JP2022136245A - 計測装置、計測方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】塗工膜の目付量を非破壊で精度よく計測することができる計測装置、計測方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】板状部材の表面に塗工された塗工膜が加熱または冷却されたときの、塗工膜の予め定めた位置での、加熱または冷却が開始された第１時刻における塗工膜の温度の推定値、及び加熱または冷却が開始された直後の第２時刻における塗工膜の温度の実測値のいずれか一方を特定値として取得する取得手段と、特定値を取得した場合に、特定値に応じた時刻の塗工膜の温度と塗工膜の目付量との予め定めた関係を用いて、取得手段で取得された特定値に対応する、塗工膜の予め定めた位置での目付量を求めて出力する出力手段と、を備えた計測装置とする。【選択図】図１２

Description

本発明は、計測装置、計測方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、プロセスフローを持つ生産プロセスで生産されるシート材料を検査する装置であって、生産プロセスの少なくとも１つの面を制御するように構成された中央プロセス制御装置と、シート材料に当たる入射放射源と、このシート材料を単一面内で移動させるコンベヤと、入射放射源の所で、またはその下流側で、シート材料の表面の画像を生成できるように、シート材料の表面のすぐ近くに位置付けられた少なくとも１つの赤外線検出器と、中央プロセス制御装置とやり取りして、赤外線検出器から画像を受取って分析し、そのシート材料の物理的特性を決定し、その決定された物理的特性を中央プロセス制御装置に送るように構成されて、中央プロセス制御装置が、その決定された物理的特性に応じて、生産プロセスの少なくとも１つの面を調整するようにしているコンピュータと、を備えることを特徴とする装置が開示されている。

特表２００２－５０２９６８号公報

本発明の目的は、塗工膜の目付量を非破壊で精度よく計測することができる計測装置、計測方法、及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の計測装置は、板状部材の表面に塗工された塗工膜が加熱または冷却されたときの、前記塗工膜の予め定めた位置での、前記加熱または冷却が開始された第１時刻における前記塗工膜の温度の推定値、及び前記加熱または冷却が開始された直後の第２時刻における前記塗工膜の温度の実測値のいずれか一方を特定値として取得する取得手段と、前記特定値を取得した場合に、前記特定値に応じた時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を用いて、前記取得手段で取得された特定値に対応する、前記塗工膜の予め定めた位置での目付量を求めて出力する出力手段と、を備えた計測装置である。

本発明の計測方法は、板状部材の表面に塗工された塗工膜が加熱または冷却されたときの、前記塗工膜の予め定めた位置での、前記加熱または冷却が開始された第１時刻における前記塗工膜の温度の推定値、及び前記加熱または冷却が開始された直後の第２時刻における前記塗工膜の温度の実測値のいずれか一方を特定値として取得し、前記特定値を取得した場合に、前記特定値に応じた時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を用いて、取得された特定値に対応する、前記塗工膜の予め定めた位置での目付量を求めて出力する、計測方法である。

本発明のプログラムは、コンピュータを、板状部材の表面に塗工された塗工膜が加熱または冷却されたときの、前記塗工膜の予め定めた位置での、前記加熱または冷却が開始された第１時刻における前記塗工膜の温度の推定値、及び前記加熱または冷却が開始された直後の第２時刻における前記塗工膜の温度の実測値のいずれか一方を特定値として取得する取得手段、前記特定値を取得した場合に、前記特定値に応じた時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を用いて、前記取得手段で取得された特定値に対応する、前記塗工膜の予め定めた位置での目付量を求めて出力する出力手段、として機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、塗工膜の目付量を非破壊で精度よく計測することができる。

本発明の実施の形態に係る計測装置の構成の一例を示す概略図である。 塗工膜の構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る計測装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。 塗工膜の温度の時間変化（計測データ）の一例を示すグラフである。 「準備処理」の流れの一例を示すフローチャートである。 目付量及び密度の組合せが異なる複数の既知塗工膜の一例を示す表である。 （Ａ）から（Ｃ）までは複数の既知塗工膜各々の温度の時間変化の一例を示すグラフである。 複数の既知塗工膜について最高温度の一例を示す表である。 複数の既知塗工膜について目付量に対し最高温度をプロットしたグラフである。 複数の既知塗工膜について冷却特性の一例を示す表である。 複数の既知塗工膜について（１/ρｗ_Ｔ０）に対し冷却特性をプロットしたグラフである。 「計測処理」の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る「計測処理」の流れの一例を示すフローチャートである。 目付量及び密度の組合せが異なる複数の既知塗工膜の他の一例を示す表である。 計測データの一例を示すグラフである。 時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係を表すグラフである。 （Ａ）から（Ｅ）までは計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。 計測データの一例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表すグラフである。 （Ａ）は加熱後０．０３秒後の塗工膜の温度分布から得られた目付量分布に重ねて計測点の一例を示す画像である。（Ｂ）は各位置について計測された計測データの一例を示すグラフである。 （Ａ）から（Ｆ）までは計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。 計測データの一例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。 計測データの一例を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表すグラフである。 （Ａ）から（Ｄ）までは計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

－第１の実施の形態－
第１の実施の形態では、塗工膜の目付量及び密度の両方を算出する。
＜計測装置＞
まず、計測装置について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る計測装置の構成の一例を示す概略図である。計測装置１０は、塗工膜１２の温度を調整する温度調整部２０、塗工膜１２の温度を計測する温度計測部３０、及び装置全体を制御する制御部４０を備えている。温度計測部３０が赤外線を利用して塗工膜１２の温度を測定する場合、計測装置１０は暗室１４内に配置される。

図２に示すように、塗工膜１２は、板状部材１８の表面に塗工されている。塗工膜１２は、目付量及び密度が未知である。本実施の形態では、塗工膜１２の面内の予め定めた位置での温度を計測し、最終的には、予め定めた位置での塗工膜１２の目付量及び密度を非破壊で計測する。

ここで「目付量」とは単位面積当たりの重量であり、「密度」とは単位体積当たりの重量である。例えば、リチウムイオン電池の負極電極シートの、銅箔上に塗工された黒鉛層が、本実施の形態では好適な塗工膜となる。黒鉛層では、黒鉛はバインダ樹脂により保持されている。

温度調整部２０は、塗工面側から塗工膜１２を加熱または冷却して、塗工膜１２の温度を調整する。塗工膜１２を加熱する場合は、塗工膜１２に対して熱量を付与する。塗工膜１２を冷却する場合は、塗工膜１２から熱量を奪取する。

加熱方法としては、光を照射する光加熱、熱風による対流加熱、赤外線ヒータなどを用いた輻射加熱、誘導加熱などを用いてもよい。また、冷却方法としては、冷風による対流熱伝達などを用いてもよい。光加熱によれば、他の加熱方法に比べて加熱時間が短縮される。光加熱の一例としては、例えば、フラッシュランプで白色光を照射する方法、赤外線を照射する方法等が挙げられる。

温度計測部３０は、非接触で塗工膜１２の温度を測定する。非接触で温度を測定する温度計測部３０としては、赤外線カメラや放射温度計などの、非接触式温度センサが挙げられる。例えば、赤外線カメラは、被写体の温度に応じて被写体から放出される赤外線量を検知して、単位面積毎（例えば、画素毎）に塗工膜１２の温度を計測する。赤外線カメラによれば、塗工膜１２の各位置での温度計測が可能である。

予め定めた位置は、１箇所でもよく、複数箇所でもよい。各位置は、塗工膜の面内の単位面積を有する領域である。各位置に対して求められる目付量及び密度の各々は、領域内での目付量及び密度の代表値である。ここで「代表値」とは、平均値、中央値等、領域内で取り得る値を代表する値である。以下では、予め定めた位置を「１箇所」として説明する。

図３は本発明の実施の形態に係る計測装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、計測装置１０の制御部４０は、各部を制御すると共に各種演算を行うコンピュータとして構成されている。即ち、制御部４０は、ＣＰＵ（中央処理装置; Central Processing Unit）４０Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０Ｃ、不揮発性のメモリ４０Ｄ、及び入出力部（Ｉ／Ｏ）４０Ｅを備えている。

