(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の支持体に形成した接着剤層と第２の支持体に形成した不活性接着剤層との間に一定厚さのトナー層を挟んだ圧力測定フィルムを用意し、前記不活性接着剤層を活性化処理した後測定圧を前記圧力測定フィルムに加え、第１の支持体を剥離することにより前記第２の支持体に残るトナーの量に基づいて前記測定圧の大きさを求めることを特徴とする圧力測定方法。
【請求項２】
不活性接着剤層は、圧力測定フィルムを所定の条件で加熱処理することにより活性化される請求項１の圧力測定方法。
【請求項３】
不活性接着剤層は、紫外線により活性化される請求項１の圧力測定方法。
【請求項４】
測定圧の大きさは第２の支持体に残るトナーにより記録された画像の濃度に基づいて求められる請求項１〜３のいずれかの圧力測定方法。
【請求項５】
トナー層は異なる色のトナーを一定厚さごとに重ねて積層することにより形成され、測定圧の大きさは第２の支持体に残るトナーの色に基づいて求められる請求項１〜３のいずれかの圧力測定方法。
【請求項６】
第１および第２の支持体と、前記第１の支持体に形成した接着剤層と、前記第２の支持体に形成した不活性接着剤層と、前記接着剤層と前記不活性接着剤層との間に挟まれた一定厚さのトナー層とを備えることを特徴とする圧力測定フィルム。
【請求項７】
第１および第２の支持体は厚さが均一なポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項６の圧力測定フィルム。
【請求項８】
不活性接着剤層は、熱可塑性樹脂系接着剤で形成され、加熱により活性化されるものである請求項６または７の圧力測定フィルム。
【請求項９】
第２の支持体は光透過性フィルムで形成され、不活性接着剤層は光可塑性樹脂系接着剤で形成されている請求項６または７の圧力測定フィルム。
【請求項１０】
トナー層は異なる色のトナーを一定厚さごとに重ねて積層することにより形成されている請求項６〜９のいずれかの圧力測定フィルム。
【請求項１１】
トナー層には空気に触れて硬化するトナー固定剤が付加されている請求項６〜１０のいずれかの圧力測定フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、接触面や加圧部位における圧力分布を測定し記録するために用いる圧力測定方法と、圧力測定フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
接触面間に加わる圧力（接触圧）を測定するための圧力測定フィルムが従来よりある。例えば富士写真フイルム株式会社より提供されている「プレスケール」（商品名）がある。これはマイクロカプセル化した発色剤層を形成した支持体（フィルム）に、顕色剤層を重ね、圧力を加えることによりマイクロカプセルを破壊してマイクロカプセル内の発色剤を顕色剤に吸着させ、化学反応により発色させるものである。
【０００３】
この圧力測定フィルムでは測定可能な圧力範囲が予め決められている。すなわちマイクロカプセルの直径は数ミクロンから数１０ミクロンであるが、一般にこの直径が大きいほどマイクロカプセルは破壊され易くなるため、使用するマイクロカプセルの大きさを変えることにより測定可能な圧力範囲を設定することが可能になるものである。従来のものは測定可能な最低圧力が０．２ＭＰａ（１ＭＰａ≒１０．２ｋｇｆ／ｃｍ２）であり、これ以下の圧力を測定することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】
このように従来の圧力測定フィルムでは、測定可能な圧力範囲が最も低いものでも０．２ＭＰａまでであり、これより低い圧力を測定することができないという問題があった。
【０００５】
例えばコピー機やファクシミリ装置において、用紙の搬送ローラと用紙の接触圧を測定する場合に、前記の圧力測定フィルムを搬送ローラに接触させて搬送することにより接触圧を測定できれば簡単に測定できて便利である。しかしこの搬送ローラの接触圧は通常０．２ＭＰａ以下で（通常１００ｇ／ｃｍ２〜２ｋｇ／ｃｍ２）であるため、このような使い方はできない。また液晶のガラス基板の貼り合わせ圧や、半導体製造過程で用いるシリコンウェハーの研磨圧なども極めて低い圧力に設定することがあるが、従来の圧力測定フィルムは使用できない。
