JP2019168385A - 電磁波透過測定装置および電磁波透過測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物を透過した電磁波を精度良く測定する技術を提供する。【解決手段】電磁波透過測定装置５は、触媒層９２が形成された基材９を支持する支持ローラ２４０，２４２と、支持ローラ２４０，２４２に支持されている基材９の上側からから触媒層９２に電磁波束ＴＨ１を照射する発振器５２と、基材９の下側において発振器５２から出力された電磁波束ＴＨ１を検出する複数の検出素子５４０を有する検出器５４と、発振器５２からの電磁波束ＴＨ１のうち、触媒層９２の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２に向かう電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２の光路上に設けられ、電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２を吸収する吸収部材５８２，５８４とを備える。【選択図】図３

Description

この発明は、検査対象物に電磁波を照射して、検査対象物を透過した電磁波の強度を測定する技術に関する。

特許文献１には、金属触媒の担持量とテラヘルツ波の透過率との間に高い相関性があることを利用して、触媒層中の金属触媒の担持量を測定する技術が開示されている。具体的には、触媒層が形成された基材に発振器から放射状に広がるテラヘルツ波が照射され、触媒層を透過したテラヘルツ波（以下、透過テラヘルツ波とも称する。）の電界強度が直線状に配列された複数の検出素子によって検出される。そして、検出された透過テラヘルツ波の透過率に基づき、触媒層の担持量が特定される。

特開２０１６−１５１５６２号公報

一般に、電磁波は、障害物が存在するとき、障害物端点を基点とした回折現象により、障害物の背後に回り込んで伝わる。このため、特許文献１において、基材にテラヘルツ波を照射した際、触媒層の端部において回折したテラヘルツ波が周辺の検出素子に入射し得る。したがって、触媒層を透過したテラヘルツ波の電界強度に加えて、回折したテラヘルツ波の電界強度も検出されることとなり、担持量を精度良く測定することが困難となり得る。

回折したテラヘルツ波の影響を軽減するためには、その強度を事前の測定あるいは演算などによって求め、その成分を検出された電界強度から差し引くことが考えられる。しかしながら、測定中、回折が必ずしも同一条件で起こるという保証はなく、例えば、金属触媒の塗工精度または基材の搬送精度などによって、回折のパターンも変化し得る。回折のパターンが変化すると、回折したテラヘルツ波の成分の補正を適切に行えず、金属触媒の担持量を精度良く測定することが困難となり得る。

本発明は、検査対象物を透過した電磁波を精度良く測定する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１態様は、検査対象物を透過した電磁波の強度を測定する電磁波透過測定装置であって、前記検査対象物を支持する支持部と、前記支持部に支持されている前記検査対象物の一方側から、前記検査対象物に電磁波束を照射する発振器と、前記支持部に支持されている前記検査対象物の他方側において、前記発振器から出力された電磁波を検出する複数の検出素子を有する検出器と、前記発振器からの前記電磁波束のうち、前記検査対象物の端部に向かう電磁波の光路上に設けられ、当該電磁波の進行を抑制する進行抑制部材とを備える。

第２態様は、第１態様の電磁波透過測定装置であって、前記進行抑制部材は、前記検査対象物における前記端部の前記一方側に配置されている。

第３態様は、第１態様または第２態様の電磁波透過測定装置であって、前記進行抑制部材は、前記検出器と前記支持部に支持された前記検査対象物との間に設けられている。

第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つの電磁波透過測定装置であって、前記検査対象物が、基材に形成された金属触媒を含む触媒層であり、前記支持部は、前記基材を支持することによって前記触媒層を支持し、前記進行抑制部材は、前記触媒層の端部に入射する電磁波の光路上に配されている。

第５態様は、検査対象物を透過した電磁波の強度を測定する電磁波透過測定方法であって、(a) 前記検査対象物を支持部で支持する工程と、(b) 前記工程(a)にて前記支持部に支持されている前記検査対象物の一方側に配された発振器から電磁波束を出力する工程と、(c) 前記工程(a)にて前記支持部に支持されている前記検査対象物の他方側に配された検出器により、前記工程(ｂ)にて前記発振器から出力された電磁波を検出する工程と、(d) 前記工程(b)にて前記発振器から出力された前記電磁波束のうち、前記検査対象物の端部に向かう電磁波の光路上に設けられた進行抑制部材により、前記電磁波の進行を抑制する工程とを含む。