ＣＰＵ４０Ａ、ＲＯＭ４０Ｂ、ＲＡＭ４０Ｃ、メモリ４０Ｄ、及びＩ／Ｏ４０Ｅの各々は、バス４０Ｆを介して接続されている。ＣＰＵ４０Ａは、例えばＲＯＭ４０Ｂに記憶されたプログラムを読み出し、ＲＡＭ４０Ｃをワークエリアとして使用してプログラムを実行する。また、制御部４０のＩ／Ｏ４０Ｅには、ディスプレイ等の表示部４２、キーボードやマウス等の入力部４４、通信部４６、記憶部４８、温度調整部２０、温度計測部３０、及び搬送ベルト１６が接続されている。

通信部４６は、有線又は無線の通信回線を介して外部装置と通信を行うためのインターフェースである。例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ等の外部装置と通信を行うためのインターフェースとして機能する。記憶部４８は、ハードディスク等の外部記憶装置である。

本実施の形態では、後述する「計測処理」を実行するためのプログラムが、ＲＯＭ４０Ｂに記憶されている。また、後述する通り、「準備処理」により取得された「第２関係式」及び「第３関係式」は、記憶部４８等の記憶装置に記憶される。

なお、プログラムの記憶領域はＲＯＭ４０Ｂには限定されない。各種プログラムは、メモリ４０Ｄや記憶部４８等の他の記憶装置に記憶されていてもよく、通信部４６を介して外部装置から取得してもよい。

また、制御部４０には、各種ドライブが接続されていてもよい。各種ドライブは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus)メモリなどのコンピュータで読み取り可能な可搬性の記録媒体からデータを読み込んだり、記録媒体に対してデータを書き込んだりする装置である。各種ドライブを備える場合には、可搬性の記録媒体にプログラムを記録しておいて、これを対応するドライブで読み込んで実行してもよい。

図１に示すように、計測装置１０は、塗工膜１２を備えた板状部材１８を予め定めた計測位置まで搬送する搬送ベルト１６を備えている。搬送ベルト１６は、制御部４０により駆動制御されて、搬送ベルト１６上に載せ置かれた板状部材１８を、予め定めた計測位置まで搬送する。例えば、板状部材１８は、表面に塗工された塗工膜１２の塗工面が露出するように、搬送ベルト１６上に載せ置かれる。

温度調整部２０及び温度計測部３０の各々は、予め定めた計測位置に対向するように配置されている。温度調整部２０及び温度計測部３０の各々は、搬送方向に沿って配置されている。図示した例では、複数の温度調整部２０が、温度計測部３０を挟んで両側に配置されている。

温度調整部２０は、制御部４０により制御されて、指示されたタイミングで塗工膜１２を加熱または冷却する。温度計測部３０は、制御部４０により制御されて、指示された期間だけ、塗工膜１２の予め定めた位置の温度を計測する。制御部４０は、温度計測部３０から計測データを取得する。取得された計測データは、ＲＡＭ４０Ｃや記憶部４８等の記憶装置に記憶される。制御部４０は、取得した計測データを基に、後述する「計測処理」を実行する。

＜計測データ＞
ここで、温度計測部により得られる「計測データ」について説明する。
計測データは、塗工膜の温度の時間変化を表すデータである。計測データは、サンプル毎に取得される。図４は計測データの一例を示すグラフである。縦軸は、時刻ｔのときの塗工膜の温度Ｔ_ｔを表す。横軸は、時刻ｔを表す。時刻ｔ＝０に塗工膜の加熱を開始する。例えば、フラッシュランプの照射時刻を０秒とする。

塗工膜の温度Ｔ_ｔの計測値は、所定時間毎に取得される。取得された各計測値に対応する各計測点は、○（丸）で表されている。温度の計測は、加熱開始の直前から開始される。加熱直前から塗工膜の温度が周囲の温度Ｔ_∞に収束するまでの期間の計測データが取得される。計測期間は、例えば、加熱直前から加熱後１５秒間が経過するまでの期間である。

ここで、塗工膜は空気等の媒体中に置かれている。加熱前の塗工膜の温度は、塗工膜の周囲にある媒体の温度、即ち、周囲の温度Ｔ_∞である。周囲の温度Ｔ_∞は室温であり、図示した例では約０℃である。ここでは、塗工膜の温度は、単位領域内で均一であると仮定する。換言すれば、塗工膜の温度は、単位領域毎に異なるのである。

塗工膜を加熱した場合、塗工膜の温度Ｔ_ｔは、瞬時に最高温度Ｔ_０に到達した後、自然冷却により最高温度Ｔ_０から周囲の温度Ｔ_∞まで徐々に戻る。「最高温度Ｔ_０」は、時刻ｔ＝０のときの塗工膜の温度の推定値である。

１つのサンプルの計測期間については、室温は一定と仮定できる。しかしながら、複数のサンプルの計測期間については、室温は一定とはいえない。そこで、室温変動の影響を避けるために、周囲の温度Ｔ_∞を基準温度とし、最高温度Ｔ_０と周囲の温度Ｔ_∞との差を、温度上昇値ΔＴ_０（＝Ｔ_０－Ｔ_∞）とする。

理論的に考察すると、塗工膜の温度Ｔ_ｔは、ニュートンの冷却の法則に則り、下記式(１)で表される。下記式(１)が「第１関係式」の一例である。ニュートンの冷却の法則は、物質が周囲の媒質によって冷却される場合に、物質の冷却速度が物質と媒質との温度差に比例するという経験則である。

上記式（１）において、ｔは時刻、Ｔ_０は塗工膜の最高温度、Ｔ_∞は周囲の温度である。ｈは熱伝達係数、Ａは熱が移動する領域の表面積、Ｃは熱容量である。熱容量Ｃは、図２に示す板状部材１８と塗工膜１２とを一体とした場合の、全体の熱容量である。本実施の形態では、例えば、同じ種類の複数の塗工膜を計測対象とする。熱伝達係数ｈは（Ｔ_０－Ｔ_∞）によって変化するが、塗工膜毎に一定の数値とする。また、表面積Ａは塗工膜によらず一定の数値とする。

上記式（１）は、塗工膜の温度Ｔ_ｔが、最高温度Ｔ_０から周囲の温度Ｔ_∞まで、指数関数的に減衰をすることを示している。塗工膜の冷却速度は（ｈＡ/Ｃ）で表される。本実施の形態では、ｈを「熱伝達係数」と定義し、（ｈＡ/Ｃ）を「冷却特性」と定義する。表面積Ａの値と熱容量Ｃの値とが一定である場合、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）は熱伝達係数ｈに比例する値となる。

計測データを上記式（１）で近似すると、周囲の温度Ｔ_∞、最高温度Ｔ_０、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の各値が求められる。具体的には、上記式（１）の「Ｔ_ｔ」「ｔ」を変数、「Ｔ_∞」「Ｔ_０」「ｈＡ/Ｃ」を定数と仮定する。そして、上記式（１）を表す曲線が、○（丸）で表されている複数の計測点（Ｔ_ｔとｔの組合せ）に最も近づくように、最小二乗法等を用いて、定数である「Ｔ_∞」「Ｔ_０」「ｈＡ/Ｃ」の各値を定める。

定数「Ｔ_∞」「Ｔ_０」「ｈＡ/Ｃ」を有する曲線を、「近似線」として図４に太線で併記する。なお、計測点の個数は、定数の個数以上になるようにする。例えば、本例の３つの定数を求めるためには、３つ以上の計測値が必要である。

＜準備処理＞
次に、利用者により実施される「準備処理」について説明する。
図５は「準備処理」の手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、まず、ステップ１００で、目付量ｗ及び密度ρの各々が既知の複数の塗工膜（以下、「既知塗工膜」という。）を用意する。以下では、目付量ｗ及び密度ρが既知の塗工膜を「既知塗工膜」と称して、計測対象となる塗工膜と区別する。

