリ劣化曲線ＤＷ，ＤＢ）に基づいた寿命予測曲線ＣＷ、ＣＢを例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。ＣＰＵ５０１は、寿命予測曲線ＣＷ、ＣＢにより寿命予測を行う、すなわち、使用履歴で寿命予測曲線の補正を行うことで寿命予測の精度向上が可能となる。
【００３７】
（第二変形例）
また、充放電回数と使用履歴以外で環境による条件の変化がバッテリの劣化に影響を与える可能性があるため、環境条件を検出しその結果で劣化予測を補正しても良い。環境条件とはバッテリが存在する周囲環境を指し、温度や湿度、結露、浸水、粉塵、空気構成などに依存して変化する。
【００３８】
図１１（Ａ）は使用履歴および環境条件による補正表である。図１１（Ｂ）はバッテリの膨張量とバッテリの充電可能容量との関係曲線を示す図である。図１２はバッテリの膨張量とバッテリの充電／放電温度から充電可能容量を求めるテーブルである。
【００３９】
図１１（Ａ）に示すように、充電電流または放電電流が大きい場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が多い場合、もしくは充電温度または放電温度が高い場合、ワースト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が小さい場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が少ない場合、もしくは充電温度または放電温度が低い場合、ベスト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が中の場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が中の場合、もしくは充電温度または放電温度が中の場合、標準条件の曲線に近づいていく。
【００４０】
使用履歴および環境条件による寿命予測の補正について説明する。
【００４１】
第一変形例と同様に、膨張量曲線とバッテリ劣化曲線から相関性を事前に評価し、図１１（Ｂ）に示す膨張量と充電可能容量の関係性を示す寿命予測曲線を、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。
【００４２】
第一変形例と同様に、図１１（Ｂ）に示すように、環境条件の充電／放電温度のワースト条件、ベスト条件で補正された寿命予測曲線ＣＷ，ＣＢを例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。ＣＰＵ５０１は、寿命予測曲線ＣＷ，ＣＢに基づいて寿命予測を行う。具体的には、例えば、図１２に示すように、膨張度、充電／放電温度、充電可能容量の関係を事前に評価して、膨張曲線、バッテリ劣化曲線および寿命曲線を補正する。使用履歴および環境条件で寿命予測の補正を行うことで寿命予測の精度向上が可能となる。
【００４３】
図１２の充電可能容量のテーブルでは、充電／放電温度が−２０〜−１１℃において、膨張度が＋０％の場合の充電可能容量が＋１００％、膨張量が＋１００％の場合の充電可能容量が０％である。また、膨張量が＋０％の場合の充電可能容量は、充電／放電温度に拘らず＋１００％である。図１２に示すように、充電温度または放電温度が高くなるにつれて充電可能容量（％）は小さくなり、膨張量が大きい場合、充電可能容量（％）は０％以下になる。
【００４４】
（第三変形例）
バッテリ延命ガイドの例について図１３、１４を用いて説明する。図１３（Ａ）は膨張量曲線を示す図であり、図１３（Ｂ）はバッテリ劣化曲線を示す図である。図１４（Ａ）は使用履歴による環境条件の表である。図１４（Ｂ）は寿命予測曲線を示す図である。
【００４５】
図１４（Ａ）に示すように、充電電流または放電電流が大きい場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が多い場合、もしくは充電温度または放電温度が高い場合、ワースト条件の曲線に近づいていく。充電電流または放電電流が小さい場合、もしくはＭＡＸ充電状態での長時間放置時間またはＭＩＮ充電状態での長時間放置時間が少ない場合、もしくは充電温度または放電温度が低い場合、ベスト条件の曲線に近づいていく。
【００４６】
使用履歴および環境条件により寿命の予測およびそれに基づく延命ガイドについて説明する。
【００４７】
図１３（Ａ）の膨張量曲線と図１３（Ｂ）のバッテリ劣化曲線と図１３（Ｂ）の寿命予測曲線とを、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に予め格納しておく。
【００４８】
例えば、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ワースト条件下で充放電をＭ回繰り返し、バッテリ膨張量が＋５０％に到達した場合（矢印Ｃ）、バッテリ充電可能容量は２８％である。このまま同条件で使用を継続する場合、バッテリの充電可能容量が０％に到達する予測充放電回数はＮ回となる。Ｍ回以降は使用条件を改善し（ベスト条件にして）使用する場合（矢印Ｇ）、バッテリの充電可能容量が０％に到達する予測充放電回数はＮ＋α回（α＞０）になる。
【００４９】
そこで、ＣＰＵ５０１は、ユーザに対し、このまま同条件で使用を継続しバッテリの充電可能容量が０％に到達した場合の予測充放電回数（Ｎ回）と、Ｍ回以降は使用条件を改善しバッテリの充電可能容量０％に到達した場合の予測充放電回数（Ｎ＋α回）とを提示する。ＣＰＵ５０１は、図１４（Ｂ）に示すように、延命のために使用条件を改善する具体的な使用例（例えば、充電／放電電流を小さくし、ＭＩＮ／ＭＡＸ充電状態での長時間放置時間を少なくし、充電／放電温度を低くする等の使用条件および環境条件）をガイドする。これにより、バッテリの寿命を長くすることが可能となる。