第１態様の電磁波透過測定装置によると、検査対象物の手前側に進行抑制部材を設けた場合、端部で電磁波が回折することを抑制できる。また、検査対象物の先側に進行抑制部材を設けた場合、端部で回折した電磁波の一部が検出器に入射することを抑制できる。これにより、検査対象物を透過した電磁波を精度良く測定することができる。

第２態様の電磁波透過測定装置によると、検査対象物の端部に対する電磁波の入射を妨げることができる。このため、端部において電磁波が回折することを抑制することができる。これにより、検査対象物を透過した電磁波を精度良く測定することができる。

第３態様の電磁波透過測定装置によると、検査対象物の端部で回折した電磁波を遮蔽することができるため、検査対象物を透過した電磁波を精度良く測定することができる。

第５態様の電磁波透過測定方法によると、検査対象物の端部で回折した電磁波が検出器に入射することを軽減することができる。これにより、検査対象物を透過した電磁波を精度良く測定することができる。

第１実施形態の電磁波透過測定システム１を示す概略側面図である。 第１実施形態の電磁波透過測定装置５を示す概略斜視図である。 第１実施形態の電磁波透過測定装置５を示す概略正面図である。 第１実施形態の制御部６のバス配線を示す図である。 比較例の電磁波透過測定装置５Ｚを示す概略正面図である。 第２実施形態の電磁波透過測定装置５Ａを示す概略正面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」等）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。

＜１． 第１実施形態＞
＜電磁波透過測定システム１の構成＞
図１は、第１実施形態の電磁波透過測定システム１を示す概略側面図である。図２は、第１実施形態の電磁波透過測定装置５を示す概略斜視図である。図３は、第１実施形態の電磁波透過測定装置５を示す概略正面図である。図４は、第１実施形態の制御部６のバス配線を示す図である。

図１以降の各図には、電磁波透過測定システム１の各構成要素の位置関係などを理解容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を付している。また、以下の説明では、矢印の先端が向く方を＋（プラス）方向とし、その逆方向を−（マイナス）方向とする。ただし、この直交座標系は、各構成要素の位置関係などを限定するものではない。

電磁波透過測定システム１は、例えば固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）を製造するための装置であって、具体的には、シート状の電解質膜である基材９の表面に白金などの金属触媒を塗工して、触媒層付電解質膜（ＣＣＭ）を製造するものである。なお、電磁波透過測定システムは、ＣＣＭの触媒層にガス拡散層（ＧＤＬ）が形成した膜電極接合体（ＭＥＡ）を製造するように構成されていてもよい。電磁波透過測定装置５は、ＣＣＭに形成された触媒層の触媒担持量計測に好適であるが、ＭＥＡの触媒層の触媒担持量計測に適用してもよい。

電磁波透過測定システム１は、基材９を搬送する搬送部２、塗工部３、乾燥部４、電磁波透過測定装置５および制御部６を備える。後述するように、搬送部２の供給用ローラ２２０、巻取用ローラ２２２、支持ローラ２４０，２４２およびローラ駆動部２８、電磁波透過測定装置５並びに制御部６は、担持量測定装置を構成する。

＜搬送部２＞
搬送部２は、供給用ローラ２２０、巻取用ローラ２２２および一対の支持ローラ２４０，２４２、搬送用ローラ２６０，２６２，２６４を備える。また、搬送部２は、巻取用ローラ２２２を回転させるローラ駆動部２８を備える。これらのローラ各々は、Ｙ軸方向に延びる円筒状に形成されている。

供給用ローラ２２０および巻取用ローラ２２２は、シート状の基材９を巻回して保持可能に形成されている。供給用ローラ２２０は、ここでは金属触媒が未塗工の基材９を巻回状態で保持する。供給用ローラ２２０から引き出された基材９は、ローラ駆動部２８によって能動的に回転する巻取用ローラ２２２に巻き取られる。搬送用ローラ２６０，２６２，２６４および一対の支持ローラ２４０，２４２は、供給用ローラ２２０および巻取用ローラ２２２に掛け渡された基材９の中間部分を支持するように配されている。