既知塗工膜は、計測対象の塗工膜と、塗工される板状部材の材料及び塗工膜の材料が同じである。また、既知塗工膜と計測対象の塗工膜とは、塗工面積も略同じである。複数の既知塗工膜の各々は、目付量ｗ及び密度ρの組合せが異なる。

次に、ステップ１０２で、複数の既知塗工膜の各々を加熱し、加熱後に自然冷却したときの温度変化を計測して、複数の既知塗工膜の各々について、複数の計測データを取得する。温度の計測は、既知塗工膜の面内の予め定めた位置で行われる。

既知塗工膜を、予め定めた条件で加熱または冷却して、計測データを取得する。予め定めた条件は、計測対象である塗工膜と同じ条件とする。例えば、フラッシュランプで白色光を照射する場合は、フラッシュランプへの入力電力量を一定にする。既知塗工膜と塗工膜とを、同じ条件で加熱または冷却することで、各膜に付与または各膜から奪取される熱量が略一定となる。

次に、ステップ１０４で、複数の既知塗工膜の各々について、計測データを上記式（１）で近似して、最高温度Ｔ_０と周囲の温度Ｔ_∞と冷却特性ｈＡ/Ｃとを取得する。近似計算は、制御部４０で行ってもよい。

次に、ステップ１０６で、温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表す「第２関係式」を取得する。例えば、後述する式（５）を取得する。後述する通り、式（５）では、温度上昇値ΔＴ_０は最高温度Ｔ_０と同じ値である。次に、ステップ１０８で、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）と、目付量ｗ及び密度ρの積との関係を表す「第３関係式」を取得する。例えば、後述する式（７）を取得する。なお、「第２関係式」及び「第３関係式」については、準備処理の具体例の中で説明する。

次に、ステップ１１０で、第２関係式と第３関係式とを、記憶部４８等の記憶装置に記憶して、準備処理を終了する。上記の第１関係式は、記憶部４８等の記憶装置に予め記憶されている。第２関係式及び第３関係式は、第１関係式と共に、記憶部４８等の記憶装置に記憶される。なお、ステップ１０６とステップ１０８の順序は入れ替えてもよい。

塗工膜は、面内の位置により冷却速度が異なる。例えば、側面を有し放熱面が広い端部の方が、中央部よりも冷却速度が速い。したがって、複数の既知塗工膜の各々について、温度を計測する位置は、計測対象の塗工膜で計測する「位置」に近いほど、「第２関係式」及び「第３関係式」が正確に求められる。

（準備処理の具体例）
以下、準備処理の具体例について説明する。
図６は目付量及び密度の組合せが異なる複数の既知塗工膜の一例を示す表である。図示した例では、既知塗工膜は、銅箔上に塗工された黒鉛層とする。図示した例では、目付量ｗ及び密度ρの組合せが異なる９種類の既知塗工膜が用意されている。

既知塗工膜の目付量ｗは、７ｍｇ/ｃｍ^２、１０ｍｇ/ｃｍ^２、及び１３ｍｇ/ｃｍ^２と３段階で変化する。また、既知塗工膜の密度ρも、プレス強度を３段階で変えることにより、同じ目付量の塗工膜について密度ρが３段階で変化する。プレスなし→プレス弱→プレス強と、プレス強度が高くなるほど、密度ρの値は大きくなり、既知塗工膜の厚さｄは薄くなる。

既知塗工膜の目付量ｗは、塗工量として指示された指示値とする。なお、サンプルを切り出して単位面積当たりの重量（銅箔と黒鉛層の合計）を計測し、単位面積当たりの銅箔の重量を差し引くことで、既知塗工膜（黒鉛層）の目付量ｗを求めてもよい。この場合は、計測対象の塗工膜で計測する「位置」に近い領域のサンプルを切り出すことで、「第２関係式」及び「第３関係式」が正確に求められる。

既知塗工膜の厚さｄは、マイクロメータ等の変位計により測定された測定値である。厚さｄは、計測対象となる領域全体の平均値としてもよく、計測対象となる領域の任意の複数点の平均値としてもよい。

密度ρは、目付量ｗを厚さｄで除することで求められる。なお、図示した例では、密度ρの単位は［ｇ/ｃｍ^３］、目付量ｗの単位は［ｍｇ/ｃｍ^２］、及び厚さｄの単位は［μｍ］であるが、単位を揃えて密度ρを算出することは言うまでもない。

図７（Ａ）から図７（Ｃ）までは、複数の既知塗工膜各々の計測データを示すグラフである。図７（Ａ）に目付量ｗが７ｍｇ/ｃｍ^２の塗工膜の計測データを示す。図７（Ｂ）に目付量ｗが１０ｍｇ/ｃｍ^２の塗工膜の計測データを示す。図７（Ｃ）に目付量ｗが１３ｍｇ/ｃｍ^２の塗工膜の計測データを示す。

７ｍｇ/ｃｍ^２→１０ｍｇ/ｃｍ^２→１３ｍｇ/ｃｍ^２と目付量ｗの値が大きくなるほど、最高温度Ｔ_０は低下し、冷却速度が低下する。また、プレス強度が高く、密度ρが大きいほど、冷却速度が低下する。

上記の通り、計測データを上記式（１）で近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞、及び冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の各値が求められる。なお、この例では、室温は０℃（Ｔ_∞＝０）であり、温度上昇値ΔＴ_０（＝Ｔ_０－Ｔ_∞）は最高温度Ｔ_０と同じ値である。

図８は、図６に示す複数の既知塗工膜について得られた最高温度Ｔ_０の値を示す表である。図９は、図８に示す最高温度Ｔ_０を、既知塗工膜の目付量ｗに対してプロットしたグラフである。目付量７ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を○（丸）で表す。目付量１０ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を□（四角）で表す。目付量１３ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を◇（ひし形）で表す。図９から分かるように、最高温度Ｔ_０は、目付量ｗに相関している。密度ρによる最高温度Ｔ_０の変化は、目付量ｗによる最高温度Ｔ_０の変化に比べるとわずかなものである。

温度上昇値ΔＴ_０が目付量ｗに相関することは理論式からも裏付けられる。例えば、単位面積当たりの熱容量がＣの塗工膜の温度上昇値がΔＴ_０である場合に、単位面積当たりの熱量Ｑは下記式（２）で与えられる。

銅箔上に塗工された黒鉛層を塗工膜とすると、熱容量Ｃは、黒鉛層の比熱ｃ、黒鉛層の目付量ｗ、銅箔の熱容量Ｄより下記式（３）で表される。銅箔の熱容量Ｄの項を追加することで、黒鉛層の熱容量（ｃｗ）と銅箔の熱容量Ｄとを分離して、黒鉛層だけについて目付量及び密度が求められる。

上記式（２）に上記式（３）を代入すると、理論式である下記式（４）が得られる。

上述した通り、ここでは室温は０℃であり、温度上昇値ΔＴ_０（＝Ｔ_０－Ｔ_∞）は最高温度Ｔ_０と同じ値である。図９に示す最高温度Ｔ_０と目付量ｗとの関係（計測結果）を、上記式（４）で近似すると、単位面積当たりの熱量Ｑ、黒鉛層の比熱ｃ、及び銅箔の熱容量Ｄの各々が求められる。具体的には、上記式（４）の「ΔＴ_０（＝Ｔ_０）」「ｗ」を変数、「Ｑ」「ｃ」「Ｄ」を定数と仮定する。そして、上記式（４）を表す曲線が、複数の計測点（Ｔ_０とｗとの組合せ）に最も近づくように、最小二乗法等を用いて、定数である「Ｑ」「ｃ」「Ｄ」の値を定める。

図９に示す計測結果を上記式（４）で近似すると、「第２関係式」として下記式（５）が得られる。ここでは、熱量Ｑ、黒鉛層の比熱ｃ、及び銅箔の熱容量Ｄの各々について正しい値を求める必要はなく、複数の計測点に最も近づくように定数「Ｑ」「ｃ」「Ｄ」の各値を定めればよい。また、熱量Ｑ、比熱ｃ、及び熱容量Ｄの各々が、他の計測で既知である場合は、その値を代入してもよい。