【００５０】
（第四変形例）
バッテリの劣化予測のための電極で、バッテリ収容部への加圧を検知することが可能になる。バッテリ収容部への加圧検知について図１５を用いて説明する。図１５（Ａ）はバッテリの非膨張時かつ非加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１５（Ｂ）はバッテリの非膨張時かつ加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図１５（Ｃ）はバッテリの膨張時かつ非加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１５（Ｄ）はバッテリの膨張時かつ加圧時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
【００５１】
図１５（Ｂ）（Ｄ）に示すように、バッテリ１００を収容しているバッテリ収容部１６０に圧力がかかり、相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１の距離が短くなると、非膨張時および膨張時に拘らず、相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１の電極間結合容量が急激に増加する。この場合の増加速度は、バッテリの充放電に伴う膨張により生じるに電極間結合容量の増加速度とは異なるためバッテリの加圧を検知することが可能となる。
【００５２】
この事象を検知することで、バッテリ搭載製品を誤って踏んでしまったり、製品の上に座ってしまったり、幼児による製品を噛んでしまったりする等によるバッテリ加圧時に、ユーザに対して加圧の原因を取り除くアナウンスを行い、加圧から発生する恐れのあるバッテリの爆発や液漏れなどを未然に防止することが可能となる。
【００５３】
（第五変形例）
バッテリの劣化予測のための電極で、バッテリの液漏れやバッテリ収容部への浸水を検知することが可能になる。バッテリ液漏れ／浸水の検知について図１６を用いて説明する。図１６（Ａ）はバッテリの非膨張時かつ非液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１６（Ｂ）はバッテリの非膨張時かつ液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図１６（Ｃ）はバッテリの膨張時かつ非液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１６（Ｄ）はバッテリの膨張時かつ液漏れ／浸水時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
【００５４】
図１６（Ｂ）（Ｄ）に示すように、バッテリの液漏れまたは浸水が発生すると、非膨張時および膨張時に拘らず、それまで、空気層からなる間隙１２０、バッテリ１００、空気層からなる間隙１２１で構成されていた電極間結合容量が、液漏れの電解水や浸水の水か追加され、空気層からなる間隙１２０、液体１５０、バッテリ１００、液体１５０、空気層からなる間隙１２１で構成される電極間結合容量となり、容量変化が発生する。ほとんどの液体の比誘電率は原則的にどれも高く、液体の性質上バッテリ収容部において広範囲に液体が付着し、必然的に電極間結合容量は大きく増加することが予想される。この事象を検知し、ユーザに対してバッテリの交換や浸水の除去などをガイドすることにより、製品の故障、バッテリ接点の腐食による劣化やその他製品内部の破損、劣化、浸水による電源や信号の短絡による製品内部の破損などを未然に防止することが可能となる。
【００５５】
（第六変形例）
バッテリの劣化予測のための電極で、バッテリやバッテリ収容部の結露を検知することが可能になる。バッテリ結露の検知について図１７を用いて説明する。図１７（Ａ）はバッテリの非膨張時かつ非結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１７（Ｂ）はバッテリの非膨張時かつ結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。図１７（Ｃ）はバッテリの膨張時かつ非結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図１７（Ｄ）はバッテリの膨張時かつ結露時の図２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
【００５６】
図１７（Ｂ）（Ｄ）に示すように、バッテリに結露が発生すると、非膨張時および膨張時に拘らず、それまで、空気層１２０、バッテリ１００、空気層１２１で構成されていた電極間結合容量が、結露の水滴または水膜か追加され、空気層１２０、結露１５１、バッテリ１００、結露１５１、空気層１２１で構成される電極間結合容量となり、容量変化が発生する。水の比誘電率は原則的にどれも高く、液体の性質上バッテリ収容部において広範囲に結露が付着し、必然的に電極間結合容量は大きく増加することが予想される。この事象を検知し、ユーザに対して結露の除去などをガイドすることにより、製品の故障、電源や信号の短絡による製品内部の破損などを未然に防止することが可能となる。
【００５７】
（第七変形例）
バッテリ寿命予測について図１８Ａ、１８Ｂを用いて説明する。図１８Ａはバッテリ寿命予測の前半のフローチャートであり、図１８Ｂはバッテリ寿命予測の後半のフローチャートである。
【００５８】
