JP2011043392A - 膜厚測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状基材とローラの間に空気の巻き込みが発生した場合でも、その影響を受けず、塗膜の膜厚を測定できる膜厚測定装置を提供する。
【解決手段】膜厚測定装置１００は、ローラ３０上を搬送される帯状基材１０の長さ方向に塗工部４０から塗液４４を塗工して形成された塗膜１２の膜厚を測定する。この装置１００は、基材１０の搬送方向９０に対して塗工部４０よりも上流側の位置に設けられ、ローラ外表面３０ａから基材表面１０ａまでの厚みＸ１を測定する第１厚みセンサ５０と、塗工部４０よりも下流側の位置に設けられ、ローラ外表面３０ａから塗膜表面１２ａまでの厚みＸ２を測定する第２厚みセンサ６０とを備え、第１厚みセンサ５０で測定された厚みＸ１と、第２厚みセンサ６０で測定された厚みＸ２との差分から塗膜１２の膜厚を算出し得るように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯状基材の長さ方向に塗液を塗工して形成された塗膜の膜厚を測定する装置および該膜厚の測定方法に関する。

帯状基材上に形成された塗膜の厚さを測定する装置としては、例えば、特開２００２−２５７５０６号公報（特許文献１）に記載された装置がある。同公報には、金属板上に塗工された塗工膜厚を測定する非接触膜厚測定装置が記載されている。塗工膜厚を測定する非接触膜厚測定装置としては、レーザー変位計が用いられており、金属板の幅方向に移動しつつ膜厚を測定する構造を備えている。また、同公報の装置は、金属板を金属ローラの回転により搬送しつつ、金属板に形成された塗工膜厚を測定する構造を備えている。

特開２００２−２５７５０６号公報

ところで、例えば、リチウムイオン二次電池を製造する場合においては、帯状基材に電極活物質を塗工して塗膜を形成している。この際、歩留まりを高めるため、帯状基材に、塗膜の位置、塗膜の幅、塗膜の厚さなどの精度が良い塗膜を形成することが求められている。本発明者は、帯状基材に形成された塗膜の位置、塗膜の幅、塗膜の厚さなどを測定し、その測定結果を基に塗工装置をフィードバック制御することによって、帯状基材に、塗膜の位置、塗膜の幅、塗膜の厚さなどの精度が良い塗膜を形成することを考えている。このためには、帯状基材に形成された塗膜の位置、塗膜の幅、塗膜の厚さなどを精度良く測定できることが前提となる。また、特に、帯状基材に塗膜を形成するにあたっては、生産性の観点から、帯状基材をローラで搬送しつつ、連続して塗工することが好ましい。そして、かかる塗工態様においては、上記の塗膜の測定についても、塗工工程を止めずに行なえることが好ましい。

しかし、特許文献１のような既存の装置では、帯状基材をローラで搬送しつつ、帯状基材に形成された塗膜の膜厚を正確に測定することが難しかった。具体的には、帯状基材が高速で搬送される場合や、あるいは帯状基材にかかる張力が小さい場合には、帯状基材とローラの間に空気が巻き込まれて、帯状基材がローラの外表面から浮き上がった状態が発生しやすい。かかる空気巻きこみの結果、帯状基材とローラの間に空気層が局所的に生じ、帯状基材の表面が凹凸になるため（ローラの外表面から基材の表面までの高さが場所によって変わるため）、基材表面に形成された塗膜の膜厚を精度良く測定することができないという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、帯状基材とローラの間に空気の巻き込みが発生した場合でも、その影響を受けず、塗膜の膜厚を測定できる膜厚測定方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのような塗膜の膜厚測定方法を好ましく実現することができる膜厚測定装置を提供することである。

本発明によって提供される方法は、ローラ上を搬送される帯状基材に塗工部から塗液を供給して該基材の長さ方向に形成された塗膜の膜厚を測定する方法である。この方法は、上記基材の搬送方向に対して上記塗工部よりも上流側の位置において、上記ローラの外表面から上記基材の表面までの厚みＸ１を第１厚みセンサにより測定することを含む。また、上記基材の搬送方向に対して上記塗工部よりも下流側の位置において、上記ローラの外表面から上記塗膜の表面までの厚みＸ２を第２厚みセンサにより測定することを含む。そして、上記第１厚みセンサで測定された厚みＸ１と、上記第２厚みセンサで測定された厚みＸ２との差分から上記帯状基材に形成された上記塗膜の膜厚を算出することを含む。

かかる膜厚測定方法によれば、塗工部よりも上流側の位置においてローラの外表面から基材の表面までの厚みＸ１を測定し、塗工部よりも下流側の位置においてローラの外表面から塗膜の表面までの厚みＸ２を測定し、得られた厚みＸ１と厚みＸ２との差分から帯状基材に形成された塗膜の膜厚を算出するので、例えば、帯状基材とローラの間に空気が巻き込まれ、帯状基材がローラの外表面から浮き上がった場合でも、その影響を受けず、塗膜の膜厚を測定することができる。