計測処理を実行する前に、最高温度Ｔ_０と目付量ｗとの関係を表す「第２関係式」を予め取得しておくことで、「計測処理」において、目付量ｗが未知の塗工膜の最高温度Ｔ_０から目付量ｗを計測することが可能となる。なお、上記の「第２関係式」は、温度上昇値ΔＴ_０（＝Ｔ_０－Ｔ_∞）と目付量ｗとの関係を表す式としてもよい。温度上昇値ΔＴ_０は、周囲の温度Ｔ_∞の影響を吸収する。

なお、付与する熱量Ｑ、黒鉛層の比熱ｃ、及び銅箔の熱容量Ｄの各数値が予め分かっている場合は、理論式である上記式（４）に各々の数値を代入して「第２関係式」を求めてもよい。この場合、上記式（４）での近似は省略することができる。

図１０は、図６に示す複数の既知塗工膜について得られた冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の値を示す表である。図１１に示すように、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）は、目付量ｗに対して最高温度Ｔ_０とは異なる変化を示す。例えば、最高温度Ｔ_０の変化と異なり、プレスなし、プレス弱、プレス強の順で値が低下している。

上記の通り、最高温度Ｔ_０は目付量ｗと相関するので、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）は目付量ｗ以外の要素の影響で変化している。図６に示す複数の塗工膜では、目付量ｗ及び密度ρを変化させているため、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）は密度ρの影響を受けていると考えられる。

図１１は、図１０に示す冷却特性（ｈＡ/Ｃ）を、（１/ρｗ_Ｔ０）に対してプロットしたグラフである。ｗ_Ｔ０は、塗工膜の最高温度Ｔ_０から「第２関係式」を用いて得られた目付量である。目付量７ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を○（丸）で表す。目付量１０ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を□（四角）で表す。目付量１３ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を◇（ひし形）で表す。図１１から分かるように、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）と（１/ρｗ_Ｔ０）との関係（計測結果）は、下記式（６）で表される直線で近似できる。「ａ」「ｂ」は定数である。

上記式（６）で表す直線が、複数の計測点（（ｈＡ/Ｃ）と（１/ρｗ_Ｔ０との組合せ）に最も近づくように、最小二乗法等を用いて、定数である「ａ」「ｂ」の値を定める。図１１に示す計測結果を上記式（６）で近似すると、「第３関係式」として下記式（７）が得られる。

計測処理を実行する前に、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）と目付量ｗと密度ρとの関係を表す「第３関係式」を予め取得しておくことで、「計測処理」において、密度ρが未知の塗工膜の冷却特性（ｈＡ/Ｃ）と、最高温度Ｔ_０から求めた目付量ｗ_Ｔ０とから、塗工膜の密度ρを計測することが可能となる。

＜計測処理＞
次に、塗工膜の目付量等を計測する「計測処理」について説明する。
図１２は「計測処理」の流れの一例を示すフローチャートである。「計測処理」を実行するためのプログラムは、塗工膜を備えた板状部材が計測位置に配置された状態で、利用者によりプログラムの実行が指示されると、計測装置のＣＰＵ４０ＡによりＲＯＭ４０Ｂから読み出されて実行される。同じ種類の複数の塗工膜について計測を行う場合は、塗工膜毎に「計測処理」を実行する。

まず、ステップ２００で、塗工膜の計測データの取得を開始する。計測処理で、計測対象となる「塗工膜」は、目付量ｗ及び密度ρの各々が未知の塗工膜である。温度計測部は、塗工膜の温度の計測を開始する。温度の計測は、塗工膜の面内の予め定めた位置で行われる。制御部は、予め定めた時間毎に、塗工膜の温度の計測値を取得する。

次に、ステップ２０２で、塗工膜を加熱するように温度調整部に指示する。温度調整部は塗工膜に熱量を一度に付与する。塗工膜の温度は、最高温度まで上昇する。

次に、ステップ２０４で、塗工膜の温度が収束したか否かを判断する。温度調整部により加熱された塗工膜は、徐々に自然冷却される。塗工膜の温度は、時間をかけて周囲の温度に収束する。

例えば、周囲の温度を０℃として（０℃±３℃）等、周囲の温度を中心に予め定めた温度範囲を決めておいて、塗工膜の温度が予め定めた温度範囲内となった場合に、塗工膜の温度が収束したと判断してもよい。

塗工膜の温度が収束した場合は、ステップ２０６に進む。続いてステップ２０６で、塗工膜の計測データの取得を終了する。一方、塗工膜の温度が収束していない場合は、ステップ２０４で判断を繰り返し行う。

次に、ステップ２０８で、第１関係式を記憶装置から読み出し、得られた計測データを第１関係式で近似して、最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞、及び冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の各値を取得する。

次に、ステップ２１０で、第２関係式を記憶装置から読み出し、第２関係式を用いて、ステップ２０８で得られた最高温度Ｔ_０の値から、塗工膜の目付量ｗ_Ｔ０の値を取得する。なお、上記の「第２関係式」を、温度上昇値ΔＴ_０（＝Ｔ_０－Ｔ_∞）と目付量ｗとの関係を表す式とした場合は、最高温度Ｔ_０及び周囲の温度Ｔ_∞から得られた温度上昇値ΔＴ_０の値から、塗工膜の目付量ｗ_Ｔ０の値を取得する。

次に、ステップ２１２で、第３関係式を記憶装置から読み出し、第３関係式を用いて、ステップ２０８で得られた冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の値とステップ２１０で得られた目付量ｗ_Ｔ０の値とから、塗工膜の密度ρの値を取得して、ルーチンを終了する。

第１の実施の形態によれば、加熱後の塗工膜の温度の時間変化から、塗工膜の目付量及び密度を非破壊で計測することができる。後述する実施の形態のように加熱開始から短時間での計測結果を用いることで、目付量の計測精度が向上する。また、理論的な裏付けのあるニュートンの冷却の法則に係る「第１関係式」で近似する場合は、塗工膜の目付量及び密度の値がより確実なものとなる。

また、上記実施の形態では、予め定めた位置（単位面積の領域内）での板状部材及び塗工膜の温度は均一と仮定して、各位置での目付量及び密度を求めたが、板状部材及び塗工膜の少なくとも一方の膜厚が厚く、厚さ方向に温度勾配が発生する場合は、物質内での熱拡散を考慮してもよい。

例えば、加熱時に厚さ方向に温度勾配が発生する場合は、塗工膜の温度が一定になる前に冷却が開始されるため、付与する熱量Ｑ、黒鉛層の比熱ｃ、及び銅箔の熱容量Ｄの各数値が既知でも、理論式である上記式（４）を適用することが難しくなる。この場合は、理論式を熱拡散が考慮された式に変更するか、上記式（４）で近似して第２関係式を求める。

また、冷却時に温度勾配が発生する場合は、上記式（６）での近似が難しくなる。この場合は、厚さ方向での密度を一定と仮定して、上記式（６）を熱拡散が考慮された式に変更してもよい。

－第２の実施の形態－
第２の実施の形態では、目付量ｗだけを求める点が、第１の実施の形態とは異なる。また、第２の実施の形態では、目付量ｗの算出方法（準備処理と計測処理）が、第１の実施の形態とは異なる。準備処理で、加熱直後の特定の時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係を予め求めておく。
計測処理で、特定の時刻ｔ_ｍの塗工膜の温度Ｔ_ｍを計測し、予め求めた関係を用いて、計測された温度Ｔ_ｍに対応する目付量ｗを算出する。第１の実施の形態では、時刻ｔ＝０の塗工膜の温度Ｔ_０の推定値から目付量ｗを算出するが、第２の実施の形態では、特定の時刻ｔ_ｍの塗工膜の温度Ｔ_ｍの実測値から目付量ｗを算出する。その他の部分は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略し、相違点のみ説明する。