巻取用ローラ２２２には、エンコーダ２２６が設けられている。エンコーダ２２６は、巻取用ローラ２２２の回転量を検出することによって、基材９の移動距離を検出する。すなわち、エンコーダ２２６は、発振器５２および検出器５４に対する、基材９のＸ軸方向（第２方向）への相対的な移動距離を検出する移動距離検出器である。供給用ローラ２２０および巻取用ローラ２２２によって搬送される基材９の搬送速度は、任意に設定し得るが、例えば、２５ｍｍ／ｓｅｃ以下とするとよい。

搬送用ローラ２６０，２６２，２６４は、供給用ローラ２２０から塗工部３までの間に配されており、基材９に適度な引張を与えつつ搬送する。特に、搬送用ローラ２６４は、塗工部３にて、基材９の金属触媒が塗布される面とは反対側の面に接触して支持する位置に配されている。

一対の支持ローラ２４０，２４２は、乾燥部４よりも下流側に配されており、基材９を支持するとともに、基材９を引張して基材９からしわを除く位置にそれぞれ設けられている。一対の支持ローラ２４０，２４２の間の中間位置に、電磁波透過測定装置５が設けられており、その中間位置を通過する基材９に発振器５２からの電磁波が照射される。

図１および図２に示すように、基材９の搬送方向Ｄ１は、支持ローラ２４２によって＋Ｘ方向から−Ｚ側に曲げられる。これにより、電磁波透過測定装置５を通過する基材９の部分は、適度に引張される。したがって、発振器５２から出力される電磁波を、しわの発生が抑制された基材９の部分に照射できるため、電磁波透過測定装置５が基材９上に形成された触媒層９２における触媒担持量を精度良く特定できる。なお、支持ローラ２４０においても基材９の搬送方向Ｄ１が変化するように支持ローラ２４０を配してもよい。これによって、電磁波透過測定装置５を通過する基材９の部分において、しわの発生をさらに抑制することができる。

また、支持ローラ２４０，２４２の直径は、特に限定されないが、しわの発生を抑制するため、１ｍｍ以下にするとよい。また、支持ローラ２４０，２４２間の距離は、特に限定されないが、しわの発生を抑制するため、１０ｍｍ以下にするとよい。

＜塗工部３＞
塗工部３は、スリットノズル３２および塗工液供給部３４を備える。スリットノズル３２の下端部には、基材９の幅方向（Ｙ軸方向）に沿って延びるスリット状に形成された吐出口が形成されている。塗工液供給部３４は、金属触媒の塗工液を貯留するタンク３４０、そのタンク３４０から塗工液をスリットノズル３２に供給するポンプ３４２、吐出口からの塗工液の吐出の開始および停止を実行する電磁弁３４４を備える。この電磁弁３４４の動作は制御部６によって制御される。

スリットノズル３２の吐出口が形成された下端部は、搬送用ローラ２６４に近接する位置に配されている。スリットノズル３２の吐出口から塗工液が吐出されることによって、搬送用ローラ２６４に支持された基材９に塗工液が塗布される。

本例では、スリットノズル３２の吐出口は、基材９の幅方向の長さよりも短くなっている。このため、基材９のうち、幅方向の両端から所定の距離だけ隔てた内側の領域に塗工液が塗布される。その結果、図２に示すように、基材９の両端部を除く内側の部分に金属触媒が塗工された塗工領域が形成される。そして、基材９の両端部に金属触媒が塗工されていない端部非塗工領域が形成される。

また、本例では、スリットノズル３２からは、間欠的に塗工液が吐出される。詳細には、エンコーダ２２６によって基材９が規定の距離分だけ移動したことが検出される都度、塗工液の吐出の開始あるいは停止が交互に行われる。これによって、塗工領域が間欠的に形成される（図２参照）。搬送方向Ｄ１において隣接する塗工領域間に、金属触媒が塗工されていない中間非塗工領域が形成される。中間非塗工領域は、搬送方向Ｄ１に直交する基材９の幅方向（Ｙ軸方向）に延びる領域である。

＜乾燥部４＞
乾燥部４は、基材９が進入する進入口および基材９が退出する退出口が両端に形成された筐体を有する。乾燥部４は、その筐体の内部にて、基材９の片面に塗布された塗工液の膜の乾燥処理を行う。一例として、乾燥部４は、基材９に向けて熱風を供給することによってその基材９を加熱し、これによって、塗工液に含まれる水分などの溶媒を蒸発させる。この乾燥処理によって、塗工領域に金属触媒を含む触媒層９２が形成される。