ここで開示される方法のある好適な一態様において、上記塗工部は、上記帯状基材の長さ方向に複数列の塗膜を形成し得るように構成されている。そして、上記第１厚みセンサ及び第２厚みセンサは、上記複数列の塗膜それぞれに対応して複数設けられている。この場合、複数列の塗膜の膜厚を並行して測定できるので、単一の厚みセンサを用いて複数列の塗膜の膜厚を測定する場合に比べて測定時間を短縮できる。

ここで開示される方法のある好適な一態様において、上記ローラ上を搬送される帯状基材のうち、上記第１厚みセンサで測定された測定箇所と同じ箇所の厚みを上記第２厚みセンサにより測定する。帯状基材とローラ間への空気の巻き込みは局所的に起こるため、空気層の厚みは帯状基材の測定箇所によって異なり得る。そのため、第１厚みセンサと第２厚みセンサとの測定箇所がずれると、両センサでそれぞれ異なる位置の空気層の厚みが測定され、両者を差し引いても空気層の厚みを適切に排除できない場合がある。上記方法によれば、第１厚みセンサと第２厚みセンサの測定箇所を合致させているので、測定箇所に対応した空気層の厚みを適切に排除できる。

ここで開示される方法のある好適な一態様において、上記第１厚みセンサ及び第２厚みセンサを上記帯状基材の幅方向に走査し、上記帯状基材の幅方向に沿って、上記帯状基材に形成された上記塗膜の膜厚分布を測定する。これにより、帯状基材に形成された塗膜の膜厚の分布、すなわち、帯状基材に対する塗膜の位置、塗膜の幅、塗膜の厚さについて、帯状基材の幅方向に測定することができる。本発明によれば、空気巻き込みによる影響を受けないので、そのような幅方向の膜厚分布を精度よく測定することができる。

ここで開示される方法のある好適な一態様において、上記ローラで搬送される帯状基材の幅方向端部の位置を検出する。そして、その検知された帯状基材の幅方向端部の位置を基準として、上記帯状基材の幅方向に沿って、上記帯状基材に形成された上記塗膜の膜厚分布を測定する。この方法によれば、例えば、蛇行などの現象によって帯状基材が搬送時に位置がずれた場合でも、その影響を受けず、幅方向の膜厚分布を測定することができる。すなわち、上記方法によれば、空気巻き込みに加えて、蛇行などの影響を受けずに、塗膜の膜厚分布を正確に測定することができる。

また、本発明は、上記塗膜の膜厚の測定方法を好ましく実現することができる塗膜の膜厚測定装置を提供する。この装置は、帯状基材に塗液を塗工して形成された塗膜の膜厚を測定する。この装置は、帯状基材を該基材の長さ方向に搬送するローラと、上記ローラ上を搬送される帯状基材に塗液を供給することで該基材の長さ方向に塗膜を形成する塗工部と、上記基材の搬送方向に対して上記塗工部よりも上流側の位置に設けられ、上記ローラの外表面から上記基材の表面までの厚みＸ１を測定する第１厚みセンサと、上記基材の搬送方向に対して上記塗工部よりも下流側の位置に設けられ、上記ローラの外表面から上記塗膜の表面までの厚みＸ２を測定する第２厚みセンサとを備える。そして、上記第１厚みセンサで測定された厚みと、上記第２厚みセンサで測定された厚みとの差分から上記帯状基材に形成された塗膜の膜厚を算出し得るように構成されている。この測定装置によれば、上記塗膜の膜厚測定方法を好ましく実現することができる。

ここで開示される装置のある好適な一態様において、上記第１厚みセンサ及び第２厚みセンサは、上記帯状基材の幅方向に走査され、帯状基材の幅方向に沿って、帯状基材に形成された塗膜の膜厚分布を測定し得るように構成されている。これにより、塗膜の膜厚分布を幅方向に精度よく測定することができる。

ここで開示される装置のある好適な一態様において、上記ローラで搬送される帯状基材の幅方向端部の位置を検出する位置センサを備える。そして、上記位置センサで検知された帯状基材の幅方向端部の位置を基準として、帯状基材の幅方向に沿って、帯状基材に形成された塗膜の膜厚分布を測定し得るように構成されている。この構成によれば、蛇行などによって帯状基材が搬送時に位置がずれた場合でも、その影響を受けず、幅方向の膜厚分布を測定することができる。

ここで開示される装置のある好適な一態様において、上記塗工部は、帯状基材の長さ方向に複数列の塗膜を形成し得るように構成されている。そして、上記第１厚みセンサ及び第２厚みセンサは、複数列の塗膜それぞれに対応して複数設けられている。この場合、複数列の塗膜の膜厚を並行して測定できるので、単一の厚みセンサを用いて複数列の塗膜の膜厚を測定する場合に比べて測定時間を短縮できる。