＜準備処理＞
第２の実施の形態では、準備処理において、複数の既知塗工膜の各々について、塗工膜を加熱し、時刻ｔ_ｍでの温度Ｔ_ｍを計測する。準備処理で求める塗工膜の温度Ｔ_ｍは、時刻ｔ_ｍに計測された実測値でもよく、時刻ｔ_ｍの前後の計測値から推定された推定値でもよい。１つの計測値（実測値）を用いるよりも、複数の計測値から推定された推定値とする方が、温度Ｔ_ｍの正確な値を求めることができる。
温度Ｔ_ｍの推定値を求める場合は、例えば、第１の実施の形態と同様に、ニュートンの冷却の法則に係る「第１関係式」で計測データを近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞等を求める。計測期間は、第１の実施の形態と同様に、加熱直前から塗工膜の温度が周囲の温度Ｔ_∞に収束するまでの期間としてもよい。例えば、加熱直前から１５秒間が経過するまでの期間とする。
なお、後述する通り、加熱直後の特定の期間の計測データを使用して、温度Ｔ_ｍの推定値を求めてもよい。また、後述する通り、計測データを直線で近似して、温度Ｔ_ｍの推定値を求めてもよい。

第１の実施の形態では、得られた最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞及び既知の目付量ｗから、温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表す「第２関係式」を求める。これに対し、第２の実施の形態では、「特定の時刻ｔ_ｍ」について、時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍ（＝Ｔ_ｍ－Ｔ_∞）と目付量ｗとの関係を表す「第４関係式」を求める。

（特定の時刻）
特定の時刻ｔ_ｍは、加熱直後の時刻とする。加熱開始から短時間での計測結果を用いて、目付量ｗの計測精度を向上させる。特定の時刻ｔ_ｍは、利用者により少なくとも１つ設定される。例えば、温度計測部による計測間隔を０．０１秒（１００Ｈｚ）とした場合、特定の時刻ｔ_ｍは、０．０３秒、０．０５秒、０．０７秒、０．１秒、０．５秒等としてもよい。

塗工膜の温度変化である熱の移動には、（１）塗工膜の表裏面および側面から空気中へ移動する熱伝達と、（２）塗工膜内の温度差による熱伝導とがある。例えば、塗工膜の目付量の分布を計測する場合について考察する。一定の熱量を与えた瞬間の温度上昇値は、目付量が小さい領域の方が、目付量が大きい領域より大きくなる。目付量が小さい領域の方が、熱容量が小さいためである。

このため、加熱した瞬間に塗工膜内に温度差が発生する。その後、上記（１）及び（２）の挙動により塗工膜の温度が低下する。加熱の瞬間には大きかった温度差は、上記（２）により塗工膜内部で熱が移動して小さくなる。したがって、周囲の温度に戻るまでの長時間の計測結果を用いると、温度上昇値ΔＴ_０及び目付量ｗの計測精度が低下する。

一方、非接触で塗工膜の温度を測定する場合、加熱の瞬間の温度は正確に計測できない。例えば、フラッシュランプの照射により加熱を行うと、加熱の瞬間は反射光や散乱光の影響が大きくて、塗工膜の温度を正確に計測できない。このため、特定の時刻ｔ_ｍ（加熱の直後）に、塗工膜の温度を計測する。

また、時刻ｔ_ｍとして大きな値を設定すると、温度上昇値ΔＴ_ｍは、塗工膜の冷却特性の影響を大きく受ける。冷却特性は、塗工膜の厚さや密度で変化するため、同一の目付量でもΔＴ_ｍの値が異なる。このばらつきが許容範囲を超えると、温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係が定まらない。したがって、特定の時刻ｔ_ｍには上限値がある。例えば、特定の時刻ｔ_ｍは１秒以内とする。

時刻ｔ_ｍは加熱直後であるため、温度上昇値ΔＴ_ｍは、時刻ｔ＝０での温度上昇値ΔＴ_０と略等しい。したがって、上記式（４）においてΔＴ_ｍ≒ΔＴ_０とすれば、温度上昇値ΔＴ_ｍが目付量ｗに相関することは理論式からも裏付けられる。

（準備処理の手順）
図５に示すフローチャートを用いて、第２の実施の形態に係る準備処理の手順について説明する。第２の実施の形態に係る準備処理の手順は、ステップ１０４までは、図５に示す「準備処理」の手順と同じである。ステップ１０４で、複数の既知塗工膜の各々について、計測データを上記式（１）で近似して、最高温度Ｔ_０と周囲の温度Ｔ_∞とを取得する。

第２の実施の形態では、次のステップ１０６で、上記の「第２関係式」に代えて、時刻ｔ_ｍでの温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係を表す「第４関係式」を求める。次のステップ１０８は省略する。次に、ステップ１１０で、得られた「第４関係式」を記憶装置に記憶して、準備処理を終了する。

「第２関係式」は、例えば、上記式（５）に示すように、時刻とは無関係に温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表す式である。これに対して、「第４関係式」は、特定の時刻ｔ_ｍと関連付けて、時刻ｔ_ｍでの温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係を表す。特定の時刻ｔ_ｍが、０．０３秒、０．０５秒、０．０７秒、０．１秒、０．５秒と複数設定されている場合は、複数の時刻ｔ_ｍの各々に対し「第４関係式」が求められる。

＜計測処理＞
第２の実施の形態では、計測処理において、計測対象の塗工膜を加熱し、時刻ｔ_ｍでの塗工膜の温度Ｔ_ｍを計測する。時刻ｔ_ｍでの塗工膜の温度Ｔ_ｍの実測値と、別途計測された周囲の温度Ｔ_∞とから、時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍを求める。また、準備処理で求めた「第４関係式」を用いて、時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍに対応する目付量ｗを求める。第２の実施の形態では、第１の実施の形態とは異なり、計測処理では「第１関係式」による近似は行わない。

（計測処理の手順）
次に、塗工膜の目付量等を計測する「計測処理」について説明する。
図１３は第２の実施の形態に係る「計測処理」の流れの一例を示すフローチャートである。「計測処理」を実行するためのプログラムは、塗工膜を備えた板状部材が計測位置に配置された状態で、利用者によりプログラムの実行が指示されると、計測装置のＣＰＵ４０ＡによりＲＯＭ４０Ｂから読み出されて実行される。同じ種類の複数の塗工膜について計測を行う場合は、塗工膜毎に「計測処理」を実行する。

まず、ステップ３００で、塗工膜の計測データの取得を開始する。計測対象となる「塗工膜」は、目付量ｗ及び密度ρの各々が未知の塗工膜である。温度計測部は、塗工膜の温度の計測を開始する。本実施の形態では、塗工膜の面内の複数位置での温度を計測して、塗工膜の温度分布を取得する。

次に、ステップ３０２で、塗工膜を加熱するように温度調整部に指示する。温度調整部は塗工膜に熱量を一度に付与する。塗工膜の温度は、最高温度まで上昇する。温度調整部により加熱された塗工膜は、徐々に自然冷却される。次に、ステップ３０４で、制御部は、設定された時刻ｔ_ｍにおける塗工膜の温度分布Ｔ_ｍを温度計測部から取得して、計測を終了する。

次に、ステップ３０６で、時刻ｔ_ｍに応じた第４関係式を用いて、ステップ３０４で得られた時刻ｔ_ｍの温度分布Ｔ_ｍを、目付量分布に変換する。即ち、塗工膜の面内の各位置について、時刻ｔ_ｍの塗工膜の温度Ｔ_ｍ及び周囲の温度Ｔ_∞から、対応する目付量ｗ_Ｔｍの値を取得して、ルーチンを終了する。

＜具体例＞
以下、具体例について説明する。
（準備処理）
図１４は目付量及び密度の組合せが異なる複数の既知塗工膜の他の一例を示す表である。図示した例では、既知塗工膜は、銅箔上に塗工された黒鉛層とする。図示した例では、目付量ｗ及び密度ρの組合せが異なる９種類の既知塗工膜が用意されている。

