(57)【要約】【課題】シート部材が受ける物理量をより精度よく計測する。【解決手段】計測装置１はシート部材３によって構成されている。シート部材３の内部に、センサ５と、センサ５の信号を取り込む制御装置７と、制御装置７に電力を供給する電源装置９が配置されている。シート部材３は、例えば紙からなる上部シート３ａと下部シート３ｂを備えている。上部シート３ａと下部シート３ｂの間に、センサ５、制御装置７、電源装置９、配線基板１１、断熱材１３及び接着剤１５が配置されている。計測装置１は画像形成装置内をシート部材に替えて搬送される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと前記センサからの信号を取り込む制御装置と前記制御装置に電力を供給する電源装置が内部に配置されたシート部材からなる計測装置。
【請求項２】
前記シート部材の材料は紙である、請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記シート部材は、少なくとも２枚のシートを備え、前記２枚のシートによって前記センサ、前記制御装置及び前記電源装置を挟んだ構造を有している、請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記シート部材内において、前記２枚のシートの間の前記センサ、前記制御装置及び前記電源装置とは異なる位置に充填材が配置されている、請求項３に記載の計測装置。
【請求項５】
前記充填材は、接着剤、断熱材、又は前記シートと同じ材料からなる部材である、請求項４に記載の計測装置。
【請求項６】
前記センサは、加速度、温度、圧力、湿度、歪、音、風量、その他の物理量のうち少なくとも１つを計測する機能を有している、請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記センサは、加速度、温度、圧力、湿度、歪、音、風量、その他の物理量のうち複数を計測する機能を有している、請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記シート部材内の互いに異なる位置に前記センサが配置されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記センサから取り込んだ信号をＡ／Ｄ変換する演算装置又は前記信号を増幅させる機能を備えている、請求項１から８のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記センサから取り込んだ信号に基づくデータを記憶する記憶装置を備えている、請求項１から９のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記記憶装置に記憶された前記データを外部に取り出すための外部接続端子を備えている、請求項１０に記載の計測装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記センサから取り込んだ信号に基づくデータを無線送信する無線送信装置を備えている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記制御装置のオンとオフを切り替えるためのスイッチ装置を備えている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１４】
前記電源装置は、蓄電装置を備えている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１５】
前記電源装置は、非接触で電力供給を受ける受電装置を備えている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１６】
前記センサ、前記制御装置もしくは前記電源装置又はこれらのうちの複数と、前記シート部材の表面との間に断熱材が配置されている、請求項１から１５のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１７】
前記シート部材は可撓性を有している、請求項１から１６に記載の計測装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の計測装置を用い、
前記計測装置をシート部材搬送機構に搬送させて前記計測装置が受ける物理量を計測することを特徴とするシート部材搬送機構の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置及びシート部材搬送機構の計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＭＦＰ（Multi Function Printer）やＰＰ（Production Printer）、ＬＰ（Laser Printer）などの画像形成装置において、画像不良や搬送不良などを検出及び防止するために機内に多くのセンサが搭載されている（例えば特許文献１を参照。）。これらのセンサにより、いろいろな物理量が計測及び監視されている。また開発段階や試作段階でも、センサなどを用いた計測装置を用いて画像形成装置の特性が評価される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、今まで、画像の記録先である用紙などのシート部材自体が受ける環境変化を直接評価することはできなかった。