本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置を模式的に示す側面図。 本発明の一実施形態に係る塗工部を模式的に示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置を模式的に示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る膜厚測定方法を説明するための図。 本発明の一実施形態に係る膜厚測定方法を説明するための図。 本発明の一実施形態に係る膜厚測定方法を説明するための図。 本発明の一実施形態に係る膜厚測定方法を説明するための図。 帯状電極を製造する中間体を示す平面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、下記の実施形態は本発明の実施の一形態を例示するに過ぎず、本発明は下記の実施形態には限定されない。

＜第１の実施形態＞
この実施形態に係る膜厚測定装置１００は、図１に示すように、帯状基材１０の長さ方向に塗液を塗工して形成された塗膜１２の膜厚を測定する。この膜厚測定装置１００は、帯状基材を該基材の長さ方向に搬送するローラ３０と、ローラ上を搬送される帯状基材に塗液４４を供給することで該基材の長さ方向に塗膜１２を形成する塗工部４０と、基材の搬送方向９０に対して塗工部４０よりも上流側と下流側の位置に設けられた２つの厚みセンサ（第１厚みセンサ５０と第２厚みセンサ６０）とを備えている。

ローラ３０は、帯状基材１０を搬送する装置である。この実施形態では、帯状基材１０は複数のローラ３０、３２に順に架け渡され、該帯状基材１０にテンションが掛けられている。一部のローラには、ローラを回動させる駆動装置（図示せず）が取り付けられている。膜厚測定装置１００は、ローラ３０を回動させることにより、帯状基材１０を基材搬送方向９０に搬送している。

塗工部４０は、図２に示すように、帯状基材１０の長さ方向に塗膜１２を形成する装置である。この実施形態では、塗工部４０は、塗膜１２を形成する材料をペースト状にした塗液４４を吐出する吐出口を有するダイ４２と、ダイ４２に塗液４４を所定の圧力で供給する塗液供給部４６とを備えている。この実施形態では、塗膜１２の形成は、帯状基材１０を基材搬送方向９０に走行させながら行っている。すなわち、帯状基材１０をロール３０の回転により搬送しつつ、ロール３０とダイ４２との隙間（塗工ギャップ）を通過させ、該帯状基材１０にダイ４２から塗液４４を塗工する。これにより、帯状基材１０の長さ方向に塗膜１２を形成する。

第１厚みセンサ５０は、図１に示すように、基材の搬送方向９０に対して塗工部４０よりも上流側の位置に設けられている。第１厚みセンサ５０は、塗液供給位置Ａ０よりも上流側であって、かつ、基材１０がロール３０に最初に巻き付く位置Ａ１（基材１０がローラ３０に巻き付いた直後）よりも下流側に配置されていればよい。その位置において、第１厚みセンサ５０は、ローラ３０の外表面３０ａから基材１０の表面１０ａまでの厚みＸ１を測定する（図１のＩ参照）。なお、図１の丸で囲んだＩは、第１厚みセンサ５０による測定箇所を拡大した要部断面図である。
当該第１厚みセンサ５０には、例えば、市販されるような一般的なレーザー変位計（例えば株式会社キーエンス製品）が用いられる。この場合、レーザー変位計（第１厚みセンサ）５０は、図３に示すように、塗液供給位置の上流側（図３ではローラ３０の下方）において、ローラ３０上を搬送される帯状基材１０に対向するように配置されている。そして、ローラ３０上を搬送される基材１０の表面にレーザー光を照射し、所定の基準位置から基材１０の表面までの距離を測定する。この場合、得られた基準位置から基材１０の表面までの距離と、予め設定された基準位置からローラ３０の外表面までの距離とに基づいて、ローラ３０の外表面から基材１０の表面までの厚みＸ１を測定することができる。

また、第２厚みセンサ６０は、図１に示すように、基材の搬送方向９０に対して塗工部４０よりも下流側の位置に設けられている。第２厚みセンサ６０は、塗液供給位置Ａ０よりも下流側であって、かつ、基材１０がローラ３０から離れる位置Ａ２（基材１０がローラ３０から離れる直前）よりも上流側に配置されていればよい。その位置において、第２厚みセンサ６０は、ローラ３０の外表面３０ａから塗膜１２の表面１２ａまでの厚みＸ２を測定する（図１のＩＩ参照）。なお、図１の丸で囲んだＩＩは、第２厚みセンサ６０による測定箇所を拡大した要部断面図である。
当該第２厚みセンサ６０には、第１厚みセンサ５０と同様に、例えば市販されるような一般的なレーザー変位計が用いられる。この場合、レーザー変位計（第２厚みセンサ）６０は、図３に示すように、塗液供給位置の下流側（図３ではローラ３０の上方）において、ローラ３０上を搬送される帯状基材１０に対向するように配置されている。そして、帯状基材１０に形成された塗膜１２の表面にレーザー光を照射し、所定の基準位置から塗膜１２の表面までの距離を測定する。この場合、得られた基準位置から塗膜１２の表面までの距離と、予め設定された基準位置からローラ３０の外表面までの距離とに基づいて、ローラ３０の外表面から塗膜１２の表面までの厚みＸ２を測定することができる。