＜電磁波透過測定装置５＞
電磁波透過測定装置５は、乾燥部４よりも搬送方向Ｄ１の下流側に設けられており、基材９に形成された触媒層９２における、金属触媒の担持量（触媒担持量）を測定する。電磁波透過測定装置５は、発振器５２と、検出器５４とを備える。

発振器５２は、−Ｚ方向に向けてＹ軸方向（幅方向）に広がる扇状の電磁波を出力する。この電磁波は、例えば、周波数０．０３ＴＨｚ〜１０ＴＨｚ帯のテラヘルツ波である。発振器５２は、テラヘルツ波の光源とシリンドリカルレンズとを備える。光源から出力された電磁波束は、シリンドリカルレンズによって集光され、幅方向に広がる扇状の電磁波束ＴＨ１に成形される。そして、当該電磁波束ＴＨ１が、一対の支持ローラ２４０，２４２の間の中間位置にある基材９の部分に照射される。発振器５２から出力される電磁波は、ここでは連続波とされるが、パルス波であってもよい。

検出器５４は、各々が電磁波を検出する複数（例えば、２５６個）の検出素子５４０と、該複数の検出素子５４０を収容する筐体５４２とを備える。筐体５４２の上面には、電磁波が透過可能な窓部５４３が形成されており、当該窓部５４３を透過した電磁波が複数の検出素子５４０によって検出される。

複数の検出素子５４０は、Ｙ軸方向（幅方向）に一列に配列されている（図２参照）。なお、複数の検出素子５４０が一列に配されていることは必須ではなく、複数列に分けて配列されていてもよい。検出素子５４０各々は、発振器５２から出力されたテラヘルツ波の強度を検出する。検出素子５４０は、ショットキーバリアダイオード、プラズモニックディテクタ（米国特許8159667号、米国特許8772890号）、非線形光学結晶などの公知の検出器で構成され得る。検出素子５４０は、検出面に入射する電磁波（テラヘルツ波）の強度を電気信号に変換する。検出素子５４０各々が出力する電気信号は、制御部６に取り込まれる。なお、検出素子５４０は、光伝導スイッチ（光伝導アンテナ）で構成されていてもよい。

複数の検出素子５４０各々は、基材９の各部分を透過した電磁波を検出する。複数の検出素子５４０は、例えば、Ｙ軸方向において基材９を０．１ｍｍ〜１０ｍｍの間隔で透過する電磁波各々を検出可能な間隔で配列するとよい。これによって、Ｙ軸方向について０．１ｍｍ〜１０ｍｍの分解能で触媒担持量を測定できる。この分解能は、現行の打ち抜き重量測定法（触媒層９２が形成された基材９の部分を打ち抜いてその打ち抜き部分の重量を計測し、担持量を特定する測定方法）と同等以上の分解能である。

電磁波透過測定装置５は、支柱部５６２，５６４を備える。支柱部５６２，５６４は、Ｚ軸方向に延びる棒状に形成されている。支柱部５６２，５６４は、それぞれ、基材９の＋Ｙ側および−Ｙ側のそれぞれに設けられている。支柱部５６２，５６４間には、Ｙ軸方向に延びる棒状に形成された支持部５６６，５６８が取り付けられている。支持部５６６は、基材９から＋Ｚ側に離れた位置に設けられており、その中央部に発振器５２が取り付けられている。また、支持部５６８は、基材９から−Ｚ側に離れた位置に設けられており、その中央部に検出器５４が取り付けられている。また、支柱部５６２，５６４のそれぞれには、吸収部材５８２，５８４が取り付けられている。

吸収部材５８２，５８４は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形の板状に形成されている。吸収部材５８２，５８４は、電磁波（テラヘルツ波）を吸収する素材で形成されている。なお、吸収部材５８２，５８４は、水などの液体が収容されたプラスチック製の容器などであってもよい。吸収部材５８２，５８４は、電磁波の進行を抑制する進行抑制部材の一例である。