【０００４】
本発明は、シート部材が受ける物理量をより精度よく計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる計測装置は、センサと上記センサからの信号を取り込む制御装置と上記制御装置に電力を供給する電源装置が内部に配置されたシート部材からなる計測装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の計測装置は、シート部材が受ける物理量をより精度よく計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】計測装置の一実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図２】同実施形態の模式的な平面図である。
【図３】同実施形態の各素子を拡大して示した模式的な平面図である。
【図４】画像形成装置の一例を説明するための概略的な構成図である。
【図５】画像形成装置の他の例を説明するための概略的な構成図である。
【図６】計測装置の他の実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図７】計測装置のさらに他の実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図８】計測装置のさらに他の実施形態を説明するための模式的な断面図である。
【図９】計測装置のさらに他の実施形態を説明するための模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の計測装置において、上記シート部材の材料は例えば紙である。ただし、上記シート部材の材料は紙以外の材料であってもよい。例えば、上記シート部材の材料は、合成樹脂からなるフィルムやポリイミドシートなどであってもよい。
【０００９】
本発明の計測装置において、例えば、上記シート部材は少なくとも２枚のシートを備え、上記２枚のシートによって上記センサ、上記制御装置及び上記電源装置を挟んだ構造を有しているようにしてもよい。ただし、本発明の計測装置において上記シート部材の構成はこれに限定されない。例えば、上記シート部材は、上記シート部材の原料が成形（例えば抄紙による製紙）されたものであって、製造工程において上記センサ、上記制御装置及び上記電源装置が上記シート部材の原料に覆われた状態で成形されたものであってもよい。
【００１０】
さらに、上記シート部材内において、例えば上記２枚のシートの間の上記センサ、上記制御装置及び上記電源装置とは異なる位置に充填材が配置されているようにしてもよい。これにより、シート部材の表面を平坦にできる。ただし、本発明の計測装置において、上記シート部材内において上記充填材が配置されていなくてもよい。
【００１１】
さらに、上記充填材は、例えば、接着剤、断熱材、又は上記シートと同じ材料からなる部材である。ただし、上記充填材の材料はこれらに限定されない。
【００１２】
本発明の計測装置において、上記センサは、例えば、加速度、温度、圧力、湿度、歪、音、風量、その他の物理量のうち少なくとも１つを計測する機能を有しているものである。
また、上記センサは、例えば、加速度、温度、圧力、湿度、歪、音、風量、その他の物理量のうち複数を計測する機能を有しているものであってもよい。
なお、本発明の計測装置において、上記センサは、加速度、温度、圧力、湿度、歪、音及び風量以外の物理量を計測するものであってもよい。
【００１３】
本発明の計測装置において、上記シート部材内の互いに異なる位置に上記センサが配置されているようにしてもよい。ただし、本発明の計測装置において、上記センサは１つであってもよい。
【００１４】
本発明の計測装置において、上記制御装置は、例えば、上記センサから取り込んだ信号をＡ／Ｄ変換（アナログ−デジタル変換）する演算装置や上記信号を増幅させる機能を備えているようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明の計測装置において、上記制御装置は、例えば、上記センサから取り込んだ信号に基づくデータを記憶する記憶装置を備えているようにしてもよい。
さらに、上記制御装置は、例えば、上記記憶装置に記憶された上記データを外部に取り出すための外部接続端子を備えているようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明の計測装置において、上記制御装置は、例えば、上記センサから取り込んだ信号に基づくデータを無線送信する無線送信装置を備えているようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明の計測装置において、上記制御装置は、例えば、上記制御装置のオンとオフを切り替えるためのスイッチ装置を備えているようにしてもよい。
【００１８】
なお、本発明の計測装置において、上記制御装置は、上記演算装置、上記記憶装置、上記無線送信装置、上記スイッチ装置を必ずしも備えていなくてもよい。また、上記制御装置は、これらの装置以外の装置を備えていてもよい。
【００１９】
また、本発明の計測装置において、上記電源装置は、例えば蓄電装置を備えているようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明の計測装置において、上記電源装置は、例えば、非接触で電力供給を受ける受電装置を備えているようにしてもよい。