膜厚測定装置１００は、第１厚みセンサ５０で測定された厚みＸ１と、第２厚みセンサ６０で測定された厚みＸ２との差分から帯状基材１０に形成された塗膜１２の膜厚を算出し得るように構成されている。この実施形態では、図３に示すように、第１厚みセンサ５０で測定された厚みＸ１と、第２厚みセンサ６０で測定された厚みＸ２との差分から塗膜１２の膜厚を算出する算出部５４を備えている。算出部５４には、第１厚みセンサ５で測定された厚みＸ１の測定データが第１厚みセンサ５０から送られる。算出部５４は、第１厚みセンサ５０から送られてきた厚みＸ１の測定値を記憶部５６に記憶する。また、算出部５４には、第２厚みセンサ６０で測定された厚みＸ２の測定値が第２厚みセンサ６０から送られる。算出部５４は、第２厚みセンサ６０から送られてきた厚みＸ２の測定値を記憶部５６に記憶する。そして、算出部５４では、記憶部５６に記憶された第１厚みセンサ５０の厚みＸ１の測定値と、第２厚みセンサ６０の厚みＸ２の測定値との差分（引き算）から塗膜１２の膜厚を算出する。

ここで、帯状基材１０とローラ３０の間に空気７０の巻き込みが発生し、帯状基材１０の一部がローラの外表面３０ａから浮き上がることがあり得る。ローラ３０の回転による帯状基材１０の搬送速度が高速の場合（例えば帯状基材の搬送速度が５０ｍ／ｍｉｎを超えるような場合）、あるいは帯状基材１０にかかる張力が小さい場合には、上記空気の巻き込みが特に発生しやすい。かかる空気巻きこみの結果、帯状基材１０とローラ３０の間に空気層７０が局所的に生じ、帯状基材１０の表面が凹凸になるため（ローラの外表面３０ａから基材表面１０ａまでの高さが場所によって変わるため）、第１及び第２厚みセンサ５０，６０を用いない従来の態様では、帯状基材１０に形成された塗膜１２の膜厚を正確に測定できない等の不都合が生じていた。

これに対し、本実施形態では、図１に示すように、塗工部４０よりも上流側の位置においてローラの外表面３０ａから基材の表面１０ａまでの厚みＸ１を測定し、塗工部４０よりも下流側の位置においてローラの外表面３０ａから塗膜の表面１２ａまでの厚みＸ２を測定し、得られた厚みＸ１と厚みＸ２との差分から帯状基材に形成された塗膜１２の膜厚を算出するので、例えば、帯状基材１０とローラ３０の間に空気７０が巻き込まれ、帯状基材１０がローラの外表面３０ａから浮き上がった場合でも、その影響を受けず、塗膜１２の膜厚を測定することができる。

さらに、図４及び図５を加えて説明すると、図４に模式的に示すように、帯状基材１０の搬送速度を上げていくと、帯状基材１０とローラ３０の間に空気が巻き込まれ、帯状基材１０とローラ３０の間に空気層７０が形成される。第１厚みセンサ５０は、図４の塗工前において、ローラの外表面３０ａから基材表面１０ａまでの厚みＸ１を測定する。そのため、得られた厚みＸ１には、基材１０の厚みｄ１だけでなく、空気層７０の厚みｄ２も含まれる。一方、第２厚みセンサ６０は、図５の塗工後において、ローラの外表面３０ａから塗膜表面１２ａまでの厚みＸ２を測定する。そのため、得られた厚みＸ２には、基材１０と塗膜１２の厚みｄ１，ｄ３だけでなく、空気層７０の厚みｄ２も含まれる。

すなわち、第１厚みセンサ５０は「基材１０の厚みｄ１＋空気層７０の厚みｄ２」を測定し、第２厚みセンサ６０は「基材１０の厚みｄ１＋空気層７０の厚みｄ２＋塗膜１２の厚みｄ３」を測定する。したがって、第２厚みセンサ６０の測定値から第１厚みセンサ５０の測定値を差し引くと、基材１０上に形成された「塗膜１２の膜厚ｄ３」のみが算出され、帯状基材１０とローラ３０の間に巻き込まれた「空気層７０の厚みｄ２」が除外される。このようにして、帯状基材１０とローラ３０の間に空気の巻き込みが発生した場合でも、その影響を受けず、塗膜１２の膜厚を測定することができる。この方法を用いれば、高速塗工でも膜厚を精度よく管理できるので、生産性を高めつつ歩留りを改善することができる。これにより、廃棄物を減らして資源のムダを省くことができ、材料コストや製品コストを低減できる。

