JP5755179B2 - 電気化学素子の厚さ測定装置及び測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート状の基材表面に塗布層を塗工して構成された電気化学素子に係り、その塗布層の厚さを、被測定物としての電気化学素子を透過する放射線の強度の減衰量に基づいて測定する測定装置、及び測定方法に関する。

近年、電気自動車等の動力源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の開発が進められている。リチウムイオン二次電池の電極には、集電体としての金属箔（基材に該当）の両面に活物質層（塗布層に該当）を塗布したシート状の電極が用いられている。このようなリチウムイオン二次電池においては、電池容量等のばらつきを低減するためには、シート状の電極の活物質層の塗工量を管理する必要がある。しかし、塗工中における活物質の重量測定は難しいため、作製したシート状の電極の活物質層の厚さを管理することで、活物質層の塗工量の管理を代用している。したがって、リチウムイオン二次電池の製造では、シート状の電極の活物質層の厚さ測定は、電池の容量等のばらつきを低減するために重要であり、活物質層の塗工量の管理上、精度よく測定する必要がある。

ところで、リチウムイオン二次電池のシート状の電極のような、シート状部材の厚さ測定に関しては、被測定物としてのシート状部材に放射線を透過させることによりその厚さを測定する技術がある。特許文献１には、シート状部材のこのような厚さ測定技術に係り、放射線源から出射された放射線が照射された際に所定の部材から二次的に発生する特性Ｘ線の強度の減衰量に基づいて演算する厚さ測定装置が開示されている。

また、特許文献２には、電気部品の素材料としての２層以上の異なる成分で構成される多層膜に係り、その膜厚の測定装置として、放射線厚さ計及び赤外線厚さ計を備え、各厚さ計の指示値と、予め求めた前記多層膜を構成するそれぞれの層の吸収感度特性を基に各層の層厚を演算する膜厚測定装置が開示されている。

特開２００７−２９８３８７号公報 特開２００１−３１７９３１号公報

ところが、リチウムイオン二次電池のシート状の電極のような電気化学素子の厚さ測定では、特許文献１のように、金属箔表面に塗布された塗布層の厚さをこの塗布層が塗工された基材を透過する放射線の強度の減衰量に基づき測定する場合、塗布層が塗工された金属箔の厚さがばらつくと、正確な塗布層の厚さ測定が困難になる。その一方で、特許文献２のように、多層膜の測定装置として２系統の検出機構を持たせることは、測定装置の大型化、複雑化を招く。

本発明は、このような従来技術の問題点を鑑みなされたものであって、簡易な構造で、シート状の電気化学素子の基材表面に塗布された塗布層の厚さを精度よく測定することができる測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電気化学素子の測定装置及び測定方法は、放射線を検出する放射線源と、放射線の強度を検出する検出器と、検出器及び放射線源を制御する制御部とを有し、被測定物としてのシート状の電気化学素子の基材表面に塗工された塗布層の厚さを、基材表面が塗布層によって被覆された電気化学素子の塗布層部分を透過した放射線の減衰量と、基材表面が塗布層によって被覆されていない電気化学素子の基材表面部分をさらに所定の減衰量の減衰体を介して透過した放射線の減衰量とを比較演算し、基材表面の塗布層の厚さを測定することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構造で、リチウムイオン二次電池やキャパシタ等のシート状の電気化学素子で使用される基材表面に塗布された塗布層の厚さを精度よく測定する測定装置及び測定方法を提供することができる。
上記した以外の、課題、構成、及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

リチウムイオン二次電池の円筒状の捲回電極体の構成説明図である。 リチウムイオン二次電池のシート状の電極の製造工程を示したフローチャートである。 図２に示した製造工程における一部工程の模式図である。 両面それぞれに塗布層が作製された金属箔の幅方向に沿った断面図である。 本実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。 図５に示した厚さ測定装置の平面図である。 比較例に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。 実施の形態に係る厚さ測定装置と比較例に係る厚さ測定装置との間での、電極板原材上の厚みと、その厚みに対応した放射線検出器による検出値との関係図である。 放射線検出器の検出出力と放射線源から照射した放射線の減衰率と関係図である。 厚さ測定装置に含まれる制御部におけるシステム構成の一実施例を示したシステム構成図である。 本発明の他の実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。 本発明のさらに別の他の実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。 本発明のさらに別の他の実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。