【００２１】
また、本発明の計測装置において、上記センサ、上記制御装置もしくは上記電源装置又はこれらのうちの複数と、上記シート部材の表面との間に断熱材が配置されているようにしてもよい。
【００２２】
本発明の計測装置において、上記シート部材は例えば可撓性を有しているようにしてもよい。ただし、本発明の計測装置において、上記シート部材は可撓性を有さないものであってもよい。
【００２３】
本発明の計測装置において、例えば、上記シート部材の厚みは０.８ｍｍ（ミリメートル）以下、好ましくは０.５ｍｍ以下である。ただし、本発明の計測装置において、上記シート部材の厚みは０.８ｍｍよりも大きくてもよい。
【００２４】
本発明に係るシート部材搬送機構の計測方法は、本発明の計測装置を用い、上記計測装置をシート部材搬送機構に搬送させて上記計測装置が受ける物理量を計測する。
【００２５】
一般に、画像形成装置において、画像不良や搬送不良を防止するために、装置内部に多くのセンサが配置され、いろいろな物理量が計測及び監視されている。これらのセンサは、例えば装置内の環境温度・湿度、ヒーターの温度、駆動モーターの電流値など、シート部材に対して間接的な物理量を計測する。これらのセンサは、画像の記録先である用紙などのシート部材自体が受ける物理量を直接計測するものではない。
【００２６】
このため、画像形成やシート部材の搬送の良否は、プリントアウト後の画像の出来栄えやシート部材が正しく搬送できたかどうかの結果から判断されたり、シート部材に対する間接的な物理量の計測によって判断されたりしてきた。
【００２７】
また、非接触温度計や高速カメラ等でシート部材の状態を観察する方法もある。しかし、これらのセンサの取付け位置の制限もあり、十分ではない。
【００２８】
このように、印刷状態の画質やシート部材の搬送状態を直接的な計測によっては監視できないため、画像形成機能やシート部材搬送機能が設計通りに動作しているか不明であることが問題であった。
【００２９】
以下に説明する実施形態は、画像形成処理中のシート部材の状態や挙動など、シート部材が受ける物理量を直接的に計測できるようにした計測装置及び計測方法である。この計測装置及び計測方法によって取得したデータと設計値やシミュレーション値を比べることにより、より最適な機器開発や評価ができるようになる。
【００３０】
図１は、計測装置の一実施形態を説明するための模式的な断面図である。図２は、同実施形態の模式的な平面図である。図３は、図２の各素子を拡大して示した模式的な平面図である。図１の断面は図３のＡ−Ａ位置に対応している。図２及び図３は上部シート及び接着剤を透視して図示されている。また、図１では、便宜上、センサ５ｃが図示されている。なお、図２及び図３に示された各素子の配置は一例である。これらの素子の配置は、例えば素子の数や測定したい場所により変わる。本発明の計測装置は、以下に説明される実施形態のレイアウトに限定されない。
【００３１】
計測装置１はシート部材３によって構成されている。シート部材３の内部に、センサ５と制御装置７と電源装置９が配置されている。
【００３２】
シート部材３は、例えば紙からなる上部シート３ａと下部シート３ｂを備えている。上部シート３ａと下部シート３ｂの厚みは、それぞれ例えば０.１ｍｍ程度である。上部シート３ａと下部シート３ｂの平面サイズは、それぞれ例えば２１０ｍｍ×２９７ｍｍ程度（いわゆるＡ４サイズ）である。シート部材３全体の厚みは例えば０.６ｍｍ程度である。なお、シート部材３の厚み（計測装置１の厚み）は、通常の紙厚の２〜３倍程度の厚みである。
【００３３】
上部シート３ａと下部シート３ｂの間に、センサ５、制御装置７、電源装置９、配線基板１１、断熱材１３及び接着剤１５が配置されている。
【００３４】
配線基板１１は、配線１１ａによってセンサ５と制御装置７と電源装置９を電気的に接続するためのものである。配線基板１１は、例えば可撓性を有するＦＰＣ（Flexible printed circuits）で形成されている。配線基板１１の厚みは例えば０.１ｍｍ程度である。配線基板１１の上に、センサ５と、制御装置７と、電源装置９の一部分が配置されている。
【００３５】
センサ５は例えば３個のセンサ５ａ，５ｂ，５ｃを備えている。センサ５ａ，５ｂ，５ｃは、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術によって形成された加速度センサや温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、歪センサ、音センサ、風量センサ、などである。センサ５ａ，５ｂ，５ｃの厚みは、それぞれ例えば０.３ｍｍ程度である。センサ５ａ，５ｂ，５ｃの平面サイズは、それぞれ例えば１×１ｍｍ〜１０×１０ｍｍ程度である。
【００３６】
制御装置７は、例えば、マイコンチップ７ａ（演算装置）、メモリチップ７ｂ（記憶装置）、通信ＩＣチップ７ｃ（無線送信装置）、外部接続端子７ｄ及びスイッチ装置７ｅを備えている。
【００３７】
マイコンチップ７ａは例えばワンチップマイコン（マイクロコントローラ）である。