なお、ここに開示される技術では、第２厚みセンサ６０は、ローラ３０上を搬送される帯状基材１０のうち、第１厚みセンサ５０で測定された測定箇所と同じ箇所の厚みを測定し得るように構成されている。すなわち、第１厚みセンサ５０と第２厚みセンサ６０とは、ローラ３０上を搬送される帯状基材１０の同じ箇所の厚みを測定する。帯状基材とローラ間への空気の巻き込みは局所的に起こるため、空気層の厚みは帯状基材の測定箇所によって異なり得る。そのため、第１厚みセンサ５０と第２厚みセンサ６０との測定箇所がずれると、両センサでそれぞれ異なる位置の空気層の厚みが測定され、両者を差し引いても空気層の厚みを適切に排除できない場合がある。これに対し、本実施形態では、第１厚みセンサ５０と第２厚みセンサ６０との測定箇所を合致させているので、測定箇所に対応した空気層７０の厚みを適切に排除できる。

また、この場合、測定箇所に対応した空気層７０の厚みを適切に排除するためには、第１厚みセンサ５０による測定位置から第２厚みセンサ６０による測定位置まで基材１０が搬送される間に空気層７０の位置および厚みが実質的に変化しないこと（即ち第１厚みセンサ５０から第２厚みセンサ６０に至る間に空気が抜けたり膨らんだりしないこと）が好ましい。ここに開示される技術では、図１に示すように、第１厚みセンサ５０は、基材１０がローラ３０に巻き付いた直後を避けて配置されている。例えば、第１厚みセンサ５０は、基材１０がローラ３０に最初に巻き付く位置Ａ１から適当な距離をあけて（ただし、塗液供給位置Ａ０よりも上流側に）配置されることが好ましい。このように第１厚みセンサ５０を基材１０がローラ３０に巻き付いた直後を避けて配置することにより、第１厚みセンサ５０による測定位置から第２厚みセンサ６０による測定位置まで基材１０が搬送される間に空気層７０の位置および厚みが実質的に変化しにくくなる。そのため、帯状基材１０とローラ３０間に巻き込まれた空気層７０の厚みをより適切に排除できる。

また、第２厚みセンサ６０は、図１に示すように、基材１０がローラ３０から離れる直前を避けて配置されている。例えば、第２厚みセンサ６０は、基材１０がローラ３０から離れる位置Ａ２から適当な距離をあけて（ただし、塗液供給位置Ａ０よりも下流側に）配置されることが好ましい。このように、第２厚みセンサ６０を基材１０がローラ３０から離れる直前を避けて配置することにより、第１厚みセンサ５０による測定位置から第２厚みセンサ６０による測定位置まで基材１０が搬送される間に空気層７０の位置および厚みが実質的に変化しにくくなる。そのため、帯状基材１０とローラ３０間に巻き込まれた空気層７０の厚みをより適切に排除できる。

なお、第１及び第２厚みセンサ５０，６０は、ローラの外表面３０ａから基材表面１０ａ及び塗膜表面１２ａまでの厚みを検出できるセンサであればよい。このため、第１及び第２厚みセンサ５０，６０の具体的構成については、種々の変更が可能である。この実施形態では、レーザー光を用いた光学的なセンサを例示したが、これに限定されず、帯状基材１０及び塗膜１２の表面形状を測定できるセンサであれば、種々のセンサを適用することができる。

＜第２の実施形態＞
この実施形態では、帯状基材１０の片面だけでなく、帯状基材１０の両面に塗膜１２、１６が形成される点において上述した第１の実施形態とは相違する。すなわち、図６に示すように、ローラ３０上を搬送される帯状基材１０の裏面には、あらかじめ塗膜１６が形成されている。この塗膜１６は、例えば、上述した第１の実施形態の装置１００を用いて帯状基材１０の長さ方向に塗液を塗工して形成された塗膜であり得る。この場合、帯状基材１０の裏面に形成された塗膜１６の厚み分だけ帯状基材１０とローラ３０の隙間が広がるので、帯状基材１０とローラ３０間に空気が巻き込まれやすくなる。また、帯状基材１０の裏面に形成された塗膜１６の膜厚が不均一であると（塗膜１６の厚みに場所による偏りが存在する場合には）、基材１０の表面が凹凸になるため（ローラの外表面から基材の表面までの高さが場所によって変わるため）、基材１０の表面に形成された塗膜１２の膜厚を正確に測定することがさらに難しくなる。