以下、本発明に係る電気化学素子の厚さ測定装置及び測定方法の一実施の形態について図面に基づき説明する。
以下の説明では、被測定物として、集電体としての金属箔（基材に該当）の両面に活物質層（塗布層に該当）を塗布して構成されたリチウムイオン二次電池のシート状の電極を例に、その活物質層の厚さ測定に適用した場合について説明する。

なお、本発明に係る電気化学素子の厚さ測定装置及び測定方法は、これから説明するリチウムイオン二次電池のシート状の電極における活物質層の厚さ測定に限らず、シート状の基材表面に塗布層を塗工して構成された電気化学素子であれば、その塗布層の厚さ測定に適用可能である。

まず、本実施の形態に係る電気化学素子の厚さ測定装置及び測定方法を説明するに当たって、被測定物としての、リチウムイオン二次電池のシート状の電極の構成について説明しておく。

リチウムイオン二次電池は、その形状構造により円筒型、角型、ラミネート型に大別される。ここでは、円筒型リチウムイオン二次電池の捲回電極体に適用されるシート状の電極の構成を例に説明する。

円筒型リチウムイオン二次電池は、図示せぬ円筒型の電池容器の内部に、図１に示すような円筒状の捲回電極体を密封収容した構成になっている。電池容器は、有底円筒形の電池缶とハット型の蓋体とを備え、両者をガスケットと言われるシール部材を介在させてかしめ加工で一体的に取付固定することにより、容器内部が外部に対して密封される構造になっている。

図１は、リチウムイオン二次電池の円筒状の捲回電極体の構成説明図である。なお、図１では、捲回電極体８０は、一部を展開した状態の外観図で示されている。さらに、その展開部分については、理解を容易にするため、紙面の表側に現れている負極板８１Ｎ及び第１のセパレータ８２の一部を便宜的に図示割愛して、この負極板８１Ｎ及び第１のセパレータ８２の背後に配置されている正極板８１Ｐ及び第２のセパレータ８３が、紙面上に現れるように図示されている。

捲回電極体８０は、図１中では現れない軸芯部材の周囲に、負極板８１Ｎ、第１のセパレータ８２、正極板８１Ｐ、第２のセパレータ８３がこの順で積層された状態で、所定長さ分だけ捲回した構成になっている。そのため、負極板８１Ｎ、第１のセパレータ８２、正極板８１Ｐ、第２のセパレータ８３それぞれは、軸芯部材の周囲に捲回される捲回長さ分に合わせた長尺の、薄厚の帯状シート部材として形成されている。その際、軸芯部材の軸方向に沿った第１のセパレータ８２及び第２のセパレータ８３の帯幅は、軸芯部材の軸方向に沿った負極板８１Ｎ及び正極板８１Ｐの帯幅よりも大きくなっている。また、第１のセパレータ８２及び第２のセパレータ８３の捲回長さとしての帯長は、負極板８１Ｎ及び正極板８１Ｐの帯長よりも長くなっている。これにより、最内周及び最外周の捲回部では、第１のセパレータ８２、第２のセパレータ８３だけがその余長部分を積層された状態で軸芯部材の周囲に捲回されている。これら構成によって、負極板８１Ｎと正極板８１Ｐとが、捲回部の端部を含む周縁部において、直接接触しないようになっている。

正極板８１Ｐは、正極集電体である基材としての正極金属箔８４Ｐの両面に、塗布層４３として、正極活物質合剤８５Ｐを塗布した正極塗工部８６Ｐを有する。その上で、正極金属箔８４Ｐの帯幅方向の片側端部側、すなわち電池容器内部に収容された状態での容器深さ方向に沿った蓋体装着側には、正極活物質合剤８５Ｐを両面いずれにも塗布していない正極未塗工部（箔露出部）８７Ｐが帯長方向に沿って設けられている。さらに、この正極未塗工部８７Ｐには、正極板８１Ｐの帯長方向に沿って所定間隔で、正極板８１Ｐの帯幅方向外方に突出するタブ８８Ｐが複数設けられている。これら正極未塗工部８７Ｐに形成された複数のタブ８８Ｐは、電池容器内部に収容された捲回電極体８０の正極リードを構成する。