マイコンチップ７ａはセンサ５ａ，５ｂ，５ｃと電気的に接続されている。マイコンチップ７ａは、例えばセンサ５ａ，５ｂ，５ｃの信号を取り込んでＡ／Ｄ変換する機能を有する。また、マイコンチップ７ａは、センサ５ａ，５ｂ，５ｃから取り込んだ信号を増幅する機能も有する。マイコンチップ７ａは、メモリチップ７ｂ、通信ＩＣチップ７ｃ、外部接続端子７ｄ、スイッチ装置７ｅとそれぞれ電気的に接続されている。マイコンチップ７ａの厚みは例えば０.３ｍｍ程度である。マイコンチップ７ａの平面サイズは例えば５×５ｍｍ〜１０×１０ｍｍ程度である。
【００３８】
メモリチップ７ｂはマイコンチップ７ａがセンサ５ａ，５ｂ，５ｃから取り込んだ信号に基づくデータを記憶する。なお、センサ５ａ，５ｂ，５ｃから取り込んだ信号に基づくデータの一部及び全部をマイコンチップ７ａに搭載された記憶装置に記憶させることもできる。メモリチップ７ｂの厚みは例えば０.３ｍｍ程度である。メモリチップ７ｂの平面サイズは例えば５×５ｍｍ〜１０×１０ｍｍ程度である。
【００３９】
通信ＩＣチップ７ｃはデータを無線送信する機能を有する。例えば、通信ＩＣチップ７ｃはマイコンチップ７ａがセンサ５ａ，５ｂ，５ｃから取り込んだ信号に基づくデータを無線送信することに使用される。通信ＩＣチップ７ｃの厚みは例えば０.３ｍｍ程度である。通信ＩＣチップ７ｃの平面サイズは例えば５×５ｍｍ〜１０×１０ｍｍ程度である。なお、通信ＩＣチップ７ｃは、データ送信以外の用途、例えばマイコンチップ７ａをオン又はオフさせる信号を受信する用途や、マイコンチップ７ａに書き込まれるプログラム等のデータ受信の用途などにも使用できる。また、通信ＩＣチップ７ｃの無線通信を向上させるために、シート部材３の内部にアンテナが通信ＩＣチップ７ｃとは別途設けられてもよい。
【００４０】
外部接続端子７ｄは、メモリチップ７ｂもしくはマイコンチップ７ａ又はその両方に記憶された、センサ５ａ，５ｂ，５ｃから取り込んだ信号に基づくデータを外部に取り出す際に使用される。外部接続端子７ｄは例えば配線基板１１の電極の上に形成されたメッキ層又は金属板によって構成されている。外部接続端子７ｄの一部分又は全部は、例えば上部シート３ａに設けられた開口を介してシート部材３の表面に露出している。なお、シート部材３において外部接続端子７ｄが露出している面は、下部シート３ｂ側であってもよいし、上部シート３ａ側と下部シート３ｂ側の両方であってもよい。
【００４１】
外部接続端子７ｄの平面サイズは例えば１０×１０ｍｍ〜２０×２０ｍｍ程度である。外部接続端子７ｄの厚みは、外部接続端子７ｄの表面高さがシート部材３の表面高さと一致する程度、例えば０.４ｍｍ程度であることが好ましい。なお、外部接続端子７ｄは、データ出力以外の用途、例えばマイコンチップ７ａへのプログラム等のデータ入力の用途や、マイコンチップ７ａのオンとオフを電気的に切り替える用途などにも使用できる。
【００４２】
スイッチ装置７ｅは、マイコンチップ７ａのオンとオフを切り替えるためのものである。スイッチ装置７ｅは例えばプッシュ形の機械式スイッチである。スイッチ装置７ｅの一部分又は全部は、例えば上部シート３ａに設けられた開口を介してシート部材３の表面に露出している。なお、シート部材３においてスイッチ装置７ｅが露出している面は、下部シート３ｂ側であってもよいし、上部シート３ａ側と下部シート３ｂ側の両方であってもよい。また、スイッチ装置７ｅは、上部シート３ａ及び下部シート３ｂに挟まれていてシート部材３の表面に露出していなくてもよい。
【００４３】
電源装置９は、例えば、バッテリー９ａと保護ＩＣチップ９ｂと充電用端子９ｃを備えている。この実施形態の計測装置１では、例えば２個のバッテリー９ａが配置されている。ただし、バッテリー９ａの個数は２個に限定されない。
【００４４】
バッテリー９ａは例えば可撓性を有するものである。バッテリー９ａは例えば二次電池（蓄電装置）である。バッテリー９ａの厚みは例えば０.４ｍｍ程度である。バッテリー９ａの平面サイズは例えば２５×２５ｍｍ〜５０×５０ｍｍ程度である。例えば、ラミネート型の超薄型のリチウムイオンの２次電池が開発されている。なお、バッテリー９ａはキャパシタ（蓄電装置）であってもよいし、一次電池であってもよい。また、蓄電装置として使用されるキャパシタは、計測装置１に搭載されている他の装置、例えばマイコンチップ７ａに内蔵されていてもよい。
【００４５】
保護ＩＣチップ９ｂはバッテリー９ａに電気的に接続されている。保護ＩＣチップ９ｂはバッテリー９ａの過放電や過充電、放電過電流、充電過電流などを監視及び防止する。保護ＩＣチップ９ｂは配線基板１１上に配置されている。保護ＩＣチップ９ｂは、マイコンチップ７ａ、メモリチップ７ｂ、通信ＩＣチップ７ｃにも電気的に接続されている。バッテリー９ａから保護ＩＣチップ９ｂを介してマイコンチップ７ａ、メモリチップ７ｂ、通信ＩＣチップ７ｃに電力が供給される。保護ＩＣチップ９ｂの厚みは例えば０.３ｍｍ程度である。保護ＩＣチップ９ｂの平面サイズは例えば１×１ｍｍ〜５×５ｍｍ程度である。
【００４６】
一対の充電用端子９ｃは保護ＩＣチップ９ｂに接続されている。充電用端子９ｃはバッテリー９ａを充電する際に使用されるものである。充電用端子９ｃの一部分又は全部は、例えば上部シート３ａに設けられた開口を介してシート部材３の表面に露出している。なお、シート部材３において充電用端子９ｃが露出している面は、下部シート３ｂ側であってもよいし、上部シート３ａ側と下部シート３ｂ側の両方であってもよい。
【００４７】
充電用端子９ｃは、例えば外部接続端子７ｄと同じ構造を有している。ただし、充電用端子９ｃは外部接続端子７ｄとは異なる構造を有していてもよい。充電用端子９ｃの材料や厚み、平面サイズなどは外部接続端子７ｄのそれらとは異なっていてもよい。