このような場合でも、本実施形態の膜厚測定装置１００を用いれば、塗膜１２の膜厚を正確に測定することができる。すなわち、第１厚みセンサ５０は、図６の塗工前において、ローラの外表面３０ａから基材表面１０ａまでの厚みＸ１を測定し、「基材１０の厚みｄ１＋空気層７０の厚みｄ２＋塗膜１６の厚みｄ４」を得る。また、第２厚みセンサ６０は、図７の塗工後において、ローラの外表面３０ａから塗膜表面１２ａまでの厚みＸ２を測定し、「基材１０の厚みｄ１＋空気層７０の厚みｄ２＋塗膜１６の厚みｄ４＋塗膜１２の厚みｄ３」を得る。したがって、第２厚みセンサ６０の測定値から第１厚みセンサ５０の測定値を差し引くと、基材１０上に形成された「塗膜１２の膜厚ｄ３」のみが算出され、帯状基材１０とローラ３０の間に巻き込まれた「空気層７０の厚みｄ２」と、帯状基材１０の裏面に形成された「塗膜１６の厚みｄ４」が除外される。このようにして、帯状基材１０とローラ３０の間に空気の巻き込みが発生した場合、あるいは帯状基材１０の裏面に形成された塗膜１６の厚みに偏りが存在する場合でも、その影響を受けず、塗膜１２の膜厚を測定することができる。

以下、さらに第１及び第２の実施形態の他の特徴について説明する。

第１厚みセンサ５０及び第２厚みセンサ６０は、図３に示すように、帯状基材１０の幅方向に走査され、帯状基材１０の幅方向に沿って、帯状基材１０に形成された塗膜１２の膜厚分布を測定し得るように構成されている。
この実施形態では、第１厚みセンサ５０及び第２厚みセンサ６０は、それぞれ帯状基材１０の幅方向に平行に配設された走査機構５２，６２に取り付けられている。そして、それぞれの走査機構５２、６２を駆動させて、厚みセンサ５０，６０を帯状基材１０の幅方向に移動しながら、帯状基材１０の幅方向の表面形状を測定する。これにより、帯状基材１０に形成された塗膜１２の膜厚の分布、すなわち、帯状基材に対する塗膜１２の位置、塗膜１２の幅、塗膜１２の厚さについて、帯状基材１０の幅方向に測定することができる。本実施形態の膜厚測定装置１００では、空気巻き込みによる影響を受けないので、そのような幅方向の膜厚分布を精度よく測定することができる。

また、膜厚測定装置１００は、図３に示すように、ローラ３０で搬送される帯状基材１０の幅方向端部の位置を検出する位置センサ８０を備えている。
この実施形態では、位置センサ８０は、光学的なセンサで構成されている。当該位置センサ８０は、ローラ３０で搬送される帯状基材１０の幅方向端部１４が挿通する位置に対して、上下に対向するように配設された投光部８２と受光部８４とを備えている。この位置センサ８０は、帯状基材１０の幅方向端部１４の位置を検出する。すなわち、投光部８２から照射されるレーザー光は、一部が帯状基材１０によって遮られる。そして、帯状基材１０の幅方向端部１４よりも外側に照射された一部のレーザー光が、受光部８４に到達する。そして、受光部８４ではレーザー光が到達した領域、および、帯状基材１０でレーザー光が遮られた領域を検知することができる。これにより帯状基材１０の幅方向端部１４の位置を検出することができる。

そして、膜厚測定装置１００は、位置センサ８０で検知された帯状基材１０の幅方向端部１４の位置を基準として、帯状基材１０の幅方向に沿って、帯状基材１０に形成された塗膜１２の膜厚分布を測定し得るように構成されている。
この実施形態では、位置センサ８０によって検知された帯状基材１０の幅方向端部１４の位置を基準として、第１及び第２厚みセンサ５０，６０で測定された測定値を補正する補正部８６を備えている。補正部８６には、位置センサ８０で検知された帯状基材１０の幅方向端部１４の位置の検知結果が、位置センサ８０の受光部８４から送られる。補正部８６は、位置センサ８０から送られてきた帯状基材１０の幅方向端部１４の位置の検知結果を記憶部５６に記憶する。

補正部８６では、記憶部５６に記憶された位置センサ８０の帯状基材１０の幅方向端部１４の位置の検知結果を基準にして、記憶部５６に記憶された第１及び第２厚みセンサ５０，６０の測定結果を補正する。すなわち、第１及び第２厚みセンサ５０，６０の測定結果は、帯状基材１０の位置が走査機構５２、６２に対してずれた場合には、相当量幅方向にずれる。帯状基材１０は、ローラ３０に対してずれる場合があり、そのような事象が生じてしまう。この実施形態では、位置センサ８０は、常に、帯状基材１０の幅方向端部１４の位置を検知している。補正部８６は、常に、位置センサ８０で検知された帯状基材１０の幅方向端部１４の位置を基準にして、第１及び第２厚みセンサ５０，６０で得た帯状基材１０に対する膜厚分布（帯状基材に対する塗膜１２の位置、塗膜１２の幅、塗膜１２の厚さ）の測定結果を補正する。