【０００６】
なお従来の圧力測定フィルムでは、マイクロカプセルの寸法を大きくすることにより測定可能な圧力範囲を小さくしているから、マイクロカプセルの寸法に比べて小さい寸法の接触圧を測定することができないという問題もあった。すなわち分解能が悪い。例えば半導体製造に用いるボンディングワイヤの電極に対する接触圧を測定する場合に、マイクロカプセルの直径が数１０ミクロン（１ミクロン＝１０−６ｍ）であるのに対し、ボンディングワイヤは直径１ミクロン程度であるから、従来の圧力測定フィルムは使えない。
【０００７】
なお測定可能な圧力範囲を下げるために、ピラミッド状の突起を多数形成したゴムマットを、このピラミッドの頂点が圧力測定フィルム側に当たるように重ねて用いることも行われている。しかしこの場合には測定可能な接触面積は大きくなり、前記のボンディングワイヤの接触圧などを測定する場合には到底使用できない。また従来の圧力測定フィルムは使用時の温度範囲および湿度範囲の影響を強く受けるため、使用条件を厳しく管理する必要があって不便であった。
【０００８】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、極めて低い圧力の測定が可能になると共に、極めて小さい接触面積での圧力測定が可能になり、また使用条件（温度、湿度）の影響も受けにくくなる圧力測定方法を提供することを第１の目的とする。またこの方法の実施に直接使用する圧力測定フィルムを提供することを第２の目的とする。
【０００９】
【発明の構成】
この発明によれば第１の目的は、第１の支持体に形成した接着剤層と第２の支持体に形成した不活性接着剤層との間に一定厚さのトナー層を挟んだ圧力測定フィルムを用意し、前記不活性接着剤層を活性化処理した後測定圧を前記圧力測定フィルムに加え、第１の支持体を剥離することにより前記第２の支持体に残るトナーの量に基づいて前記測定圧の大きさを求めることを特徴とする圧力測定方法、により達成される。
【００１０】
不活性接着剤層は加熱処理により活性化される接着剤や紫外線により活性化される接着剤で形成することができる。例えば常温では硬化する熱可塑性樹脂系の接着剤を第２の支持体に塗って硬化した後トナー層に積層し、圧力測定の直前あるいは圧力測定中に加熱してこれを活性させる。また紫外線で活性化させる接着剤（光可塑性樹脂系接着剤）を用いる場合は、これを塗布する第２の支持体を透明あるいは透光性のフィルムで形成するのがよい。
【００１１】
なおここで「活性化」とは、通常の空気中に置いた雰囲気では接着剤を持たない不活性接着剤を、特別な処理（加熱、紫外線照射など）により接着力を発生させる処理をいう。トナー層に用いるトナーはカーボントナーが適する。このカーボントナーはコピー機やファクシミリ装置などで用いるものが粒子が極めて小さいので好適である。このトナーは溶液に均一に混入して塗布し、粒子が弱い力で結合して層状に保たれるようにする。
【００１２】
測定圧の大きさは、第２の支持体に残留したトナーにより記録された画像の濃度に基づいて求めることができる。すなわち接触圧力が大きい場所では、トナーが多く第２の支持体に付着して固定されるから、濃度が高くなる。逆に接触圧力が小さい場所は濃度が薄くなる。この濃度は、目視により判定してもよいが、第２の支持体の画像をスキャナで読取ることにより測定してもよい。すなわちこの画像をＣＣＤなどの画像センサで読取りこのセンサの各画素の出力電圧から濃度を判定できる。
【００１３】
トナー層は例えば黒色のトナーのみで形成してもよいが、複数の色が異なるトナー層を多層に形成してもよい。この場合には測定圧の大きさによって第２の支持体に付着するトナー層の色が変化することになるから、この画像の色をカラースキャナなどで読取ることによって測定圧の大きさを求めることができる。またこのように測定圧により画像の色が変化すると、目視によって測定圧の大きさを推定するのにも都合が良い。
【００１４】
第２の目的は、第１および第２の支持体と、前記第１の支持体に形成した接着剤層と、前記第２の支持体に形成した不活性接着剤層と、前記接着剤層と前記不活性接着剤層との間に挟まれた一定厚さのトナー層とを備えることを特徴とする圧力測定フィルム、により達成される。
【００１５】