これに対し、負極板８１Ｎは、負極集電体である基材としての負極金属箔８４Ｎの両面に、塗布層４３としての負極活物質合剤８５Ｎを塗布した負極塗工部８６Ｎを有する。負極金属箔８４Ｎの帯幅方向の片側端部側、すなわち電池容器内部に収容された状態での容器深さ方向に沿った容器底部側には、負極活物質合剤８５Ｎを両面いずれにも塗布していない負極未塗工部（箔露出部）８７Ｎが帯長方向に沿って設けられている。さらに、この負極未塗工部８７Ｎには、負極板８１Ｎの帯長方向に沿って所定間隔で、負極板８１Ｎの帯幅方向外方に突出するタブ８８Ｎが複数設けられている。これら負極未塗工部８７Ｎに形成された複数のタブ８８Ｎは、電池容器内部に収容された捲回電極体８０の負極リードを構成する。

捲回電極体８０の作製においては、負極板８１Ｎ及び正極板８１Ｐは、それぞれの未塗工部８７Ｎ，８７Ｐ及びタブ８８Ｎ，８８Ｐが、図１に示すように、軸芯部材の軸方向に沿って互いに反対向きに配置されるようにして、捲回時にその径方向に沿って軸芯部材側から負極板８１Ｎ、第１のセパレータ８２、正極板８１Ｐ、第２のセパレータ８３の順に積層されるように、軸芯部材に捲回される。そして、捲回電極体８０は、その正極リードを電池容器の蓋体装着側に、負極リードを電池容器の容器底部側に位置させるようにして、円筒型の電池容器の内部に、電池容器すなわち容器内部の軸線と捲回電極体８０の軸芯部材とが同軸になるようにして収容される。

このような捲回電極体８０において、負極板８１Ｎでは、その基材の負極金属箔８４Ｎに、例えば、厚さ約１０μｍのシート状の長尺の銅箔が用いられている。また、負極活物質合剤８４Ｎには、負極活物質としての１００重量部の非晶質炭素粉末に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという）を添加し、これに分散溶媒としてＮ−メチルビロリドン（以下、ＮＭＰという）を添加し、これらを混練して作製された合剤が用いられている。

なお、本実施の形態では、負極活物質として非晶質炭素粉末を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入・脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスのような炭素質材料等でもよく、その粒子形状についても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。

その上で、本実施の形態では、負極板８１Ｎは、負極金属箔８４Ｎとしての厚さ約１０μｍの薄厚の長尺シート状の銅箔の両面に、電池容器収容時の集電部としての負極未塗工部８７Ｎを負極金属箔８４Ｎの幅方向の片側端部側に残して、負極塗工部８６Ｎを負極金属箔８４Ｎの帯長方向に沿って設けたシート状の電極構成になっている。本実施の形態では、一例として、負極金属箔８４Ｎである銅箔の約１０μｍの厚さを除いた、負極塗工部８６Ｎの厚さが約９０μｍの負極板８１Ｎを得る。

これに対し、正極板８１Ｐでは、その基材としての正極金属箔８４Ｐには、例えば、負極板８１Ｎと同じく、厚さ約１０μｍのシート状の長尺の銅箔が用いられている。また、正極活物質合剤８５Ｐには、正極活物質としての１００重量部のマンガン酸リチウム（化学式：ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）に対して、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と、結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加し、これらを混練して作製された合剤が用いられている。

なお、本実施の形態の説明では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや、一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や、層状結晶構造を有するコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムや、これらの一部を金属元素で置換又はドープしたリチウム-金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。

その上で、本実施の形態では、正極板８１Ｐは、正極金属箔８４Ｐの両面に、電池容器収容時の集電部としての正極未塗工部８７Ｐを銅箔の帯幅方向の片側端部側に残して、正極塗工部８６Ｐを正極金属箔８４Ｐの帯長方向に沿って設けたシート状の電極構成になっている。本実施の形態では、一例として、正極金属箔８４Ｐである厚さ約１０μｍの正極金属箔８４Ｐを含まない、正極塗工部８６Ｐの厚さが約１１０μｍの正極板８１Ｐを得る。

また、本実施の形態では、正極板８１Ｐにおける正極塗工部８６Ｐ、負極板８１Ｎにおける負極塗工部８６Ｎそれぞれの結着材としてＰＶＤＦを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂等の重合体及びこれらの混合体等を用いることができる。また、第１、第２のセパレータ８２、８３には、例えば、厚さ４０μｍのポリエチレン製多孔膜等を用いることができる。

次に、上述した構成の負極板８１Ｎ及び正極板８１Ｐのような、リチウムイオン二次電池のシート状の電極板８１（８１Ｎ，８１Ｐ）の製造工程について、図２及び図３を基に説明する。