吸収部材５８２は、その基端部（−Ｙ側端部）が支柱部５６２に取り付けられている。図３に示すように、吸収部材５８２は、支柱部５６２から＋Ｙ方向に延びており、平面視において、先端部（＋Ｙ側端部）が基材９の−Ｙ側端よりも内側まで延びている。ここでは、平面視において、吸収部材５８２の先端部が触媒層９２の−Ｙ側端よりも内側まで延びている。

吸収部材５８４は、その基端部（＋Ｙ側端部）が支柱部５６４に取り付けられている。図３に示すように、吸収部材５８４は、支柱部５６４から−Ｙ方向に延びており、平面視において、先端部（−Ｙ側端部）が基材９の＋Ｙ側端よりも内側まで延びている。ここでは、平面視において、吸収部材５８４の先端部が触媒層９２の＋Ｙ側端よりも内側まで延びている。

図３に示すように、発振器５２から出力された電磁波束ＴＨ１は、基材９の−Ｙ側および＋Ｙ側の端部９Ｅ１，９Ｅ２のそれぞれに向かう電磁波ＴＥ１１，ＴＥ１２を含む。吸収部材５８２，５８４は、それぞれ、電磁波ＴＥ１１，ＴＥ１２の光路上に設けられている。このため、電磁波ＴＥ１１，ＴＥ１２は、それぞれ吸収部材５８２，５８４に吸収されることにより、その進行が妨げられる。したがって、基材９の端部９Ｅ１，９Ｅ２において電磁波ＴＥ１１，ＴＥ１２が回折することを抑制することができる。

図３に示すように、電磁波束ＴＨ１は、基材９に形成された触媒層９２の−Ｙ側および＋Ｙ側の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２のそれぞれに向かう電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２を含む。吸収部材５８２，５８４は、それぞれ、電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２の光路上に設けられている。このため、電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２は、それぞれ吸収部材５８２，５８４に吸収されることにより、その進行が妨げられる。したがって、触媒層９２の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２において電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２が回折することを抑制することができる。

図３に示すように、電磁波透過測定装置５においては、電磁波束ＴＨ１のうち、吸収部材５８２の先端部５８２Ｅと、吸収部材５８４の先端部５８４Ｅとの間を通過する電磁波が、基材９の触媒層９２に照射される。そして、触媒層９２を透過した電磁波が、検出器５４の一列に並ぶ検出素子５４０に入射して、その強度が検出される。

吸収部材５８２，５８４の搬送方向Ｄ１の長さは、発振器５２から出力される電磁波束ＴＨ１の搬送方向Ｄ１の幅（厚さ）よりも大きいことが望ましい。これにより、電磁波束ＴＨ１の両端部の電磁波が、吸収部材５８２，５８４の搬送方向Ｄ１の両側を通過することを抑制することができる。これにより、基材９の端部９Ｅ１，９Ｅ２および触媒層９２の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２に電磁波が入射することを抑制することができる。したがって、これらの部分で回折電磁波が発生することを抑制することができる。

なお、本実施形態では、進行抑制部材として、電磁波を吸収する吸収部材５８２，５８４が用いられているが、テラヘルツ波を反射する素材（例えば、金属）で形成された反射部材を用いてもよい。テラヘルツ波を反射することによって、基材９の端部９Ｅ１，９Ｅ２および触媒層９２の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２で電磁波が回折することを抑制できる。

＜制御部６＞
制御部６は、電磁波透過測定システム１全体の動作を制御する。制御部６のハードウェアとしての構成は、一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部６は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭを備える。制御部６は、制御用アプリケーションまたは各種データを記憶する記憶部６２に接続されている。

図４に示すホワイトノイズ取得部６０２、リファレンス取得部６０３、担持量特定部６０４、および、通知部６０６は、制御部６のＣＰＵがアプリケーションに従って動作することによってソフトウェア的に実現される機能モジュールである。なお、これらの機能モジュールは、専用回路などのハードウェア構成によって構成されていてもよい。

ホワイトノイズ取得部６０２は、発振器５２から出力される電磁波束ＴＨ１が各検出素子５４０に入射しない状態で、検出素子５４０各々から出力される電気信号のホワイトノイズ信号（定常雑音）を取得する。電磁波束ＴＨ１が各検出素子５４０に入射しない状態は、例えば、発振器５２からの電磁波束ＴＨ１の出力を停止する、あるいは、検出器５４に入射する電磁波束ＴＨ１を遮蔽するなどによって実現され得る。ホワイトノイズ取得部６０２は、取得したホワイトノイズ信号を、検出素子５４０各々から出力される信号を補正するためのホワイトノイズ値Ｖ１として、記憶部６２に格納する。