【００４８】
断熱材１３及び接着剤１５（充填材）は、上部シート３ａと下部シート３ｂの間の、センサ５、制御装置７及び電源装置９とは異なる位置に配置されている。
【００４９】
断熱材１３は、センサ５ａの配置位置と、センサ５ｂの配置位置と、マイコンチップ７ａ、メモリチップ７ｂ及び通信ＩＣチップ７ｃの配置位置と、バッテリー９ａ及び保護ＩＣチップ９ｂの配置位置をそれぞれ囲むように配置されている。例えば温度センサであるセンサ５ｃは断熱材１３で囲まれていないことが好ましい。断熱材１３の厚みは例えば０.３〜０.４ｍｍ程度である。
【００５０】
接着剤１５は、例えば、センサ５、制御装置７、電源装置９及び断熱材１３とは異なる位置に配置されている。接着剤１５は上部シート３ａと、下部シート３ｂ又は配線基板１１とを接着している。
【００５１】
断熱材１３及び接着剤１５は、断熱効果及び接着効果以外に、シート部材３の表面及び裏面が平坦になるように配置されている。特に、接着剤１５は、成膜時（硬化前）の厚みと貼り付け時の加圧により、シート部材３の表面及び裏面が平坦になるように硬化後の厚みが制御される。このため、上部シート３ａと下部シート３ｂの間にセンサ５や制御装置７、電源装置９などが配置されるが、シート部材３の表面及び裏面に凹凸はなく、フラットな形状が実現できる。なお、シート部材３の表面及び裏面は、画像形成装置における計測装置１の搬送に支障がない程度、例えば０.１ｍｍ程度の凹凸を有していてもよい。
【００５２】
このように、計測装置１は、上部シート３ａと、下部シート３ｂと、それらの中間に配置されるセンサ５や配線基板１１や充填材などの層の３層構造になっている。
画像形成装置において、画像記録用のシート部材に替えて計測装置１を搬送させることにより、画像形成時やシート部材搬送時に画像記録用のシート部材が受ける様々な物理量を精度よく計測できる。
【００５３】
センサ５に関して、例えば、目的に応じて数種類のセンサが内蔵されていてもよいし、同じ種類のセンサが複数個配置されてシート部材３の面内の特性バラツキを見てもよい。例えば、同じセンサがシート部材３の異なる位置に配置されている場合、ある条件下における複数のデータを同時に計測できる。これらのデータは、例えば、トナー定着のための加熱ローラーの温度バラツキや、シート部材面内の位置による温度の伝わり方の差など、画像形成装置の構成部品の均一性などの評価に使用されうる。
【００５４】
センサ５の一例は、シート部材３の搬送スピードやシート部材３のたわみ（方向変位）を計測する３軸の加速度センサである。
センサ５の他の例は、定着ローラー等の熱によるシート部材表面温度を測定する温度センサである。この温度センサは、サーミスタなどの接触式センサであってもよいし、サーモパイルなどの非接触温度センサであってもよい。
【００５５】
センサ５のさらに他の例は、シート部材搬送用のローラーによるローラー圧力を測定する接触センサや圧力センサである。
センサ５のさらに他の例は、シート部材表面やシート部材内部、シート部材近傍などの湿度を測定する湿度センサである。
センサ５のさらに他の例は、シート部材にかかる歪を測定する歪センサである。
センサ５のさらに他の例は、音センサや風量センサがある。
なお、ここで挙げられたセンサ５の種類は一例であり、計測装置１に搭載されるセンサ５の種類はこれらに限定されない。
【００５６】
例えば、１つの計測装置１の中に、異なる２種類以上のセンサ５が配置されることにより、温度と湿度や、ローラー加圧と加速度などを同時に測定し、それらの相関を見ることができる。
また、１つの計測装置１の中に、同じ物理量を測定する複数のセンサ５が互いに異なる位置に配置されていてもよい。また、１つの計測装置１の中に、異なる物理量を測定する複数のセンサ５が互いに異なる位置に配置されていてもよい。
【００５７】
また、センサ５は、例えば温度と圧力など、異なる物理量を計測するマルチ機能を有したセンサであってもよい。これにより、シート部材３内の同一位置において異なる物理量を取得することが可能となる。マルチ機能を有したセンサの機能切替方法としては、例えば画像形成装置内の既存センサ信号により切り替えることが可能である。また、外部からの制御信号やマイコンチップ７ａに内蔵されたタイマ機能によってセンサの機能切替えを制御することも可能である。
【００５８】
センサ５は、例えば、超薄型パッケージ又はベアチップである。センサ５はＦＰＣ等の配線基板１１に実装される。センサ５は、配線基板１１に形成されている例えば銅箔等の導電体材料からなる配線１１ａに電気的に接続される。
【００５９】
計測装置１では、センサや各装置を電気的に接続するために配線基板１１に形成された配線１１ａが用いられている。配線１１ａに替えて、又は配線１１ａと並列して、紙や合成樹脂フィルムなどからなる上部シート３ａ又は下部シート３ｂの上に配線を直接形成する技術を用いて形成された配線を用いて、計測装置１内に電気回路が形成されてもよい。
【００６０】
制御装置７は、センサ５で取得した生データをＡ／Ｄ変換するためにマイコンチップ７ａを備えている。マイコンチップ７ａは、Ａ／Ｄ変換後のデータをロジック処理するロジック回路と、データを記憶するメモリも備えている。マイコンチップ７ａは、例えば市販されているワンチップマイコンにソフト組み込むことで対応できる。
【００６１】