図１８Ａに示すように、ＣＰＵ５０１は、静電容量センサユニット５０３により、第一実施例で説明したように相互容量送信電極１１０と相互容量受信電極１１１との電極間結合容量を所定時間ごとに計測し、メモリ５０２に格納する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ５０１はメモリ５０２に格納されている電極間結合容量の時間履歴に基づいて容量変化である増加速度を求める（ステップＳ１２）。ＣＰＵ５０１は、第四変形例で説明したように増加速度から加圧かどうかを判断する（ステップＳ１３）。ＣＰＵ５０１は、加圧検知した場合、加圧アラートを発し、ユーザに対して加圧の原因を取り除く等のアナウンスを行う（ステップＳ１４）。
【００５９】
ＣＰＵ５０１は加圧検知でない場合、第五変形例および第六変形例で説明したように、非誘電率の変化に基づく電極間結合容量の変化を検知し、浸水／液漏れ／結露かどうかを判断する（ステップＳ１５）。ＣＰＵ５０１は、浸水を検知した場合、浸水アラートを発し、ユーザに対して浸水の原因を取り除く等のアナウンスを行う（ステップＳ１６）。ＣＰＵ５０１は、液漏れを検知した場合、液漏れアラートを発し、ユーザに対してバッテリの交換等のアナウンスを行う（ステップＳ１７）。ＣＰＵ５０１は、結露を検知した場合、浸水アラートを発し、ユーザに対して結露の除去等のアナウンスを行う（ステップＳ１８）。
【００６０】
ＣＰＵ５０１は、浸水／液漏れ／結露を検知しない場合、第二変形例で説明したような充電／放電電流補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ１９）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、充電／放電電流補正処理を行う（ステップＳ２０）。ＮＯの場合、図１８ＢのステップＳ２１に移る。
【００６１】
図１８Ｂに示すように、ＣＰＵ５０１は、第一変形例で説明したようなＭＩＮ／ＭＡＸ容量長時間放置補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ２１）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、ＭＩＮ／ＭＡＸ容量長時間放置補正処理を行う（ステップＳ２２）。ＮＯの場合、ステップＳ２３に移る。
【００６２】
ＣＰＵ５０１は、第一変形例で説明したような充電／放電温度補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ２３）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、充電／放電温度補正処理を行う（ステップＳ２４）。ＮＯの場合、ステップＳ２５に移る。
【００６３】
ＣＰＵ５０１は充電可能容量等の寿命予測を更新する（ステップＳ２５）。ＣＰＵ５０１は寿命予測に基づいて寿命が経過したどうかを判断する（ステップＳ２６）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、寿命ガイダンス処理を行う（ステップＳ２７）。ＮＯの場合、ステップＳ２８に移る。
【００６４】
ＣＰＵ５０１は第三変形例で説明したような延命ガイドを行うかどうかを判断する（ステップＳ２８）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、延命ガイド処理を行う（ステップＳ２９）。ＮＯの場合、処理を終了する。
【００６５】
（第八変形例）
第一実施例では電極は曲面であるが、平面であってもよい。
【００６６】
図１９は直方体型バッテリ及び平面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図１９（Ａ）は斜視図であり、図１９（Ｂ）は非膨張時の断面図であり、図１９（Ｃ）は膨張時の断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
【００６７】
バッテリ１００は第一実施例と同様であるが、相互容量送信電極１１０Ａ、相互容量受信電極１１１Ａは平面形状をしている。よって、図１９（Ｂ）の非膨張時、相互容量送信電極１１０Ａとバッテリ１００との対向面、相互容量受信電極１１１Ａとバッテリ１００との対向面は平行である。第一実施例と同様に、バッテリの膨張等の経年劣化を電極間結合容量で検知することが可能であり、寿命予測等も可能である。
【００６８】
（第九変形例）
第一実施例では電極はバッテリを挟んで対向しているが、電極は隣接配置であってもよい。
【００６９】
図２０は直方体型バッテリ及び平面隣接電極配置された電極の設置例を示す図であり、図２０（Ａ）は斜視図であり、図２０（Ｂ）は非膨張時の断面図であり、図２０（Ｃ）は膨張時の断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
【００７０】
バッテリ１００は第一実施例と同様であり、相互容量送信電極１１０Ｂおよび相互容量受信電極１１１Ｂは第八変形例と同様に平面形状であるが、相互容量送信電極１１０Ｂおよび相互容量受信電極１１１Ｂは隣接配置されている。第一実施例と同様に、バッテリの膨張等の経年劣化を電極間結合容量で検知することが可能であり、寿命予測等も可能である。
【００７１】
（第十変形例）
第一実施例ではバッテリは直方体型であるが、円柱型であってもよい。
【００７２】
図２１は円柱体型バッテリ及び曲面対向電極配置された電極の設置例を示す図であり、図２１（Ａ）は斜視図であり、図２１（Ｂ）は非膨張時の断面図であり、図２１（Ｃ）は膨張時の断面図であり、バッテリ収容部を省略した図である。
【００７３】
バッテリ１０１は円柱型であり、相互容量送信電極１１０Ｃおよび相互容量受信電極１１１Ｃは第一変形例と同様に曲面対向電極配置である。第一実施例と同様に、バッテリの膨張等の経年劣化を電極間結合容量で検知することが可能であり、寿命予測等も可能である。
【実施例２】
【００７４】