既知塗工膜の目付量ｗは、７．２４ｍｇ/ｃｍ^２、１０．５９ｍｇ/ｃｍ^２、及び１４．１１ｍｇ/ｃｍ^２と３段階で変化する。また、既知塗工膜の密度ρは、プレスなし→プレス弱→プレス強と３段階で変化する。プレス強度が高くなるほど、既知塗工膜の密度ρは大きくなり、既知塗工膜の厚さｄは薄くなる。

図１５は計測データの一例を示すグラフである。この計測データは、目付量ｗ＝７．２４ｍｇ/ｃｍ^２、プレスなしの既知塗工膜の計測データである。上記の通り、計測データを上記式（１）で近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞、及び冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の各値を求めた。定数「Ｔ_∞」「Ｔ_０」「ｈＡ/Ｃ」を有する曲線を、「近似線」として図１５に太線で併記する。

近似線は、下記式（８）で表される曲線である。定数α、β、γの値は、最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞、及び冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の各値から定まる。下記式（８）に示すように、塗工膜の温度Ｔ_ｔは時刻ｔの関数となる。したがって、特定の時刻ｔ_ｍに対応する温度Ｔ_ｍが求められる。温度Ｔ_ｍ、周囲の温度Ｔ_∞、及び既知の目付量ｗから、時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係を求める。

図１６（Ａ）及び（Ｂ）は時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係を表すグラフである。図１６（Ａ）は時刻ｔ_ｍを０．０３秒とした場合の関係であり、図１６（Ｂ）は時刻ｔ_ｍを０．５秒とした場合の関係である。目付量７．２４ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を○（丸）で表す。目付量１０．５９ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を□（四角）で表す。目付量１４．１１ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を◇（ひし形）で表す。

（計測処理）
目付量ｗ及び密度ρが未知の塗工膜（計測対象）を、既知塗工膜と同じ条件で加熱して、加熱直後の時刻ｔ_ｍの塗工膜の温度分布を取得する。準備処理で求めた「第４関係式」を用いて、温度分布を目付量分布に変換する。

図１７（Ａ）から（Ｅ）までは計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。図１７（Ａ）は時刻ｔ_ｍを０．０３秒とした場合の目付量分布である。図１７（Ｂ）は時刻ｔ_ｍを０．０５秒とした場合の目付量分布である。図１７（Ｃ）は時刻ｔ_ｍを０．０７秒とした場合の目付量分布である。図１７（Ｄ）は時刻ｔ_ｍを０．１秒とした場合の目付量分布である。図１７（Ｅ）は時刻ｔ_ｍを０．５秒とした場合の目付量分布である。白いほど目付量が多く、黒いほど目付量が少ない。

画像中央に横長に存在する部位がサンプルである。画面上下部の黒い場所はサンプルを固定する治具である。サンプルの中央に目付量が少ない領域が存在する。時刻ｔ_ｍの値が大きくなるほど、目付量分布が不鮮明になることがわかる。図示した例では、図１７（Ａ）に示す時刻ｔ_ｍ＝０．０３秒の目付量分布が、最も高分解能で精確である。加熱の瞬間に近い方が、目付量が精度よく求められている。

計測処理を実行する前に、加熱直後の特定の時刻ｔ_ｍの温度上昇値ΔＴ_ｍと目付量ｗとの関係（第４関係式）を予め求めておくことで、計測処理において、目付量ｗが未知の塗工膜の温度Ｔ_ｍから目付量ｗを計測することが可能となる。

第２の実施の形態によれば、加熱直後の特定の時刻の塗工膜の温度の実測値から、塗工膜の目付量を非破壊で精度よく計測することができる。加熱開始から短時間での計測結果を用いることで、目付量の計測精度が向上する。

なお、塗工膜の密度は、例えば、別途計測された塗工膜の厚さから求める等、他の方法で求めることができる。

－第３の実施の形態－
第３の実施の形態では、目付量ｗの算出方法（準備処理と計測処理）が、第１及び第２の実施の形態とは異なる。準備処理及び計測処理で計測データを曲線近似するときに、加熱直後の特定の期間（時刻ｔ_ｍから時刻ｔ_ｅまで）の計測データを使用する。計測期間も時刻ｔ_ｅまでとしてもよい。その他の部分は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略し、相違点のみ説明する。

＜準備処理＞
第３の実施の形態では、準備処理において、複数の既知塗工膜の各々について、塗工膜を加熱し、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを取得する。

曲線近似に使用する期間が短くなる以外は、第１の実施の形態と同様にする。ニュートンの冷却の法則に係る「第１関係式」で近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞、及び冷却特性（ｈＡ/Ｃ）を求める。「最高温度Ｔ_０」は、時刻ｔ＝０のときの塗工膜の温度の推定値である。
得られた最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞及び既知の目付量ｗから、温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表す「第２関係式」と、冷却特性（ｈＡ/Ｃ）と目付量ｗ及び密度ρの積との関係を表す「第３関係式」とを求める。

（特定の期間）
特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）は、加熱直後の短期間とする。加熱開始から短期間での計測結果を用いて、目付量ｗの計測精度を向上させる。特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）は、利用者により少なくとも１つ設定される。時刻ｔ_ｍ以降の計測データを使用するのは、第１の実施の形態と同様に、加熱の瞬間の温度は正確に計測できないためである。特定の時刻ｔ_ｍは、０．０３秒等である。

期間末である時刻ｔ_ｅは、塗工膜の温度Ｔ_ｔが周囲の温度Ｔ_∞に収束する時刻より、早い時刻に設定する。第１の実施の形態では、収束時刻までの計測データを取得している。例えば、収束時刻を加熱開始から１５秒後とすると、第３の実施の形態の時刻ｔ_ｅは１０秒等としてもよい。

例えば、温度計測部による計測間隔を０．０１秒（１００Ｈｚ）とした場合、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）は、０．０３秒～０．１秒、０．０３秒～０．２秒、０．０３秒～０．５秒、０．０３秒～１秒、０．０３秒～２秒、０．０３秒～１０秒等としてもよい。

＜計測処理＞
第３の実施の形態では、計測処理において、計測対象の塗工膜を加熱し、準備処理と同様に特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを取得する。曲線近似に使用する期間が短くなる以外は、第１の実施の形態と同様にする。ニュートンの冷却の法則に係る「第１関係式」で近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞、及び冷却特性（ｈＡ/Ｃ）を求める。得られた最高温度Ｔ_０と周囲の温度Ｔ_∞とから、温度上昇値ΔＴ_０を求める。

得られた温度上昇値ΔＴ_０から「第２関係式」を用いて対応する目付量ｗ_Ｔ０を求める。また、得られた冷却特性（ｈＡ/Ｃ）及び目付量ｗ_Ｔ０から「第３関係式」を用いて対応する密度ρを求める。

＜具体例＞
以下、具体例について説明する。
（準備処理）
図１４に示す９種類の既知塗工膜の各々について、加熱直前から１０秒後までの期間の計測データを取得した。図１８は計測データの一例を示すグラフである。ここでは、加熱直前から１秒後までの計測データを図示する。この計測データは、目付量ｗ＝７．２４ｍｇ/ｃｍ^２、プレスなしの既知塗工膜の計測データである。

上記の通り、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを上記式（１）で近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０、周囲の温度Ｔ_∞、及び冷却特性（ｈＡ/Ｃ）の各値を求めた。また、最高温度Ｔ_０と周囲の温度Ｔ_∞とから、温度上昇値ΔＴ_０を求めた。定数「Ｔ_∞」「Ｔ_０」「ｈＡ/Ｃ」を有する曲線を、「近似線」として図１８に太線で併記する。

図１９（Ａ）及び（Ｂ）は温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表すグラフである。図１９（Ａ）は特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）を０．０３秒～０．１秒とした場合の関係であり、図１９（Ｂ）は特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）を０．０３秒～１０秒とした場合の関係である。目付量７．２４ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を○（丸）で表す。目付量１０．５９ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を□（四角）で表す。目付量１４．１１ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を◇（ひし形）で表す。