データ量が多く、マイコンチップ７ａに内蔵のメモリだけでは足りない場合は、メモリチップ７ｂをシート部材３内に外付け配置することにより、大量のデータを格納できる。メモリチップ７ｂは、例えばフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などである。
【００６２】
収集された計測データは、例えば、センサ５等が実装された配線基板１１に設けられた外部接続端子７ｄから取り出される。また、計測データは、例えばＲＦＩＤ（radio frequency identifier）などの通信ＩＣチップ７ｃによって外部に取り出されてもよい。
【００６３】
この実施形態の計測装置１では、制御装置７はマイコンチップ７ａ、メモリチップ７ｂ、通信ＩＣチップ７ｃを別々に備えているが、これらのチップは、専用のＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）などで１つのチップに集約されていてもよい。
【００６４】
また、計測装置１では、シート部材３は上部シート３ａと下部シート３ｂの２枚のシートを備えているが、シートの枚数は３枚以上であってもよい。例えば、上部シート３ａ又は下部シート３ｂの上に、シートをさらに１枚備えていてもよい。
【００６５】
また、本発明の計測装置１において、断熱材１３はなくてもよい。
また、上部シート３ａと下部シート３ｂとの間に、何も配置されていない空間があってもよい。この空間は、例えば、接着剤１５がドット状や格子状、縞状、島状などに形成されることによって形成される。
【００６６】
図４は、画像形成装置の一例を説明するための概略的な構成図である。この画像形成装置は、カラー印刷を行なう画像形成装置であって、二次転写機構を具備した画像形成装置、例えば、電子写真方式の複写機の概略構成図である。
【００６７】
画像形成装置１００には、感光体ドラム１０１の周囲に帯電装置１０２、書き込み装置１０３の発光素子ユニット１０３ａ、現像装置１０４、転写装置１０５、クリーニング装置１０６、クリーニングブレード１０６ａが色ごとに配置されている。ここでは、書き込み装置１０３を除くこれらの構成がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色ごとに配置されている。
【００６８】
画像形成装置１００には、感光体ドラム１０１と接するようにして転写材として無端状の転写ベルト１０７が配置されている。転写ベルト１０７の移動方向下流側にはクリーニング装置１０８が配置されている。転写ベルト１０７の移動方向上流側には二次転写装置１０９が配置されている。二次転写装置１０９の上部には定着装置１１０が配置されている。なお、符号１０８ａはクリーニングブレードである。
【００６９】
二次転写装置１０９は、転写ローラー１０９ａ、１０９ｂ、保持ローラー１０９ｃから大略構成される。定着装置１１０は定着ローラー１１０ａと加圧ローラー１１０ｂとから大略構成される。
【００７０】
用紙としてのシート部材ＳＨは給紙カセット１１１に積載されて収納されている。シート部材ＳＨは一対のレジストローラ１１２、シート部材搬送路１１３、二次転写装置１０９、定着装置１１０を経由して排出される。
【００７１】
画像形成装置１００では、所定のプロセススピードで回転駆動される感光体ドラム１０１の表面が帯電装置１０２により一様に帯電される。次いで、形成すべき画像情報に応じて書き込み装置１０３の発光素子ユニット１０３ａにより露光が行われて、静電潜像が感光体ドラム１０１に形成される。
【００７２】
次いで、現像装置１０４のトナー（現像剤）により現像が行なわれ、トナー像が感光体ドラム１０１上に色ごとに形成される。感光体ドラム１０１に形成された複数色のトナー像は、所定のプロセススピードで回転駆動される転写ベルト１０７に転写装置１０５によって順番に重畳転写される。
【００７３】
その一方、シート部材ＳＨが給紙カセット１１１から所定のタイミングでシート部材搬送路１１３を通って二次転写装置１０９に搬送される。そして、二次転写装置１０９によって、シート部材ＳＨに転写ベルト１０７に担持されているトナー像が重畳転写される。
【００７４】
トナー像が転写されたシート部材ＳＨは搬送方向下流側の定着装置１１０に向かって搬送されて、定着ローラー１１０ａと加圧ローラー１１０ｂ間で加熱及び加圧されることにより、シート部材ＳＨにトナー像が定着される。トナー像が定着されたシート部材ＳＨは、排紙ローラーにより外部に排出される。
【００７５】
なお、転写ベルト１０７に転写されずに感光体ドラム１０１の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置１０６のクリーニングブレード１０６ａにより除去される。そして、感光体ドラム１０１の表面は次の作像に供される。
【００７６】
また、シート部材ＳＨに転写されずに転写ベルト１０７の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置１０８のクリーニングブレード１０８ａにより除去される。そして、転写ベルト１０７の表面は次の作像に供される。
【００７７】
計測装置１を用いた計測方法の一例を説明する。
計測装置１は例えば図４に示された画像形成装置１００の特性の計測に用いられる。
【００７８】
（１）スイッチ装置７ｅにより計測装置１の電源を入れる。
（２）計測装置１を画像形成装置１００の給紙カセット１１１に配置する。計測装置１は画像形成用のシート部材と同様にして給紙カセット１１１に配置される。