リファレンス取得部６０３は、検出素子５４０各々のリファレンス値を取得する。リファレンス値は、発振器５２から出力された電磁波を、基材９を介さないで各検出素子５４０で検出したときの電界強度を示す値である。具体的に、リファレンス値は、基材９が発振器５２と検出器５４との間に存在しない状態で、発振器５２からの電磁波束ＴＨ１を検出素子５４０各々で検出することにより取得される。リファレンス取得部６０３は、検出素子５４０各々によって測定された電界強度を、リファレンス値Ｖ２として記憶部６２に格納する。

なお、電磁波透過測定装置５において、発振器５２および検出器５４を、Ｙ軸方向に移動させるＹ軸方向移動部を設けてもよい。この場合、基材９が支持ローラ２４０，２４２間に支持された状態であっても、発振器５２および検出器５４をＹ軸方向に移動させることにより、発振器５２と検出器５４との間に基材９が介在しない状態を再現することができる。

担持量特定部６０４は、基材９に塗工された金属触媒の触媒担持量を特定する。担持量特定部６０４は、位置特定部６０４０および透過率算出部６０４２を備える。

位置特定部６０４０は、複数の検出素子５４０各々に入射する電磁波が透過した基材９上の位置（透過位置）を特定する。透過位置は、具体的には基材９における、幅方向（Ｙ軸方向）の位置、および、長尺方向（搬送方向Ｄ１）の位置である。基材９における幅方向（Ｙ軸方向）の位置は、発振器５２、基材９および各検出素子５４０の幾何学的な位置関係（発振器５２、基材９および検出素子５４０各々のＸＹＺ直交座標系における座標）に基づいて決定される。また、基材９における長尺方向（搬送方向Ｄ１）の位置は、エンコーダ２２６からの出力信号に基づいて特定される基材９の移動距離により、決定される。具体的には、特定の検出素子５４０で電磁波を検出した時点で、基材９の移動距離（その特定の検出素子５４０に対する相対的な移動距離）がエンコーダ２２６からの出力に基づいて特定され、その移動距離から、検出された電磁波が透過した基材９における長尺方向（搬送方向Ｄ１）の位置が特定される。

透過率算出部６０４２は、基材９を透過して検出素子５４０各々に到達する電磁波の透過率を算出する。具体的に、透過率算出部６０４２は、検出素子５４０各々が検出した電磁波の電界強度から、検出素子５４０各々に対応するホワイトノイズ値Ｖ１を減じる。これにより、検出素子５４０各々の固有の測定誤差が除去される。続いて、透過率算出部６０４２は、ホワイトノイズ値Ｖ１を減じた値を、検出素子５４０各々に対応するリファレンス値Ｖ２で除する。これにより、リファレンス値Ｖ２を透過率１００％として、基材９の各透過位置における電磁波の透過率が算出される。

担持量特定部６０４は、透過率算出部６０４２によって算出された透過率と、記憶部６２に格納された対応情報６２２とに基づいて、触媒担持量を特定する。対応情報６２２は、触媒層９２における電磁波の透過率と、触媒担持量の対応関係を示す情報である。電磁波、特にテラヘルツ波は、金属触媒に照射されると、金属触媒の密度に応じてその一部が吸収または反射される。すなわち、電磁波の透過率と触媒担持量との間には、高い相関がある。このため、透過率算出部６０４２によって取得された電磁波の透過率と、対応情報６２２とに基づいて、基材９における透過位置各々における触媒担持量を精度良く特定することができる。

対応情報６２２は、事前に触媒担持量が既知である触媒層が形成された試料（基準試料）を用いて取得され得る。具体的には、電磁波透過測定装置５において、基準試料の触媒層における電磁波の透過率を測定することによって、透過率と担持量との対応関係を取得することができる。また、触媒担持量が互いに異なる複数の基準試料を用いて、透過率を計測することにより、透過率と触媒担持量の対応関係を詳細に取得することができる。なお、対応情報６２２は、透過率と触媒担持量とを１対１で対応づけしたテーブルデータとしてもよいし、透過率と触媒担持量の関係を示す１次式または多項式の関係式を示す検量線データとしてもよい。