これにより、帯状基材１０がローラ３０に対してずれても、当該ずれを位置センサ８０で検知できる。そして、厚みセンサ５０，６０で得られた帯状基材１０の膜厚分布の測定結果を、常に、帯状基材１０の幅方向端部１４を基準にして補正することができる。これにより、帯状基材１０の幅方向端部１４を基準にして、正確に、帯状基材１０に対する膜厚分布（塗膜１２の位置、塗膜１２の幅、塗膜１２の厚さ）を測定することができる。このため、例えば、蛇行などの現象によって帯状基材１０がローラ３０に対して位置がずれた場合でも、その影響を受けず、幅方向の膜厚分布を測定することができる。すなわち、本実施形態の膜厚測定装置１００では、空気巻き込みや蛇行などの影響を受けず、塗膜１２の膜厚分布を正確に測定することができる。

なお、このようにして得られた補正後の膜厚分布のデータを塗工部４０にフィードバックすることによって、塗工部４０が帯状基材１０に形成する塗膜１２の膜厚分布を制御することができる。例えば、第１及び第２厚みセンサ５０，６０で得た膜厚分布に基づいて、塗工部４０によって帯状基材に形成される塗膜の位置、塗膜の幅および塗膜の厚さをそれぞれ制御する制御部（図示せず）を設けることができる。第１及び第２厚みセンサ５０，６０で得た塗膜１２の膜厚分布に関するデータは、制御部に送られる。制御部は、塗膜１２の膜厚分布に関するデータに基づいて、塗工部４０のアクチュエータ４８（図２参照）を適切に操作して、帯状基材１０に形成される塗膜１２が、塗膜１２の位置、塗膜１２の幅および塗膜１２の厚さについて、精度良く形成されるように、各ダイ４２の位置や姿勢をそれぞれ制御する。本実施形態の膜厚測定装置１００では、空気巻き込みや蛇行などの影響を排除して、塗膜１２の膜厚分布を正確に測定できる。そのため、該膜厚分布のデータを塗工部４０にフィードバックすることによって、帯状基材１０に対して塗膜１２の位置、塗膜１２の幅および塗膜１２の厚さを精度良く形成することができる。

上述した膜厚測定装置１００は、例えば、リチウムイオン二次電池などの電池の捲回電極体の構成要素となる、帯状電極に電極活物質の塗膜を形成する工程に適用することができる。この際、上述した膜厚測定装置を用いることにより帯状基材に形成される塗膜１２の膜厚分布について精度良く測定することができる。

例えば、図８に示すように、一枚の帯状基材１０に長さ方向に３列の塗膜１２を所定の間隔で形成し、当該塗膜１２の中央部、および、塗膜１２の間に、それぞれスリットを形成する（スリットを形成する位置は、図８中の一転鎖線で示す）。そして、当該スリットで帯状基材１０を切断して、それぞれ６枚の帯状電極を製造する。このような場合において、上述した膜厚測定装置によれば、帯状基材１０に形成する塗膜１２の膜厚分布を精度良く測定することができる。また、得られた膜厚分布のデータを塗工部にフィードバックすることによって、帯状基材１０に対して塗膜１２の位置、塗膜１２の幅および塗膜１２の厚さを精度良く形成することができ、スリットＡ〜Ｅを形成する切断しろを適切に設けるのみで、歩留まりを改善できる。これにより、廃棄物を低減でき、材料コスト、材料の使用効率などの面でも極めて効率よく改善され、製品コストを低減できる。

なお、図８に示したように、塗工部４０から帯状基材１０の長さ方向に複数列の塗膜１２を形成する場合、第１厚みセンサ５０及び第２厚みセンサ６０は、複数列の塗膜１２それぞれに対応して複数設けられることが望ましい。例えば、図３の例では、第１及び第２厚みセンサ５０，６０は、３列の塗膜１２に対応した数（３台）だけ配置されている。この場合、３列の塗膜１２の膜厚を並行して測定できるので、単一の厚みセンサを用いて３列の塗膜の膜厚を測定する場合に比べて測定時間を短縮できる。すなわち、単一の厚みセンサを用いて３列の塗膜１２の膜厚分布を測定する場合には、該センサを帯状基材１０の全幅にわたって移動させる必要があるため、１回の測定サイクルの時間が長くなる。これに対し、図３の構成では、３列の塗膜１２の膜厚を並行して同時に測定できるので、測定サイクルの時間を短縮することができる。これにより、帯状基材の１ロールあたりの測定サンプル数を増やすことができ、より高精度な測定を行うことができる。なお、図３中の基材１０上に描かれたジグザグ線は、第２厚みセンサ６０の走査軌跡を表している。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