【００７９】
（３）画像形成装置１００の画像形成処理を開始させる。画像形成用のシート部材と同様にして、計測装置１が給紙カセット１１１から搬送され、計測装置１に画像が形成される。なお、例えばテストモードとして、計測装置１の搬送のみが行われ、計測装置１に画像が形成されないようにしてもよい。
【００８０】
センサ５等を備えた計測装置１は、画像記録用のシート部材ＳＨと同じ経路をたどって画像形成装置１００内を搬送されるので、画像形成時にシート部材ＳＨが受ける物理量を直接計測することができる。
【００８１】
（４）画像形成装置１００から排出された計測装置１を回収する。回収した計測装置１の外部接続端子７ｄにケーブルを接続して、計測装置１のセンサ５によって計測したデータを外部の演算処理装置、例えばＰＣ（personal computer）に取り出す。計測データの取り出しは通信ＩＣチップ７ｃを用いた無線通信によって行われてもよい。取り出した計測データの解析を行う。
（５）計測装置１に記憶されている計測データを消去して、再度、測定できる状態にする。
【００８２】
また、図５に示されるように、画像形成装置１００は、排出された計測装置１と無線通信を行うための通信装置１２０を備えているようにしてもよい。計測装置１は、給紙カセット１１１に配置され、画像形成装置１００内で搬送されて計測データを取得し、通信装置１２０の近傍に到達すると、通信装置１２０に計測データを送信する。
【００８３】
これにより、計測装置１が受ける物理量の計測を短時間でリアルタイムに行える。また、画像形成装置１００は、通信装置１２０が取得した計測データを解析して、画像形成機構やシート部材搬送機構にフィードバックをかけることができる。例えば、解析結果に基づいて、モーターの回転速度やトルク、ヒーターの温度の制御などが行われる。
【００８４】
例えば、画像形成装置１００が複数のシート部材ＳＨを順次搬送して連続して画像形成動作をしている途中に、画像形成装置１００に計測装置１を取り込ませる。そして、画像形成装置１００は、得られた計測データに基づいて自動でフィードバックをかける。これにより、連続動作中の画像形成不良やシート部材搬送不良を低減できる。また、得られた計測データに基づいて、連続動作によってシート部材ＳＨが受ける物理量がどのように変化するのかを解析することもできる。
【００８５】
なお、計測装置１は、通信装置１２０に計測データを送信した後、計測データを保持したままであってもよいし、マイコンチップ７ａによって計測装置１内の計測データを自動消去するようにしてもよい。
【００８６】
図６は、計測装置の他の実施形態を説明するための模式的な断面図である。図６において図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施形態の計測装置２１は、図１に示された計測装置１と比較して、断熱材２３，２５をさらに備えている。
【００８７】
断熱材２３は、センサ５ａ、センサ５ｂ、マイコンチップ７ａ、メモリチップ７ｂ、通信ＩＣチップ７ｃ及び保護ＩＣチップ９ｂと、上部シート３ａの間にそれぞれ配置されている（図３も参照。）。断熱材２５は、バッテリー９ａと上部シート３ａの間、及びバッテリー９ａと下部シート３ｂの間に配置されている。なお、例えば温度センサであるセンサ５ｃと上部シート３ａの間には断熱材は配置されていない。
【００８８】
断熱材２３の厚みは例えば０.２ｍｍ程度である。断熱材２５の厚みは例えば０.１ｍｍ程度である。計測装置２１における接着剤１５の厚みは、図１に示された計測装置１における接着剤１５の厚みと比較して、計測装置２１のシート部材３の表面及び裏面が平坦になるように厚く形成されている。
計測装置２１におけるシート部材３全体の厚みは例えば０.８ｍｍ程度である。
【００８９】
例えば図４に示された画像形成装置１００において、定着ローラー１１０ａは１８０℃程度に加熱されている。計測装置１が定着ローラー１１０ａと接触すると、計測装置１の表面温度は１００℃程度に加熱される。そこで、計測装置１内の装置を保護すべく、必要に応じて、上部シート３ａ、下部シート３ｂと、計測装置１内の装置との間に断熱材２３，２５が配置されていてもよい。
【００９０】
図７は、計測装置のさらに他の実施形態を説明するための模式的な断面図である。図７において図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施形態の計測装置３１は、図１に示された計測装置１と比較して、ダミーシート３３（充填材）をさらに備えている。
【００９１】
ダミーシート３３は、図１に示された計測装置１における接着剤１５の形成領域の一部分に対して接着剤１５に替えて配置されている。ダミーシート３３の厚みは、計測装置３１のシート部材３の表面及び裏面が平坦になる厚みに設定されている。
【００９２】
例えば、ダミーシート３３は上部シート３ａ及び下部シート３ｂと同じ材料からなる部材である。例えば、上部シート３ａ、下部シート３ｂ及びダミーシート３３は紙で形成されている。なお、ダミーシート３３は上部シート３ａ及び下部シート３ｂの材料とは異なる材料で形成されていてもよい。
【００９３】
接着剤１５が計測装置１の全体に塗布されていると、接着剤１５の組成によっては計測装置１が硬くなり、曲げ難くなる。そこで、接着剤１５の形成領域の一部分がダミーシート３３の配置領域に置き換えられることが好ましい。これにより、接着剤１５の形成領域を最小限にとどめて計測装置１の可撓性を確保しつつ、シート部材３の表面及び裏面の凹凸を低減することができる。