担持量特定部６０４は、透過率と対応情報６２２とに基づいて特定した触媒担持量を、位置特定部６０４０によって特定された基材９上の透過位置に対応づけし、これを触媒担持量データ６２４として記憶部６２に保存する。

なお、担持量特定部６０４の測定頻度（検出素子５４０各々から電磁波強度を取り込む単位時間あたりの回数）は、特に限定されないが、１Ｈｚ以上とするとよい。例えば、測定頻度を０．５秒ごとに１回とした場合（すなわち、２Ｈｚ）、基材９の搬送速度が１０ｍｍ／ｓｅｃであれば、５ｍｍ毎に電磁波強度が取得される。０．１ｍｍ〜１０ｍｍの測定間隔で電磁波強度を取得することによって、搬送方向Ｄ１について０．１ｍｍ〜１０ｍｍの分解能で触媒担持量を測定できる。この分解能は、現行の打ち抜き重量測定法と同等以上の分解能である。

通知部６０６は、触媒担持量データ６２４に基づいて、基材９における触媒担持量に関するデータを外部に出力する。例えば、通知部６０６は、基材９における触媒担持量の分布を示す触媒担持量分布画像をディスプレイで構成される表示部６４に表示するとよい。触媒担持量分布画像は、各透過位置における触媒担持量の大きさを色または模様などで表現した二次元画像、もしくは、各透過位置における触媒担持量の大きさを三次元グラフで表現した三次元画像とされ得る。

また、通知部６０６は、触媒担持量が規定の上限値を超える透過位置、および、触媒担持量が規定の下限値を超えない透過位置がある場合に、外部に通知してもよい。上限値および下限値は、触媒担持量の正常な範囲を示す値である。上限値および下限値は、それぞれ上限値データ６２６および下限値データ６２８として記憶部６２に保存されるとよい。上限値および下限値は、オペレータが、入力デバイスで構成される操作入力部６６を介して、制御部６に入力可能にするとよい。

通知部６０６は、触媒担持量が上限値を超える透過位置、または、下限値を超えない透過位置が存在することを、外部に通知してもよい。このような通知により、触媒担持量が正常値の範囲外にあることを、オペレータが容易に認識できる。また、通知部６０６が、触媒担持量が正常値の範囲外となった透過位置を触媒担持量分布画像上において所定の方法で表示することにより、オペレータがその透過位置を容易に特定できる。なお、通知部６０６は、触媒担持量の異常の有無を、ランプの点灯や、ブザーの音などによって外部に通知してもよい。

図５は、比較例の電磁波透過測定装置５Ｚを示す概略正面図である。この電磁波透過測定装置５Ｚでは、吸収部材５８２，５８４が省略されている。この電磁波透過測定装置５Ｚにおいて透過測定を行った場合、電磁波ＴＥ１１，ＴＥ１２が基材９の−Ｙ側および＋Ｙ側の端部９Ｅ１，９Ｅ２のそれぞれに入射することにより、回折が起こる。また、電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２が触媒層９２の−Ｙ側および＋Ｙ側の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２に入射することにより、回折が発生する。すると、この回折電磁波は、電磁波ＴＥ１１，ＴＥ１２または電磁波ＴＥ２１，ＴＥ２２が入射すべき検出素子５４０に近い他の検出素子５４０に入射することにより、各透過位置における電磁波の透過率を精度良く求めることが困難となる場合がある。

本実施形態の電磁波透過測定装置５では、上述したように、吸収部材５８２，５８４を設けることにより、基材９の−Ｙ側および＋Ｙ側の端部９Ｅ１，９Ｅ２、さらには、触媒層９２の−Ｙ側および＋Ｙ側の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２での回折が抑制される。このため、回折の影響を低減できることから、基材９における電磁波の透過率を精度良く求めることができる。

＜２． 第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。

図６は、第２実施形態の電磁波透過測定装置５Ａを示す概略正面図である。電磁波透過測定装置５Ａは、吸収部材５８２，５８４の代わりに、吸収部材５８６，５８８を備えている点で、電磁波透過測定装置５と相違する。吸収部材５８６，５８８は、吸収部材５８２，５８４と同様に、電磁波を吸収する素材で形成されている。吸収部材５８６，５８８は、検出器５４の筐体５４２の上部（発振器５２側）に設けられている。すなわち、吸収部材５８６，５８８は、基材９と複数の検出素子５４０との間に配されている。