第二実施例では物体の他の一例であるプリンタや複合機などの紙送り用ゴム製のローラの例について説明する。紙送り用ゴム製のローラなどのゴム車輪部の摩耗量や組成変化レベルを対向電極等の配置で検知する。
【００７５】
まず、ローラおよびその周辺のローラ部の構成について図２２、２３を用いて説明する。図２２はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図２３はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図２３（Ａ）は上面図であり、図２３（Ｂ）は正面図であり、図２３（Ｃ）は図２３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００７６】
一対のゴム製のローラ３００はローラ軸３１０に取り付けられ、ローラ３００は紙４００を送るため、下部側を除いて所定間隔を開けてハウジング３２０によって覆われている。ハウジング３２０の側面に相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３を取り付け、ハウジング３２０の前面および後面に相互容量送信電極１１４および相互容量受信電極１１５が取り付けられている。相互容量送信電極１１４および相互容量受信電極１１５は曲面電極であり、それらが対向するように配置され、ローラ３００の摩耗量の経時変化を検知するのに用いられる摩耗量計測用電極である。相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３は平面電極であり、それらが対向するように配置され、ローラ３００の水分量や油分量などの組成物質変化量の経時変化を検知するのに用いられる組成物質変化量計測用電極である。
【００７７】
次に、ローラ３００の摩耗量の計測方法の例について図２４を用いて説明する。図２４（Ａ）はローラの非摩耗時の図２３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図であり、図２４（Ｂ）はローラの摩耗時の図２３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図であり、ハウジングを省略した図である。
【００７８】
ローラ３００の曲面対向に一定距離を開けて配置された相互容量送信電極１１４および相互容量受信電極１１５は、相互容量送信電極１１４と、ローラ３００との間の空気層からなる間隙１２２と、ローラ３００と、ローラ３００から相互容量受信電極１１５の間の空気層からなる間隙１２３と、の電極間結合容量を計測する。
【００７９】
排紙等により相互容量送信電極１１４と相互容量受信電極１１５との間のローラ３００の表面が摩耗することにより、図２４（Ｂ）に示すようにローラ軸厚（Ｔ０３）が非摩耗時のローラ軸厚（Ｔ０２）よりも薄くなり、間隙１２２の厚さ（Ｔ１３）および間隙１２３の厚さ（Ｔ２３）は非摩耗時の間隙１２２の厚さ（Ｔ１２）および間隙１２３の厚さ（Ｔ２２）よりも厚くなる。その結果、相互容量送信電極１１４と相互容量受信電極１１５との間の物体と空気層の体積比率が変化することで電極間の物体の比誘電率が変化し電極間結合容量も変化し、ローラ３００の摩耗の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。
【００８０】
次に、ローラ３００の組成変化レベルの計測方法の例について図２５を用いて説明する。図２５（Ａ）はローラの非組成変質時の正面図であり、図２５（Ｂ）はローラの組成変質時時の正面図であり、ハウジングを省略した図である。
【００８１】
ローラ３００の対向に一定距離を開けて配置された相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３は、相互容量送信電極１１２とローラ３００との間の空気層からなる間隙１２４と、ローラ３００と、ローラ３００から相互容量受信電極１１３の間の空気層からなる間隙１２５と、の電極間結合容量を計測する。
【００８２】
経年劣化によりローラ３００の水分量や油分量などの組成物質量が変化する。一方、組成変質時のローラ３００の幅（Ｗ１）は非組成変質時のローラ３００の幅（Ｗ０）とほぼ同じであり、ローラ３００と相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３との間の距離もほぼ同じである。ローラ３００の組成変質によるローラ３００の比誘電率が変化する。その結果、相互容量送信電極１１４と相互容量受信電極１１５との間の電極間結合容量が変化し、ローラ内の水分量、油分量など組成の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。
【００８３】
次に、電極間結合容量の計測について図２６を用いて説明する。図２６は第二実施例に係る物体の経年劣化を検知する装置の構成を示すブロック図である。
【００８４】
第二実施例の装置２０は、ローラ３００と隔たれて設けられる相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３と、相互容量送信電極１１４および相互容量受信電極１１５と、ローラ３００を含む相互容量送信電極１１２と相互容受信信電極１１３の間の電極間結合容量および互容量送信電極１１４と相互容量受信電極１１５の間の電極間結合容量を検知するマイクロコントローラ５００と、を備える。
【００８５】
相互容量送信電極１１４と相互容量受信電極１１５との電極間結合容量およびは相互容量送信電極１１２と相互容量受信電極１１３との電極間結合容量は、第一実施例と同様に、マイクロコントローラ５００に内蔵される静電容量センサユニット５０３で計測される。
【００８６】