【００９４】
図８は、計測装置のさらに他の実施形態を説明するための模式的な断面図である。図８において図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
【００９５】
この実施形態の計測装置４１のシート部材４３は、例えば抄紙によって成形された紙によって形成されている。シート部材４３は可撓性を有する。計測装置４１は、図１に示された計測装置１と比較して、配線基板１１、断熱材１３及び接着剤１５を備えていない。シート部材４３の厚みは例えば０.６ｍｍ程度である。
【００９６】
計測装置４１は、紙に形成された配線４５を備えている。例えば、配線４５が形成された紙の上に各装置を配置した後、各装置を覆うように紙の原料を配置し、抄紙によって紙の原料を成形することにより、シート部材４３を形成できる。なお、図８において、シート部材４３は一体的に図示されている。
【００９７】
また、図１に示された計測装置１と同様に配線基板１１を用い、配線基板１１に各装置や断熱材１３を配置した後、それらを紙の原料で覆い、その後、抄紙によって紙の原料を成形してシート部材４３を形成してもよい。
【００９８】
図９は、計測装置のさらに他の実施形態を説明するための模式的な平面図である。図９において図３と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。図９は上部シート及び接着剤を透視して図示されている。
【００９９】
この実施形態の計測装置５１は、図１及び図３に示された計測装置１と比較して、充電用端子９ｃに替えて、受電チップ９ｄ（受電装置）を備えている。受電チップ９ｄは非接触で電力供給を受けるためのものである。
【０１００】
受電チップ９ｄは配線基板１１上に搭載されている。受電チップ９ｄは保護ＩＣチップ９ｂと電気的に接続されている。受電チップ９ｄは上部シート３ａ（図１を参照。）で覆われている。受電チップ９ｄの厚みは例えば０.３ｍｍ程度である。受電チップ９ｄの平面サイズは例えば５×５ｍｍ〜１０×１０ｍｍ程度である。
【０１０１】
このように、バッテリー９ａの充電は、非接触電力伝送技術（ワイヤレス給電技術）によって行われるようにしてもよい。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態での寸法、材料、配置、個数等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１０３】
例えば、配線基板１１は、ＦＰＣに替えてＰＷＢ（Printed Wiring Board）や、配線が形成された紙などであってもよい。また、上部シート３ａもしくは下部シート３ｂ又はその両方に配線が形成されており、配線基板１１を用いずに、上部シート３ａや下部シート３ｂに形成された配線を用いてセンサ５、制御装置７、電源装置９が電気的に接続されているようにしてもよい。また、１つの計測装置１内で、配線基板１１に形成された配線と、上部シート３ａや下部シート３ｂに形成された配線の両方が用いられるようにしてもよい。
【０１０４】
また、センサ５は、ＭＥＭＳ技術によって形成されたものに限定されない。センサ５として、例えば可撓性を有するサーミスタ（温度センサ）や圧力センサ、歪センサなどを用いることもできる。
また、上記で説明した実施形態の計測装置の構成を組み合せることは可能である。
【０１０５】
また、本発明の計測装置の平面サイズは、いわゆるＡ４サイズに限定されない。本発明の計測装置の平面サイズは、適用される画像形成装置で搬送されるシート部材の平面サイズに合わせて適宜変更が可能である。
【０１０６】
また、本発明の計測装置は、ＭＦＰやＰＰ、ＬＰのほか、例えばインクジェットプリンタなど、画像を記録するためのシート部材が搬送される画像形成装置であれば、それらの画像形成装置の特性計測に使用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１，２１，３１，４１，５１  計測装置
３，４３  シート部材
３ａ  上部シート（シート）
３ｂ  下部シート（シート）
５，５ａ，５ｂ，５ｃ  センサ
７  制御装置
７ａ  マイコンチップ（演算装置）
７ｂ  メモリチップ（記憶装置）
７ｃ  無線ＩＣチップ（無線装置）
７ｄ  外部接続端子
７ｅ  スイッチ装置
９  電源装置
９ａ  バッテリー（蓄電装置）
９ｄ  受電チップ（受電装置）
１３  断熱材（充填材）
１５  接着剤（充填材）
２３，２５  断熱材
３３  ダミーシート（充填材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】特開２００９−５３６１２号公報
【図１】
2016173263.tif 000003
【図２】
2016173263.tif 000004
【図３】
2016173263.tif 000005
【図４】
2016173263.tif 000006
【図５】
2016173263.tif 000007
【図６】
2016173263.tif 000008
【図７】
2016173263.tif 000009
【図８】
2016173263.tif 000010
【図９】
2016173263.tif 000011