（計測処理）
目付量ｗ及び密度ρが未知の塗工膜（計測対象）を、既知塗工膜と同じ条件で加熱して、加熱直前から１０秒までの期間の計測データを取得した。塗工膜の部位による温度変化の違いの一例を図２０に示す。第２の実施形態で使用した塗工膜を計測対象とした。図２０（Ａ）は、加熱後０．０３秒後の塗工膜の温度分布から得られた目付量分布（図１７（Ａ）に参照）に重ねて、一例であるサンプル中央の目付量が少ない領域内の計測点αの位置と、目付量が多い領域内の計測点βの位置とを示す画像である。

図２０（Ｂ）は各位置について計測された計測データの一例を示すグラフである。縦軸は、時刻ｔのときの塗工膜の温度Ｔ_ｔを表す。横軸は、時刻ｔを表す。時刻ｔ＝０に塗工膜の加熱を開始する。計測点αは目付量が少ないため、加熱時の最高温度Ｔ_０の値が大きい。

特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データから温度上昇値ΔＴ_０を求め、得られた温度上昇値ΔＴ_０から「第２関係式」を用いて対応する目付量ｗ_Ｔ０を求めた。また、得られた冷却特性（ｈＡ/Ｃ）及び目付量ｗ_Ｔ０から「第３関係式」を用いて対応する密度ρを求めた。

図２１（Ａ）から（Ｆ）までは計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。図２１（Ａ）は時刻ｔ_ｅを０．１秒とした場合の目付量分布である。図２１（Ｂ）は時刻ｔ_ｅを０．２秒とした場合の目付量分布である。図２１（Ｃ）は時刻ｔ_ｅを０．５秒とした場合の目付量分布である。図２１（Ｄ）は時刻ｔ_ｅを１秒とした場合の目付量分布である。図２１（Ｅ）は時刻ｔ_ｅを２秒とした場合の目付量分布である。図２１（Ｆ）は時刻ｔ_ｅを１０秒とした場合の目付量分布である。

時刻ｔ_ｅの値が大きくなるほど、目付量分布が不鮮明になることがわかる。図示した例では、図２１（Ａ）に示す時刻ｔ_ｅ＝０．１秒の目付量分布が、最も高分解能で精確である。曲線近似に使用する期間が短い方が、目付量が精度よく求められている。

第３の実施の形態によれば、加熱直後の特定の期間の塗工膜の温度の時間変化から、塗工膜の目付量及び密度を非破壊で計測することができる。加熱開始から短時間での計測結果を用いることで、熱伝導による塗工膜内の熱の移動の影響が小さくなり、目付量の計測精度が向上する。

準備処理及び計測処理で計測データを曲線近似するときに、加熱直後の特定の期間（例えば、加熱開始から１秒以内の期間）の計測データを使用することで、収束時刻までの計測データを使用する場合に比べて、目付量を精度よく計測することが可能となる。

－第４の実施の形態－
第４の実施の形態では、加熱直後の特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを使用する点は、第３の実施形態と同じである。第４の実施の形態では、計測データを直線近似する点で、曲線近似する第３の実施の形態とは相違している。また、第４の実施の形態では、原則として目付量ｗだけを求める点が、第３の実施の形態とは異なる。その他の部分は、第３の実施の形態と同様であるため説明を省略し、相違点のみ説明する。

＜準備処理＞
第４の実施の形態では、準備処理において、複数の既知塗工膜の各々について、既知塗工膜を加熱し、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを取得する。特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）は、例えば、０．０３秒から１秒までの短期間とする。

第４の実施の形態では、計測データを下記式（９）で表される直線で近似する。各計測データについて定数Ｅ及び定数Ｆを求め、近似式を取得する。具体的には、下記式（９）の「Ｔ_ｔ」「ｔ」を変数、「Ｅ」「Ｆ」を定数と仮定する。そして、下記式（９）を表す直線が、計測データの複数の計測点（Ｔ_ｔとｔの組合せ）に最も近づくように、最小二乗法等を用いて、定数である「Ｅ」「Ｆ」の各値を定める。

得られた近似式にｔ＝０を代入して、最高温度Ｔ_０を求める。「最高温度Ｔ_０」は、時刻ｔ＝０のときの塗工膜の温度の推定値である。得られた最高温度Ｔ_０と、別途求めた周囲の温度Ｔ_∞とから、温度上昇値ΔＴ_０を求める。温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係は、上記式（４）で表される。直線近似で得られた温度上昇値ΔＴ_０の値と、既知の目付量ｗの値とから、温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表す「第２関係式」を求める。

＜計測処理＞
第４の実施の形態では、計測処理において、計測対象の塗工膜を加熱し、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを取得する。準備処理と同様に、上記式（９）で表される直線で近似し、近似式を求める。

得られた近似式にｔ＝０を代入して、最高温度Ｔ_０を求める。得られた最高温度Ｔ_０と、別途求めた周囲の温度Ｔ_∞とから、温度上昇値ΔＴ_０を求める。得られた温度上昇値ΔＴ_０から「第２関係式」を用いて対応する目付量ｗ_Ｔ０を求める。

＜具体例＞
以下、具体例について説明する。
（準備処理）
図１４に示す９種類の既知塗工膜の各々について、加熱直前から１秒後までの期間の計測データを取得した。図２２は計測データの一例を示すグラフである。この計測データは、目付量ｗ＝７．２４ｍｇ/ｃｍ^２、プレスなしの既知塗工膜の計測データである。

上記の通り、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを上記式（９）で近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０（ｔ＝０のときの温度）、温度上昇値ΔＴ_０を求めた。定数「Ｅ」「Ｆ」を有する直線を、「近似線」として図２２に太線で併記する。近似に使用する期間が短いと、塗工膜の温度の時間変化は直線に近づくので、直線で近似できる。直線で近似する方が、定数の項数も少なくなり、より短時間で近似計算を行うことができる。

図２３（Ａ）及び（Ｂ）は温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表すグラフである。図２３（Ａ）は特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）を０．０３秒～０．１秒とした場合の関係であり、図２３（Ｂ）は特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）を０．０３秒～０．５秒とした場合の関係である。目付量７．２４ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を○（丸）で表す。目付量１０．５９ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を□（四角）で表す。目付量１４．１１ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を◇（ひし形）で表す。

（計測処理）
目付量ｗ及び密度ρが未知の塗工膜（計測対象）を、既知塗工膜と同じ条件で加熱して、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを取得した。計測データから温度上昇値ΔＴ_０を求め、得られた温度上昇値ΔＴ_０から「第２関係式」を用いて対応する目付量ｗ_Ｔ０を求めた。時刻ｔ_ｍを０．０３秒とした。

図２４（Ａ）及び（Ｂ）は計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。図２４（Ａ）は時刻ｔ_ｅを０．１秒とした場合の目付量分布である。図２４（Ｂ）は時刻ｔ_ｅを０．５秒とした場合の目付量分布である。直線近似でも目付量分布は求められる。

時刻ｔ_ｅの値が大きくなるほど、目付量分布が不鮮明になることがわかる。図示した例では、図２４（Ａ）に示す時刻ｔ_ｅ＝０．１秒の目付量分布の方が、高分解能で精確である。近似に使用する期間が短い方が、目付量が精度よく求められている。

第４の実施の形態によれば、加熱直後の特定の期間の塗工膜の温度の時間変化から、塗工膜の目付量を非破壊で計測することができる。加熱開始から短時間での計測結果を用いることで、目付量の計測精度が向上する。

準備処理及び計測処理で計測データを近似するときに、加熱直後の特定の期間の計測データを使用することで、収束時刻までの計測データを使用する場合に比べて、目付量を精度よく計測することが可能となる。

また、計測データに対し直線近似を行うことで、ニュートンの冷却の法則に係る「第１関係式」等の指数関数で近似する場合に比べて、近似計算の負荷が低減する。

なお、第４の実施の形態では、目付量ｗだけを求める場合について説明するが、上記式（９）の定数「Ｅ」を冷却特性として密度ρを求めてもよい。例えば、計測処理を実行する前に、冷却特性Ｅと目付量ｗと密度ρとの関係を予め取得しておく。計測処理において、密度ρが未知の塗工膜の冷却特性Ｅと、最高温度Ｔ_０から求めた目付量ｗ_Ｔ０とから、塗工膜の密度ρを計測する。