相互容量送信電極１１４と相互容量受信電極１１５とでローラ３００の摩耗量を検知し、相互容量送信電極１１２と相互容量受信電極１１３とでローラ３００の水分量や油分量など組成物質変化量の経時変化を検知して、ローラ３００の摩耗や変質などの劣化の検知が可能となる。非接触でセンシングが可能なためローラ等の可動部への応用が容易である。
【００８７】
次に、ローラ３００の寿命（劣化）予測について図２７を用いて説明する。図２７（Ａ）は摩耗量曲線を示す図であり、図２７（Ｂ）は組成変化量曲線を示す図であり、図２７（Ｃ）はローラ交換判定曲線を示す図である。
【００８８】
図２７（Ａ）に示すように、ローラ３００の累積回転数とローラ３００の摩耗量には相関関係があり、累積回転数が多くなると摩耗量も多くなる。ローラ３００の累積回転数とローラ３００の摩耗量の関係を示す摩耗量曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線である摩耗量曲線を、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。摩耗量しきい値（Ｔａ）に達する累積回転数（ＣＲ）が寿命であり、ローラ３００の交換時期である。これにより、ＣＰＵ５０１はローラ３００の交換時期を推定することが可能になる。
【００８９】
また、図２７（Ｂ）に示すように、ローラ３００の使用経過期間（経過時間）と水分量または油分量から定義するローラ３００のゴムの変質（劣化）レベルには相関関係があり、経過時間が多くなると水分量または油分量は少なくなる。新品時を０％とし、最大劣化時を１００％とする。ローラ３００の使用経過期間とローラ３００のゴムの変質（劣化）レベルの関係を示す組成変化量曲線を事前に評価して、基準容量変化曲線である組成変化量曲線を、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。組成変質しきい値（Ｔｃ）に達する経過時間（ＥＴ）が寿命であり、ローラ３００の交換時期である。これにより、ＣＰＵ５０１はローラ３００の交換時期を推定することが可能になる。
【００９０】
ローラ３００は、ローラ３００の摩耗量や累積回転数とは関係なく、時間が経過するにつれてローラ３００内部の水分量・油分量が少なくなってしまい、ローラ３００の摩耗量に拘らず、一定の変質レベル以下になった場合、ローラ３００を取り換える必要がある場合がある。
【００９１】
図２７（Ａ）の摩耗量曲線と、図２７（Ｂ）の組成変化量曲線から相関性を事前に評価し、図２７（Ｃ）に示す変質レベルに相関する経過時間と摩耗量に相関する累積回転数の関係をローラ交換判定曲線として、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。ＣＰＵ５０１は経過時間と累積回転数からローラ３００の交換時期を推定する。
【００９２】
ローラ３００の物理的摩耗と組成変質の複数の要因で劣化レベルを判定することにより、より精度の高い寿命予測を行うことが可能となる。
【００９３】
なお、摩耗量曲線、組成変化量曲線およびローラ交換判定曲線を予めメモリ５０２に格納しておいてもよいし、摩耗量曲線および摩耗量曲線を予めメモリ５０２に格納してＣＰＵ５０１がローラ交換判定曲線を算出するようにしてもよいし、ローラ交換判定曲線のみを予めメモリ５０２に格納しておいてもよい。
【００９４】
＜第二実施例の変形例＞
以下、第二実施例の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の第二実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の第二実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の第二実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の第二実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
【００９５】
（第十一変形例）
同一累積回転数でもローラ３００の材質に応じて摩耗量が変化する。すなわち、実使用環境においてローラ３００の摩耗量や変質レベルは、ローラ３００の材質や排紙する紙の材質、ローラ３００がおかれている環境（温度や湿度）などローラ３００の累積回転数やローラ３００の使用経過時間以外でもローラ３００の交換時期が左右される。このため、第十一変形例ではローラの材質等の情報から寿命予測を補正し予測精度を高める。
【００９６】
図２８（Ａ）は摩耗量曲線を示す図であり、図２８（Ｂ）は組成変化量曲線を示す図である。図２９（Ａ）はローラの材質等による補正表である。図２９（Ｂ）はローラ交換判定曲線を示す図である。
【００９７】
図２９（Ａ）に示すように、使用経過期間が長い場合、またはゴム材質が柔らかい場合、またはゴム気泡量が多い場合、ワースト条件の曲線に近づく。使用経過期間が短い場合、またはゴム材質が硬い場合、またはゴム気泡量が少ない場合、ベスト条件の曲線に近づく。使用経過期間が中の場合、またはゴム材質が中の場合、またはゴム気泡量が中の場合、標準条件の曲線に近づく。なお、ゴム材質が柔らかい、およびゴム気泡量が多い場合は、ローラ３００は摩耗しやすい。
【００９８】
ローラの材質等による寿命予測の補正について説明する。  
第二実施例と同様に、図２８（Ａ）の摩耗量曲線と図２８（Ｂ）の組成変化量曲線から相関性を事前に評価し、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。
【００９９】
例えば、図２８（Ａ）に示すように、ローラ３００の累積回転数がＫ回に到達したとき、標準条件の摩耗量曲線ＡＳでは摩耗量しきい値（Ｔａ）よりも少ないＸ％の摩耗量であるのに対し、材質等が摩耗し易いワースト条件の摩耗量曲線ＡＷではローラ３００の摩耗量が摩耗量しきい値（Ｔｗ）に達する。このため、標準条件の特性データ（摩耗量曲線ＡＳ）のみからでは予測に誤差が発生する。