図２は、リチウムイオン二次電池のシート状の電極の製造工程を示したフローチャートである。
図３は、図２に示した製造工程における一部工程の模式図である。

この製造工程フローは、負極板８１Ｎ、正極板８１Ｐとも、集電体としての金属箔８４(８４Ｎ，８４Ｐ）の両面に塗布層（活物質層）４３としての活物質合剤８５（８５Ｎ，８５Ｐ）を塗布し、シート状の電極板８１（８１Ｎ，８１Ｐ）を構成する点で、負極板８１Ｎ、正極板８１Ｐいずれの場合も同様である。

まず、集電体としての金属箔８４に電極塗工部８６（８６Ｎ，８６Ｐ）を形成するため、金属箔８４に塗布する活物質合剤８５の合剤スラリーを作製する（ステップＳ２１０）。その原料としては、負極板８１Ｎ又は正極板８１Ｐに合わせて、上述したような活物質、導電体、バインダ樹脂（結着材）が用いられる。活物質合剤８５の合剤スラリーは、これら原料を溶剤に加えて分散させるように混練して作製する。作製した合剤スラリーは、タンクに保管される。

次に、集電体としての金属箔８４の片面上に、電極塗工部８６として形成する活物質合剤８５の塗布層（活物質層）４３の塗工量に合わせて、作製した活物質合剤８５の合剤スラリーを所定量だけ塗布する（ステップＳ２２０）。

ここで、活物質合剤８５の合剤スラリーの金属箔８４の塗布方式にはいろいろな方式が適用可能であるが、ここでは、図３に示すようなダイ方式より行う場合を例に説明する。この場合、ダイ４１による塗工に際して、活物質合剤８５が塗布される基材の金属箔８４は、薄厚、長尺帯状のシート部材からなり、例えば、図示せぬ捲回ロールに巻き取られた状態で装填されている。本実施の形態では、金属箔８４は、ダイ４１による塗工前は、その帯幅が複数のシート状の電極板８１を同時に並列して作製可能な帯幅を有している。この捲回ロールに捲回装填された金属箔８４は、ダイ４１及びこのダイ４１に付設されたバックロール（塗工ロール）４２へ定速で送り出される。送り出された金属箔８４は、バックロール４２上でダイ４１の先端と近接して所定の塗工条件で、合剤スラリーからなる活物質合剤８５が基材としての金属箔８４の片面上に塗布される。この塗布に当たっては、図示せぬタンクに保管されている合剤スラリーからなる活物質合剤８５が、図示せぬ送液ポンプを介して、これから作製する活物質合剤８５の塗布層（活物質層）４３の厚さに応じてダイ４１に送られる。その際、塗工厚さ、すなわち作製する塗布層４３の厚さの制御は、これから作製する活物質合剤８５の塗布層４３の厚さに応じて、例えば、ダイ４１からの合剤スラリーの塗出量や、ダイ４１と金属箔８４の表面との隙間量を制御することにより行われる。ここで、作製する所定の厚さの塗布層４３とは、後述の乾燥工程後の塗布層４３の厚さを意味する。

本実施の形態では、ダイ４１による塗布層４３の作製により、複数のシート状の電極板８１を作製可能な帯幅を有している金属箔８４の片面上に、複数の帯状の塗布層４３が、活物質合剤８５が塗布されていない所定の幅長の金属箔露出部４４（後述の図４参照）を介在させて、複数条作製される。そして、各塗布層４３の帯幅は、電極塗工部８６の２つ分の幅長を有するようになっている。

ダイ４１により複数条の塗布層４３が作製された基材としての金属箔８４は、乾燥機４５へ送られて塗布層４３の乾燥が行われ、不要な溶剤の除去が行われる（ステップＳ２３０）。ダイ４１によって片面上に作製された塗布層４３が作製された基材としての金属箔８４は、乾燥後、図示せぬ搬送ロールを介して、別の捲回ロールへ巻き取られる。

そして、本実施の形態の場合は、電極板８１が基材としての金属箔８４の両面に電極塗工部８６を有する構造となっているため、前述した合剤スラリーの塗布層４３の塗工工程（ステップＳ２２０）、及び乾燥工程（ステップＳ２３０）が、既に片面に塗布層４３が作製された基材としての金属箔８４の反対面に対しても繰り返して行われる。その際に用いられるダイ４１及びバックロール４２、並びに乾燥機４５に関しては、片面に塗布層４３を作製した装置と同じ装置であっても、異なる装置であってもよい。