－第５の実施の形態－
第５の実施の形態では、計測データを取得するときの計測間隔（サンプリングの間隔）を長くする点で、第４の実施の形態とは相違している。その他の部分は、第４の実施の形態と同様であるため説明を省略し、相違点のみ説明する。

＜具体例＞
以下、具体例について説明する。
（準備処理）
図１４に示す９種類の既知塗工膜の各々について、加熱直前から１秒後までの期間の計測データを取得した。図２５は計測データの一例を示すグラフである。この計測データは、目付量ｗ＝７．２４ｍｇ/ｃｍ^２、プレスなしの既知塗工膜の計測データである。第１から第４の実施の形態では、０．０１秒間隔（１００Ｈｚ）の計測間隔で計測値を取得していた。第５の実施の形態では、０．０５秒間隔（２０Ｈｚ）の計測間隔で計測値を取得する。第５の実施の形態では、他の実施の形態に比べて計測点は（１/５）に減少する。

上記の通り、計測データを上記式（９）で近似することにより、各計測データについて最高温度Ｔ_０（ｔ＝０のときの温度）、温度上昇値ΔＴ_０を求めた。定数「Ｅ」「Ｆ」を有する直線を、「近似線」として図２５に太線で併記する。

図２６（Ａ）及び（Ｂ）は温度上昇値ΔＴ_０と目付量ｗとの関係を表すグラフである。図２６（Ａ）は特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）を０．０５秒～０．１５秒とした場合の関係であり、図２６（Ｂ）は特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）を０．０５秒～１秒とした場合の関係である。目付量７．２４ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を○（丸）で表す。目付量１０．５９ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を□（四角）で表す。目付量１４．１１ｍｇ/ｃｍ^２に対する計測点を◇（ひし形）で表す。

（計測処理）
目付量ｗ及び密度ρが未知の塗工膜（計測対象）を、既知塗工膜と同じ条件で加熱して、特定の期間（ｔ_ｍ-ｔ_ｅ）の計測データを取得した。計測データから最高温度Ｔ_０を求めた。「最高温度Ｔ_０」は、時刻ｔ＝０のときの塗工膜の温度の推定値である。最高温度Ｔ_０と別途得られた周囲の温度Ｔ_∞とから、温度上昇値ΔＴ_０を求めた。得られた温度上昇値ΔＴ_０から「第２関係式」を用いて対応する目付量ｗ_Ｔ０を求めた。時刻ｔ_ｍを０．０５秒とした。

図２７（Ａ）から（Ｄ）までは計測対象の塗工膜から取得された目付量分布の一例を示す画像である。図２７（Ａ）は時刻ｔ_ｅを０．１５秒とした場合の目付量分布である。図２７（Ｂ）は時刻ｔ_ｅを０．２秒とした場合の目付量分布である。図２７（Ｃ）は時刻ｔ_ｅを０．５秒とした場合の目付量分布である。図２７（Ｄ）は時刻ｔ_ｅを１秒とした場合の目付量分布である。計測間隔を長くしても目付量分布は求められる。

時刻ｔ_ｅの値が大きくなるほど、目付量分布が不鮮明になることがわかる。図示した例では、図２７（Ａ）に示す時刻ｔ_ｅ＝０．１５秒の目付量分布の方が、高分解能で精確である。近似に使用する期間が短い方が、目付量が精度よく求められている。

第５の実施の形態によれば、加熱直後の特定の期間の塗工膜の温度の時間変化から、塗工膜の目付量を非破壊で計測することができる。加熱開始から短時間での計測結果を用いることで、目付量の計測精度が向上する。

準備処理及び計測処理で計測データを近似するときに、加熱直後の特定の期間の計測データを使用することで、収束時刻までの計測データを使用する場合に比べて、目付量を精度よく計測することが可能となる。

また、計測データに対し直線近似を行うことで、ニュートンの冷却の法則に係る「第１関係式」等の指数関数で近似する場合に比べて、近似計算の負荷が低減する。さらに、直線近似を行う場合には、このように計測間隔を長くして計測点を減らしても、目付量を求めることができる。

－変形例－
なお、上記実施の形態で説明した計測装置、計測方法、及びプログラムの構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよいことは言うまでもない。

上記実施の形態では、主に、塗工膜に熱量を付与して加熱した後で冷却する場合について説明したが、熱量を奪取する（冷却の）場合は、熱量を付与する場合と逆の温度変化を伴うので、同様の計測方法で目付量及び密度を算出することができる。

最高温度Ｔ_０は、塗工膜を加熱した場合の「温度到達値」の一例である。塗工膜を冷却する場合は、「温度到達値」は最低温度Ｔ_０１となる。塗工膜の温度Ｔ_ｔは、最低温度Ｔ_０１に到達した後、最低温度Ｔ_０１から周囲の温度Ｔ_∞まで徐々に戻る。この場合は、周囲の温度Ｔ_∞を基準温度とし、最低温度Ｔ_０１と周囲の温度Ｔ_∞との差を、温度下降値ΔＴ_０１（＝－Ｔ_０１－Ｔ_∞）とする。

１０ 計測装置
１２ 塗工膜
１４ 暗室
１６ 搬送ベルト
１８ 板状部材
２０ 温度調整部
３０ 温度計測部
４０ 制御部
４２ 表示部
４４ 入力部
４６ 通信部
４８ 記憶部

Claims (6)

1. 板状部材の表面に塗工された塗工膜が加熱または冷却されたときの、前記塗工膜の予め定めた位置での、前記加熱または冷却が開始された直後の時刻における前記塗工膜の温度の実測値を特定値として取得する取得手段と、
   前記特定値を取得した場合に、前記特定値に応じた時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を用いて、前記取得手段で取得された特定値に対応する、前記塗工膜の予め定めた位置での目付量を求めて出力する出力手段と、
   を備え、
   前記時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を求める際に、目付量が既知の塗工膜の温度の時間変化を曲線または直線で近似して、前記時刻の前記塗工膜の温度を求める、
   計測装置。
2. 前記塗工膜が、銅箔に塗工された黒鉛層である、
   請求項１に記載の計測装置。
3. 前記予め定めた位置が複数あり、
   前記取得手段は、前記塗工膜の温度分布の時間変化を取得する、
   請求項１または請求項２に記載の計測装置。
4. 前記塗工膜の温度分布が赤外線カメラから取得される、
   請求項３に記載の計測装置。
5. 板状部材の表面に塗工された塗工膜が加熱または冷却されたときの、前記塗工膜の予め定めた位置での、前記加熱または冷却が開始された直後の時刻における前記塗工膜の温度の実測値を特定値として取得し、
   前記特定値を取得した場合に、前記特定値に応じた時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を用いて、取得された特定値に対応する、前記塗工膜の予め定めた位置での目付量を求めて出力し、
   前記時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を求める際に、目付量が既知の塗工膜の温度の時間変化を曲線または直線で近似して、前記時刻の前記塗工膜の温度を求める、
   計測方法。
6. コンピュータを、
   板状部材の表面に塗工された塗工膜が加熱または冷却されたときの、前記塗工膜の予め定めた位置での、前記加熱または冷却が開始された直後の時刻における前記塗工膜の温度の実測値のいずれか一方を特定値として取得する取得手段、
   前記特定値を取得した場合に、前記特定値に応じた時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を用いて、前記取得手段で取得された特定値に対応する、前記塗工膜の予め定めた位置での目付量を求めて出力する出力手段、
   として機能させるためのプログラムであって、
   前記時刻の前記塗工膜の温度と前記塗工膜の目付量との予め定めた関係を求める際に、目付量が既知の塗工膜の温度の時間変化を曲線または直線で近似して、前記時刻の前記塗工膜の温度が求められている、
   プログラム。

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