【０１００】
そこで、ＣＰＵ５０１は、図２９（Ｂ）に示すように、ローラ３００の材質等によるワースト条件、ベスト条件の特性データ（摩耗量曲線ＡＷ，ＡＢ）および組成変化量曲線に基づいたローラ交換判定曲線ＲＷ，ＲＢを例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。ＣＰＵ５０１は、ローラ交換判定曲線ＲＷ，ＲＢにより劣化予想を行う。すなわち、ローラ３００の材質等から劣化予測の補正を行うことで劣化予測の精度向上が可能となる。なお、図２９（Ｂ）のローラ交換判定曲線ＲＢ’は、ワースト条件のローラ交換判定曲線ＲＢで稼働し途中から稼働しなくなった場合、ローラ３００の摩耗量に変化なくても経時組成変質により、水分量または油分量が減少して変質レベルが低下することを表している。
【０１０１】
第十一変形例では、ローラ３００の摩耗量と組成変化量と合わせて部品の材質などから、ゴムの摩耗量や水分量の減少や油分量の減少による組成変質量を補正し、物理的摩耗と組成変質の複数の要因で劣化レベルを判定し、より精度の高い寿命予測を行うことが可能となる。
【０１０２】
（第十二変形例）
また、ローラ３００の累積回転数、変質レベルとローラ３００の材質等以外で環境による条件の変化がローラ３００の交換時期に影響を与える可能性があるため、第十二変形例では環境条件を検出しその結果で劣化予測を補正する。環境条件とはローラ３００が存在する周囲環境を指し、温度や湿度、紙くずなどなどに依存して変化する。水分量や油分量の減少速度に影響する要因として、例えば高温や乾燥など環境による条件の変化が組成変質レベルに影響を与える可能性があるため、環境条件を検出しその結果で劣化予測を補正しても良い。
【０１０３】
環境条件による寿命予測の補正について説明する。  
図３０（Ａ）は摩耗量曲線を示す図であり、図３０（Ｂ）は組成変化量曲線を示す図である。図３１（Ａ）は環境条件による補正表である。図３１（Ｂ）はローラ交換判定曲線を示す図である。
【０１０４】
図３１（Ａ）に示すように、使用経過期間が長い場合、またはゴム材質が柔らかい場合、またはゴム気泡量が多い場合、または湿度が低い（乾燥）場合、または温度が高い場合、ワースト条件の曲線に近づく。使用経過期間が短い場合、またはゴム材質が硬い場合、またはゴム気泡量が少ない場合、または湿度が高い（高湿）場合、または温度が低い場合、ベスト条件の曲線に近づく。使用期間が中の場合、またはゴム材質が中の場合、またはゴム気泡量が中の場合、または湿度が中の場合、または温度が中の場合、標準条件の曲線に近づく。
【０１０５】
第二実施例と同様に、図３０（Ａ）の摩耗量曲線と図３０（Ｂ）の組成変化量曲線から相関性を事前に評価し、例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。
【０１０６】
例えば、図３０（Ｂ）に示すように、ローラ３００の経過時間がＬ時間に達したとき、標準条件の組成変化量曲線ＯＳでは組成変質しきい値（Ｔｃ）よりも多いＹ％の組成変質量であるのに対し、高温または乾燥のワースト条件の組成変化量曲線ＯＷでのローラの組成変質量が組成変質しきい値（Ｔｃ）に達する。このため、標準条件の特性データ（組成変化量曲線ＯＳ）のみからでは予測に誤差が発生する。
【０１０７】
そこで、ＣＰＵ５０１は、図３１（Ｂ）に示すように、高温または乾燥のワースト条件、低温または高湿のベスト条件の特性データ（組成変化量曲線ＯＷ，ＯＢ）および摩耗量曲線に基づいたローラ交換判定曲線ＲＷ，ＲＢを例えばマイクロコントローラ５００のメモリ５０２に格納しておく。ＣＰＵ５０１は、ローラ交換判定曲線ＲＷ，ＲＢにより劣化予想を行う。すなわち、環境変化から劣化予測の補正を行うことで予測精度向上が可能となる。なお、図３１（Ｂ）のローラ交換判定曲線ＲＷ’は、図２９（Ｂ）と同様なワースト条件のローラ交換判定曲線ＲＷで稼働し途中から稼働しなくなった場合、ローラ３００の摩耗量に変化なくても経時組成変質により、水分量または油分量が減少して変質レベルが低下することを表している。
【０１０８】
第十二変形例では、ローラ３００の摩耗量と組成変化量と合わせて環境条件などから、ゴムの摩耗量や水分量の減少や油分量の減少による組成変質量を補正し、物理的摩耗と組成変質の複数の要因で劣化レベルを判定し、より精度の高い寿命予測を行うことが可能となる。
【０１０９】
（第十三変形例）
ローラの劣化予測について図３２Ａ、３２Ｂを用いて説明する。図３２Ａローラの劣化予測の前半のフローチャートであり、図３２Ｂはローラの劣化予測の後半のフローチャートである。
【０１１０】
まず、ＣＰＵ５０１はローラ３００の経過時間を参照し（ステップＳ３１）、ローラ３００の摩耗量を参照し（ステップＳ３２）、ローラ３００の変質量を参照する（ステップＳ３３）。
【０１１１】
ＣＰＵ５０１は、第十一変形例で説明したようなゴム材質／組成変化補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ３４）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、ゴム材質／組成変化補正処理を行う（ステップＳ３５）。ＮＯの場合、ステップＳ３６に移る。
【０１１２】
ＣＰＵ５０１は、第十二変形例で説明したような湿度補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ３６）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、湿度補正処理を行う（ステップＳ３７）。ＮＯの場合、図３２ＢのステップＳ３８に移る。
【０１１３】