第１および第２の支持体はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂のフィルムとするのがよい。トナー層は単色でもよいが、異なる色のトナーを複数層に分けて積層したものであってもよい。トナー層には、第１の支持体を剥して空気中に露出した時にトナーを固定するためのトナー固定剤を付加しておくのがよい。
【００１６】
第２の支持体の画像濃度を測定する際にトナーが飛散せず、取扱いが楽になるからである。このようなトナー固定剤としては、例えば空気中で蒸発する溶媒を使った接着液や、空気中の酸素などと反応して接着力を発生する接着液を用いることができる。
【００１７】
【実施態様】
図１は本発明に係る圧力測定フィルムの一実施態様を示す分解斜視図、図２はその拡大断面図、図３は工程図である。なお図１〜３ではトナーを誇張して大きく示したが、実際は極めて細かい粒子である。
【００１８】
これらの図で符号１０は第１の支持体、１２は第２の支持体である。これらの支持体１０，１２はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂のフィルムであり、厚さが４０ミクロン位のものが適する。第１の支持体１０の一方の面には接着剤層１４が形成され、第２の支持体１２の一方の面には不活性接着剤層１６が形成されている。接着剤層１４は通常の使用条件下で硬化せずに十分な接着力を持つ接着剤を塗布したものである。ここに用いる接着剤は後記するトナー層１８を保持するものであり、例えば硬化温度が不活性接着剤層１６の不活性接着剤に比べて十分に高い熱硬化性樹脂系接着剤を用いることができる。
【００１９】
不活性接着剤層１６は所定の処理を施すことにより活性化される。すなわち接着力を発生するものであり、通常は接着力を持たない。例えば第２の支持体１２に熱可塑性樹脂系接着剤を塗布し硬化させたものをこの不活性接着剤層１６とすることができる。この場合はこの不活性接着剤層１６は加熱により活性化する。不活性接着剤層１６は光可塑性樹脂系接着剤を塗布することにより形成してもよい。この場合には第２の支持体を透光性のものとし、紫外線などを照射することにより活性化することができる。
【００２０】
１８はトナー層である。このトナー層１８は極めて細かい粒子かならなるトナーを層状に塗布したものである。例えばコピー機やファクシミリに用いるカーボントナーが適する。トナーは適宜の方法で第１の支持体１０の接着剤層１４に所定厚さに塗布される。例えば接着力が極めて弱い溶媒中にトナーを均一に混入し、この液を接着剤層１４に適宜回数塗布する。
【００２１】
このように第１の支持体１０の接着剤１２に形成したトナー層１８を下にして、第２の支持体１２の不活性接着剤層１６をトナー層１８に重ねる。この結果図２に示した断面構造の圧力測定フィルム２０ができる。この圧力測定フィルム２０は図３に示すように使用される。
【００２２】
まずこの圧力測定フィルム２０の不活性接着剤層１６を活性化処理する（図３の（Ａ））。不活性接着剤を用いた場合には、符号２２で示すヒータによって加熱することにより活性化する。光可塑性樹脂系接着剤を用いた場合には、２２としてヒータに代えて紫外線ランプを用いて活性化させる。この場合には第２の支持体１２は透明または透光性のものとしておく。
【００２３】
一定の条件下で加熱あるいは紫外線照射を行って不活性接着剤層１８を活性化した後、この圧力測定フィルム２０を測定部位に配置し、加圧部材２４で加圧する（図３の（Ｂ））。するとトナー層１８のトナーの一部は活性化された接着剤層１８に付着する。この接着剤層１６に付着するトナーの量は加圧部材２４の圧力の大きさによって変化する。すなわち加圧部材２４の圧力が大きいほど、この接着剤層１６に付着するトナーの量は増える。
【００２４】
次に第１の支持体１０を第２の支持体１２から剥がせば、トナー層１８のトナーは接着剤層１６と１８とに分割される（図３の（Ｃ））。第２の支持体１２に残るトナーの量は加圧部材２４の圧力が大きいほど増える。従ってこの第２の支持体１２に残るトナーにより記録された画像濃度を測定することにより加圧部材２４の圧力の大きさを知ることができる（図３の（Ｄ））。例えば第２の支持体１２の画像をスキャナで読取り、その画像濃度を所定の変換特性によって圧力に変換すればよい。
【００２５】