吸収部材５８６，５８８は、筐体５４２の−Ｙ側および＋Ｙ側の端部にそれぞれ配置されている。吸収部材５８６は、基材９の−Ｙ側の端部９Ｅ１に向かう電磁波ＴＥ１１の光路上、かつ、触媒層９２の−Ｙ側の端部９２Ｅ１に向かう電磁波ＴＥ２１の光路上に設けられている。また、吸収部材５８８は、基材９の＋Ｙ側の端部９Ｅ２に向かう電磁波ＴＥ１２の光路上、かつ、触媒層９２の−Ｙ側の端部９２Ｅ２に向かう電磁波ＴＥ２２の光路上に設けられている。このため、基材９の端部９Ｅ１，９Ｅ２、および、触媒層９２の端部９２Ｅ１，９２Ｅ２において、回折して発生した回折電磁波のうち一部は、吸収部材５８６，５８８に入射することによって、吸収される。これにより、検出素子５４０に入射する回折電磁波の量を低減することができるため、基材９の各透過位置を透過した電磁波を精度良く測定することができる。

吸収部材５８６，５８８を用いる代わりに、電磁波を反射する反射部材を用いてもよい。反射部材によって、回折電磁波のうち一部が検出素子５４０に入射することを抑制することができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１ 電磁波透過測定システム
２ 搬送部
２４０，２４２ 支持ローラ（支持部）
２８ ローラ駆動部
３ 塗工部
４ 乾燥部
５，５Ａ，５Ｚ 電磁波透過測定装置
５２ 発振器
５４ 検出器
５４０ 検出素子
５４２ 筐体
５８２，５８４，５８６，５８８ 吸収部材
５８２Ｅ，５８４Ｅ 先端部
９ 基材
９Ｅ１，９Ｅ２ 端部
９２ 触媒層
９２Ｅ１，９２Ｅ２ 端部
Ｄ１ 搬送方向
ＴＥ１１，ＴＥ１２，ＴＥ２１，ＴＥ２２ 電磁波
ＴＨ１ 電磁波束

Claims (5)

1. 検査対象物を透過した電磁波の強度を測定する電磁波透過測定装置であって、
   前記検査対象物を支持する支持部と、
   前記支持部に支持されている前記検査対象物の一方側から、前記検査対象物に電磁波束を照射する発振器と、
   前記支持部に支持されている前記検査対象物の他方側において、前記発振器から出力された電磁波を検出する複数の検出素子を有する検出器と、
   前記発振器からの前記電磁波束のうち、前記検査対象物の端部に向かう電磁波の光路上に設けられ、当該電磁波の進行を抑制する進行抑制部材と、
   を備える、電磁波透過測定装置。
2. 請求項１の電磁波透過測定装置であって、
   前記進行抑制部材は、前記検査対象物における前記端部の前記一方側に配置されている、電磁波透過測定装置。
3. 請求項１または請求項２の電磁波透過測定装置であって、
   前記進行抑制部材は、前記検出器と前記支持部に支持された前記検査対象物との間に設けられている、電磁波透過測定装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項の電磁波透過測定装置であって、
   前記検査対象物が、基材に形成された金属触媒を含む触媒層であり、
   前記支持部は、前記基材を支持することによって前記触媒層を支持し、
   前記進行抑制部材は、前記触媒層の端部に入射する電磁波の光路上に配されている、電磁波透過測定装置。
5. 検査対象物を透過した電磁波の強度を測定する電磁波透過測定方法であって、
   (a) 前記検査対象物を支持部で支持する工程と、
   (b) 前記工程(a)にて前記支持部に支持されている前記検査対象物の一方側に配された発振器から電磁波束を出力する工程と、
   (c) 前記工程(a)にて前記支持部に支持されている前記検査対象物の他方側に配された検出器により、前記工程(ｂ)にて前記発振器から出力された電磁波を検出する工程と、
   (d) 前記工程(b)にて前記発振器から出力された前記電磁波束のうち、前記検査対象物の端部に向かう電磁波の光路上に設けられた進行抑制部材により、前記電磁波の進行を抑制する工程と、
   を含む、電磁波透過測定方法。

Images