ＣＰＵ５０１は、第十二変形例で説明したような温度補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ３８）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、温度補正処理を行う（ステップＳ３９）。ＮＯの場合、ステップＳ４０に移る。
【０１１４】
ＣＰＵ５０１はローラ３００の寿命予測を更新する（ステップＳ４０）。ＣＰＵ５０１は寿命予測に基づいて摩耗寿命が経過したどうかを判断する（ステップＳ４１）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、寿命ガイダンス処理を行う（ステップＳ４３）。ＮＯの場合、ステップＳ４２に移る。
【０１１５】
ＣＰＵ５０１は寿命予測に基づいて変質寿命が経過したどうかを判断する（ステップＳ４２）。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ５０１は、寿命ガイダンス処理を行う（ステップＳ４３）。ＮＯの場合、処理を終了する。
【０１１６】
（第十四変形例）
第十四変形例ではゴムと発泡ゴムの種類の層のゴムで構成される紙送り用ゴム製のローラの例について説明する。紙送り用ゴム製のローラなどのゴム車輪部の摩耗量を隣接電極配置で検知する。
【０１１７】
まず、ローラおよびその周辺のローラ部の構成について図３３、３４を用いて説明する。図３３（Ａ）はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図３４はローラとそれを覆うハウジングの構成を示す図であり、図３４（Ａ）は上面図であり、図３４（Ｂ）は正面図であり、図３４（Ｃ）は図３４（Ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【０１１８】
ローラ３００は、周辺部のゴム層３０２と、ローラ軸３１０とゴム層３０２との間の発砲ゴム層３０３と、で形成されている。発泡ゴムは通常のゴムに気泡がある分比誘電率が小さい。ローラ３００は紙４００を送るため、下部側を除いて所定間隔を開けてハウジング３２０によって覆われている。ハウジング３２０の側面に相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３を取り付け、ローラ３００の下方に相互容量送信電極１１６および相互容量受信電極１１７が取り付けられている。相互容量送信電極１１６および相互容量受信電極１１７は平面電極であり、それらが隣接するように配置（隣接電極配置）され、ローラ３００の摩耗量の経時変化を検知するのに用いられる摩耗量計測用電極である。相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３は平面電極であり、それらが対向するように配置され、ローラ３００の水分量や油分量などの組成物質変化量の経時変化を検知するのに用いられる組成物質変化量計測用電極である。
【０１１９】
検知時は相互容量送信電極１１６および相互容量受信電極１１７とローラ３００との距離を同じにするため、例えば相互容量送信電極１１６および相互容量受信電極１１７とローラ３００とを接触させたり、相互容量送信電極１１６および相互容量受信電極１１７を設けた基板等をローラ３００と接触させたりする。
【０１２０】
次に、ローラ３００の摩耗量の計測方法の例について図３５を用いて説明する。図３５（Ａ）はローラの非摩耗時の図３４（Ａ）のＦ−Ｆ断面図であり、図３５（Ｂ）はローラの摩耗時の図３４（Ａ）のＦ−Ｆ断面図であり、ハウジングを省略した図である。
【０１２１】
ローラ３００と一定距離に隣接配置された相互容量送信電極１１６および相互容量受信電極１１７は、相互容量送信電極１１６と、ローラ３００のゴム層３０２と、発砲ゴム層３０３と、ゴム層３０２と、の電極間結合容量を計測する。ここでは、相互容量送信電極１１６および相互容量受信電極１１７は、ローラ３００のゴム層３０２に接して配置されている。
【０１２２】
排紙等によりローラ３００の表面が摩耗することにより、図３５（Ｂ）に示すようにゴム層３０２の厚さ（Ｔ０５）が非摩耗時のゴム層３０２の厚さ（Ｔ０４）よりも薄くなる。その結果、相互容量送信電極１１６と相互容量受信電極１１７との間のゴム層３０２と発砲ゴム層３０３との体積比率が変化することで電極間の物質の比誘電率が変化し電極間結合容量が変化し、ローラ３００の摩耗の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。
【０１２３】
ローラ３００の組成変化レベルの計測方法は第二実施例と同様である。摩耗量だけでなく対向電極配置された相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３で、ゴム製のローラ３００の水分量や油分量の減少など組成物質量の経時変化を検知してゴム部の劣化検知が可能となる。
【０１２４】
（第十五変形例）
第十五変形例では縦半分がゴムと発泡ゴムの複数種類の層のゴムで構成される紙送り用ゴム製のローラの例について説明する。紙送り用ゴム製ローラなどのゴム車輪部のすり減り量を隣接電極配置検知する。
【０１２５】
まず、ローラおよびその周辺のローラ部の構成について図３６を用いて説明する。図３６（Ａ）はローラ部の構成を示す斜視図であり、ハウジングを省略した図である。図３６（Ｂ）はローラの非摩耗時の断面図であり、図３６（Ｃ）はローラの摩耗時の断面図であり、ハウジングを省略した図である。
【０１２６】