これにより、本実施の形態では、図４に示すような、基材としての金属箔８４の両面それぞれに、塗布層４３が対応させて配置された電極板原材４６が作製されることになる。

図４は、両面それぞれに塗布層が作製された金属箔の幅方向に沿った断面図である。
図４に示すように、本実施の形態では、塗布層４３の塗工工程（ステップＳ２２０）、及び乾燥工程（ステップＳ２３０）の繰り返しによって、金属箔８４の両面それぞれに、幅方向に沿って所定の幅長の金属箔露出部４４を介在させて、各塗布層４３の帯幅が図１に示した一の捲回電極体８０の電極塗工部８６の２つ分の帯幅長を有する帯状の塗布層４３が、複数条作製されることになる。

このようにして、基材としての長尺シート状の金属箔８４の片面若しくは両面それぞれに、金属箔露出部４４を介在させて、その長さ方向に沿って延びる塗布層４３がその帯幅方向に位置を異ならせて複数条作製された、長尺シート状の電極板原材４６が作製される。金属箔露出部４４は、電極未塗工部８７及びタブ８８の形成部になる。

電極板原材４６は、厚さ測定装置５０を含む検査機４７によって、金属箔８４の片面又は両面それぞれに金属箔露出部４４を介在させて複数条作製された塗布層４３それぞれについて、その厚さが測定され塗工量を演算することで、作製された塗布層４３の良否判定を含む塗工量検査が行われる（ステップＳ２４０）。この塗工量検査の結果は、塗布層４３を作製する際のダイ４１からの活物質合剤８５の塗布量の設定等にフィードバックされる。この結果、本実施の形態によれば、塗布層４３の塗工量の管理を精度よく実施することが可能である。

本実施の形態では、電極板原材４６は最終的に金属箔８４両面それぞれに塗布層４３が作製されたものであるため、この塗工量検査工程は、金属箔８４の片面に塗布層４３が作製された電極板原材４６に対して行われた後、前述した塗工工程（ステップＳ２２０）、及び乾燥工程（ステップＳ２３０）の繰り返しによって金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６に対しても行われることになる。

その後、塗工量検査工程で良品判定された電極板原材４６は、本実施の形態の場合は、図１に示した円筒型リチウムイオン二次電池のタブ８８を備えたシート状の電極板８１なので、電極板原材４６の金属箔露出部４４それぞれに打ち抜き加工を行って、所定間隔で隣り合うタブ８８同士の間の空間部分を形成することにより、タブ８８を形成する（ステップＳ２５０）。

そして、電極板原材４６の金属箔露出部４４に対してプレス加工を行って、タブ８８間の空間部分の打ち抜き加工で生じた変形を除去した後（ステップＳ２６０）、このタブ８８間の空間部分が形成された電極板原材４６を、その塗布層４３の帯幅方向の中間位置、及び金属箔露出部４４の帯幅方向の中間位置で、図４に破線で示した裁断線４８に沿って、電極板原材４６の帯長方向に沿って裁断することにより、複数の個別の電極板８１に分割する（ステップＳ２７０）。

その上で、このようにして作製された負極板８１Ｎ用、正極板８１Ｐ用それぞれの薄厚の長尺シート状の電極板８１を所定の順番で積層して、円筒型リチウムイオン二次電池の場合はこの積層したものをさらに捲回することで、図１に示した捲回電極体８０を作製する（ステップＳ２８０）。

なお、本実施の形態では、円筒型リチウムイオン二次電池に用いる電極板８１を作製するため、タブ作製工程（ステップＳ２５０）、及びプレス加工（ステップＳ２６０）を行うようにしたが、角型リチウムイオン二次電池のようにタブを備えていない電極板にあっては、これら工程は省略可能である。

次に、上述した検査機４７に含まれている厚さ測定装置５０による、金属箔８４の片面又は両面それぞれに金属箔露出部４４を介在させて複数条作製された塗布層４３それぞれの厚さの測定について説明する。