なお第１の支持体１０を第２の支持体１２から剥した時に、第２の支持体１２に残ったトナーが飛散したり、移動したり、指先が触れて簡単に脱落するのは望ましくない。そこで空気に触れることによってトナーを第２の支持体１２に固定する固定剤をトナー層１８に付加しておくのがよい。このような固定剤としては、例えば蒸発する溶媒を使った接着剤や空気に触れてトナーを固定する接着剤を用いることができる。
【００２６】
また不活性接着剤層１６は活性化することにより接着力を発生するため、加圧する前に一部のトナーがこの接着剤層１６に付着してしまい、正しい測定圧を求められなくなるおそれがある。そこで不活性接着剤層１６の表面にはトナーの接着をコントロールするための分離剤を薄く形成しておくのがよい。この分離剤は極めて弱い圧力で破壊されてトナーが活性化した接着剤層１６に接着するのを許容するものである。
【００２７】
【他の実施態様】
図４は他の実施態様である圧力測定フィルムの断面図、図５は加圧後に第２の支持体１２Ａに残留したトナー形状を示す図である。この実施態様の圧力測定フィルム２０Ａは、トナー層１８Ａを多層にしてカラー表示するようにしたものである。
【００２８】
すなわちこのトナー層１８Ａは、色が異なる３つのトナー層１８ａ、１８ｂ、１８ｃをそれぞれ所定の厚さで積層したものである。各トナー層１８ａ、１８ｂ、１８ｃはそれぞれ色が異なるトナーを接着力が十分に弱い３つの接着液にそれぞれ混入して、層状に順に塗布したものである。図４，５では前記図１〜３と同じ部分に同一符号を付したから、その説明は繰り返さない。
【００２９】
この圧力測定フィルム２０Ａは前記図３に示したようにして用いる。すなわち不活性接着剤層１６を活性化してから加圧部材２４で加圧し、第１の支持体１０を剥離するものである。図５はこのように第１の支持体１０を剥離した状態を示す。このように加圧部材２４の圧力によって第２の支持体１２に残るトナーの量、すなわち各層１８ａ、１８ｂ、１８ｃのトナーの量の比率が変化する。従って第２の支持体１２に残ったトナーが形成する画像から、測定圧を求めることができる。
【００３０】
例えば圧力が強ければ最上層１８ｃのトナー量が増えるから、トナー層１８ｃの色が濃くなり、圧力が弱ければ最下層１８ａのトナー量が相対的に増えてトナー層１８ａの色が濃くなる。このような色の変化は目視によっても容易に判別できるので、目視によって測定圧の大きさを推定することができる。またカラースキャナによってこの画像を読取ることにすれば、一層正確に測定圧を求めることができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１〜５の発明は以上のように、第１の支持体に形成した（未硬化）接着剤層と第２の支持体に形成した不活性接着剤層との間にトナー層を挟み、不活性接着剤層を活性化してから測定圧を加え、その後第１の支持体を剥離して第２の支持体に付いたトナーの量に基づいて測定圧の大きさを求めるものである。従って接着剤層と活性化後の不活性接着剤層との接着力のバランスや、支持体の厚さや硬さ、あるいはトナー層のトナー同志の結合力の大きさなどを適切に設定することにより極めて低い圧力の測定が可能になる。
【００３２】
またトナー層のトナーはマイクロカプセルに比べて極めて小さいから、加圧部材の接触面積が極めて小さい場合にも測定することができる。さらにトナー層や接着剤層および不活性接着剤層は、２枚の支持体の間に挟まれて保存され、使用直前に一定の条件で不活性接着剤層を活性化すればよいから、この活性化処理条件さえ十分に管理すれば正確な圧力測定が可能であり、従来の圧力測定フィルムに比べて使用条件の管理が容易である。
【００３３】
請求項６〜１１の発明によれば、この方法の実施に直接使用する圧力測定フィルムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力測定フィルムの一実施態様を示す分解斜視図
【図２】その一部拡大図
【図３】本発明の方法を示す工程図
【図４】圧力測定フィルムの他の実施態様を示す一部拡大断面図
【図５】同じくその測定結果を説明する図
【符号の説明】
１０  第１の支持体
１２  第２の支持体
１４  接着剤層
１６  不活性接着剤層
１８、１８Ａ  トナー層
２０、２０Ａ  圧力測定フィルム
２２  ヒータまたは紫外線ランプ
２４  加圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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