ローラ３００は、縦半分が周辺部のゴム層３０２とローラ軸３１０とゴム層３０２との間の発砲ゴム層３０３とで形成され、残りの縦半分はゴム層３０２で形成されている。発泡ゴムは通常のゴムに気泡がある分比誘電率が小さい。ローラ３００は紙４００を送るため、下部側を除いて所定間隔を開けてハウジング３２０によって覆われている。ローラ３００の下方に相互容量送信電極１１６ａ，１１６ｂおよび相互容量受信電極１１７ａ，１１７ｂが取り付けられている。相互容量送信電極１１６ａ，１１６ｂおよび相互容量受信電極１１７ａ，１１７ｂは平面電極であり、それらが隣接するように配置（隣接電極配置）され、ローラ３００の摩耗量の経時変化を検知するのに用いられる摩耗量計測用電極である。組成物質変化量計測用電極である相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３は、第十四変形例と同様である。
【０１２７】
検知時は相互容量送信電極１１６ａ，１１６ｂおよび相互容量受信電極１１７ａ，１１７ｂとローラ３００との距離を同じにするため、例えば相互容量送信電極１１６ａ，１１６ｂおよび相互容量受信電極１１７ａ，１１７ｂとローラ３００とを接触させたり、相互容量送信電極１１６ａ，１１６ｂおよび相互容量受信電極１１７ａ，１１７ｂを設けた基板等をローラ３００と接触させたりする。
【０１２８】
次に、ローラ３００の摩耗量の計測方法の例について図３６（Ｂ）、３６（Ｃ）を用いて説明する。
【０１２９】
ローラ３００と一定距離に隣接配置された相互容量送信電極１１６ａおよび相互容量受信電極１１７ａは、相互容量送信電極１１６ａと、ローラ３００のゴム層３０２と、発砲ゴム層３０３と、ゴム層３０２と、の電極間結合容量を計測する。相互容量送信電極１１６ｂおよび相互容量受信電極１１７ｂは、相互容量送信電極１１６ｂと、ローラ３００のゴム層３０２と、の電極間結合容量を計測する。ここでは、相互容量送信電極１１６ａ，１１６ｂおよび相互容量受信電極１１７ａ，１１７ｂは、ローラ３００のゴム層３０２に接して配置されている。
【０１３０】
排紙等によりローラ３００の表面が摩耗することにより、図３６（Ｃ）に示すようにゴム層３０２の厚さ（Ｔ０５）が非摩耗時のゴム層３０２の厚さ（Ｔ０４）よりも薄くなる。その結果、相互容量送信電極１１６ａと相互容量受信電極１１７ａとの間のゴム層３０２と発砲ゴム層３０３との体積比率が変化することで電極間結合容量が変化する。一方、相互容量送信電極１１６ｂと相互容量受信電極１１７ｂとの間はゴム層３０２のみであり、電極間結合容量は少ない。相互容量送信電極１１６ａと相互容量受信電極１１７ａとの電極間結合容量と、相互容量送信電極１１６ｂと相互容量受信電極１１７ｂとの電極間結合容量と、を比較することで、ローラ３００の摩耗の変化が非接触かつ経時的に検知・計測することができる。
【０１３１】
ローラ３００の組成変化レベルの計測方法は第二実施例と同様である。摩耗量だけでなく対向電極配置された相互容量送信電極１１２および相互容量受信電極１１３で、ゴム製のローラ３００の水分量や油分量の減少など組成物質量の経時変化を検知してゴム部の劣化検知が可能となる。
【０１３２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態、実施例および変形例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態、実施例、変形例および応用例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、第二実施例のハウジング３２０の上部全体が覆われているが、電極１１２，１１３，１１４，１１５の固定に必要ない部分はなくてもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１・・・装置
２・・・物体
３・・・電極
４・・・電極
５・・・容量センサユニット
６・・・制御ユニット
【図１】
2020071035.tif 000003
【図２】
2020071035.tif 000004
【図３】
2020071035.tif 000005
【図４】
2020071035.tif 000006
【図５】
2020071035.tif 000007
【図６】
2020071035.tif 000008
【図７】
2020071035.tif 000009
【図８】
2020071035.tif 000010
【図９】
2020071035.tif 000011
【図１０】
2020071035.tif 000012
【図１１】
2020071035.tif 000013
【図１２】
2020071035.tif 000014
【図１３】
2020071035.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2020071035.tif 000019
【図１８Ａ】
2020071035.tif 000020
【図１８Ｂ】
2020071035.tif 000021
【図１９】
2020071035.tif 000022
【図２０】
2020071035.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2020071035.tif 000027
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2020071035.tif 000030
【図２８】
2020071035.tif 000031
【図２９】
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【図３０】
2020071035.tif 000033
【図３１】
2020071035.tif 000034
【図３２Ａ】
2020071035.tif 000035
【図３２Ｂ】
2020071035.tif 000036
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2020071035.tif 000039
【図３６】
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