１０ 帯状基材
１０ａ 基材の表面
１２ 塗膜
１２ａ 塗膜の表面
１４ 帯状基材の幅方向端部
１６ 帯状基材の裏面に形成された塗膜
３０ ローラ
３０ａ ローラの外表面
４０ 塗工部
４０ 塗工部
４２ ダイ
４４ 塗液
４６ 塗液供給部
４８ アクチュエータ
５０ 第１厚みセンサ
５２ 走査機構
５４ 算出部
５６ 記憶部
６０ 第２厚みセンサ
６２ 走査機構
７０ 空気層
８０ 位置センサ
８２ 投光部
８４ 受光部
８６ 補正部
９０ 基材搬送方向
１００ 膜厚測定装置

Claims (10)

1. 帯状基材の長さ方向に塗液を塗工して形成された塗膜の膜厚を測定する膜厚測定装置であって、
   帯状基材を該基材の長さ方向に搬送するローラと、
   前記ローラ上を搬送される帯状基材に塗液を供給することで該基材の長さ方向に塗膜を形成する塗工部と、
   前記基材の搬送方向に対して前記塗工部よりも上流側の位置に設けられ、前記ローラの外表面から前記基材の表面までの厚みＸ１を測定する第１厚みセンサと、
   前記基材の搬送方向に対して前記塗工部よりも下流側の位置に設けられ、前記ローラの外表面から前記塗膜の表面までの厚みＸ２を測定する第２厚みセンサと
   を備え、
   前記第１厚みセンサで測定された厚みＸ１と、前記第２厚みセンサで測定された厚みＸ２との差分から前記帯状基材に形成された前記塗膜の膜厚を算出し得るように構成されている、膜厚測定装置。
2. 前記塗工部は、前記帯状基材の長さ方向に複数列の塗膜を形成し得るように構成されており、
   前記第１厚みセンサ及び第２厚みセンサは、前記複数列の塗膜それぞれに対応して複数設けられている、請求項１に記載の膜厚測定装置。
3. 前記第２厚みセンサは、前記ローラ上を搬送される帯状基材のうち、前記第１厚みセンサで測定された測定箇所と同じ箇所の厚みを測定し得るように構成されている、請求項１または２に記載の膜厚測定装置。
4. 前記第１厚みセンサ及び第２厚みセンサは、前記帯状基材の幅方向に走査され、前記帯状基材の幅方向に沿って、前記帯状基材に形成された前記塗膜の膜厚分布を測定し得るように構成されている、請求項１から３の何れか一つに記載の膜厚測定装置。
5. 前記ローラで搬送される帯状基材の幅方向端部の位置を検出する位置センサを備え、
   前記第１厚みセンサ及び前記第２厚みセンサは、前記位置センサで検知された帯状基材の幅方向端部の位置を基準として、前記帯状基材の幅方向に沿って、前記帯状基材に形成された前記塗膜の膜厚分布を測定し得るように構成されている、請求項４に記載の膜厚測定装置。
6. ローラ上を搬送される帯状基材に塗工部から塗液を供給して該基材の長さ方向に形成された塗膜の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、
   前記基材の搬送方向に対して前記塗工部よりも上流側の位置において、前記ローラの外表面から前記基材の表面までの厚みＸ１を第１厚みセンサにより測定すること；
   前記基材の搬送方向に対して前記塗工部よりも下流側の位置において、前記ローラの外表面から前記塗膜の表面までの厚みＸ２を第２厚みセンサにより測定すること；及び、
   前記第１厚みセンサで測定された厚みＸ１と、前記第２厚みセンサで測定された厚みＸ２との差分から前記帯状基材に形成された前記塗膜の膜厚を算出すること；
   を包含する、膜厚測定方法。
7. 前記塗工部は、前記帯状基材の長さ方向に複数列の塗膜を形成し得るように構成されており、
   前記第１厚みセンサ及び前記第２厚みセンサは、前記複数列の塗膜それぞれに対応して複数設けられている、請求項６に記載の膜厚測定方法。
8. 前記ローラ上を搬送される帯状基材のうち、前記第１厚みセンサで測定された測定箇所と同じ箇所の厚みを前記第２厚みセンサにより測定する、請求項６または７に記載の膜厚測定方法。
9. 前記第１厚みセンサ及び前記第２厚みセンサを前記帯状基材の幅方向に走査し、前記帯状基材の幅方向に沿って、前記帯状基材に形成された前記塗膜の膜厚分布を測定する、請求項６から８の何れか一つに記載の膜厚測定方法。
10. 前記ローラで搬送される帯状基材の幅方向端部の位置を検出し、
    その検知された帯状基材の幅方向端部の位置を基準として、前記帯状基材の幅方向に沿って、前記帯状基材に形成された前記塗膜の膜厚分布を測定する、請求項９に記載の膜厚測定方法。

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