図５は、本実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。
厚さ測定装置５０は、被測定物（検査対象及び測定対象）が搬送される搬送路を挟んで、被測定物に検査用の放射線を照射する放射線源５１と、被測定物を透過した検査用の放射線を検出するための放射線検出器５２とを互いに対向させて配置した構成になっている。この場合、被測定物としては、塗工工程（ステップＳ２２０）、及び乾燥工程（ステップＳ２３０）を経て、基材としての金属箔８４の片面又は両面それぞれに、金属箔露出部４４を介して並設された複数条の塗布層４３が作製された電極板原材４６が該当する。また、この検査用の放射線としては、本実施の形態では、例えばＸ線やβ線等といった放射線が用いられ、放射線源５１は、図中に破線矢印で示したように、この検査用の放射線を被測定物の電極板原材４６に対して照射する構成になっている。

放射線源５１及び放射線検出器５２は、搬送路を被測定物の電極板原材４６を幅方向に横切るように延設配置されたガイド５３，５４によって、その延設方向に沿って電極板原材４６の幅方向に沿って移動可能に支持されている。その上で、放射線源５１及び放射線検出器５２、又はガイド５３，５４には、放射線源５１及び放射線検出器５２を電極板原材４６の幅方向に沿って移動させる移動機構（図示略）が設けられている。移動機構は、制御部６０によって作動制御される。制御部６０によって放射線源５１及び放射線検出器５２の移動機構が駆動されると、放射線源５１及び放射線検出器５２は互いの同期を取りながらそれぞれのガイド５３，５４に沿って移動する。

図６は、図５に示した厚さ測定装置の平面構成図である。
なお、図６においては、理解の容易のために、図５に示したガイド５３，５４については、図示省略してある。

放射線源５１と放射線検出器５２とは、ガイド５３，５４に沿って、放射線源５１による放射線の照射位置、及び放射線検出器５２による検出位置を、被測定物の電極板原材４６の帯幅方向に全域にわたって走査できる。

実際には、放射線源５１及び放射線検出器５２が互いに同期を取りながらガイド５３，５４に沿って電極板原材４６の帯幅方向に移動する際も、電極板原材４６はその帯長方向に沿って搬送路を送られるため、被測定物の電極板原材４６に対する放射線の照射位置、及び放射線検出器５２による検出位置の走査軌跡は、電極板原材４６の帯幅方向に平行ではなく、帯幅方向に対して傾斜した方向になる。

一方、放射線源５１から照射された放射線は、塗布層４３及び基材としての金属箔８４それぞれを透過した際に減衰する。したがって、放射線源５１及び放射線検出器５２の移動により、放射線源５１から照射された放射線の照射位置が走査されると、搬送路に被測定物の電極板原材４６が介在する場合には、その走査位置に該当する電極板原材４６の塗布層４３及び金属箔露出部４４の介在状況に応じて、電極板原材４６を透過する透過放射線の強度は変化することになる。

そこで、放射線検出器５２の検出出力は制御部６０に供給され、制御部６０では、事前に取得した検量線とその検出した減衰した放射線の強度とを比較演算して、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さ、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分の厚さを取得する。その上で、制御部６０は、さらにこの取得した電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さから電極未塗工部８７部分の厚さを減算することで、電極板原材４６の片面又は両面に塗工された塗布層４３の厚さを得る。そして、制御部６０は、得られた塗布層４３の厚さを重量換算し、活物質合剤層の量を得ている。このとき、検量線を取得する透過放射線の強度範囲を狭くすることで、得られる電極板原材４６の電極塗工部８６部分及び電極未塗工部８７部分の厚さの測定精度は向上する。

そのために、本実施の形態の場合、厚さ測定装置５０には、搬送路を移送される電極板原材４６の帯幅方向の一端側に作製された電極未塗工部８７部分とだけ対面するように、既知の減衰率を示す減衰体７１が、例えば一方のガイド５３に固定されて配置されている。減衰体７１のガイド５３に対する固定は、放射線源５１及び放射線検出器５２の電極板原材４６の幅方向に全域にわたっての移動に支障を来たさないようにして、取付固定されている。そして、電極板原材４６の帯幅方向の一端側に作製された電極未塗工部８７ｅに対して対向するように、放射線源５１及び放射線検出器５２がガイド５３，５４の一端側に移動位置しているときには、減衰体７１は、放射線の照射方向に沿って、放射線源５１と対向する電極未塗工部８７ｅとの間に介在位置するように固定されている。

減衰体７１は、樹脂板、金属板等、所定の減衰率が得られるものであれば、その材質は特に制限されるものではない。例えば電極に使用される基材を複数重ねたものでもよい。また、減衰体７１は、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分だけに対向して、放射線源５１と放射線検出器５２との間に配置されていればよく、放射線源５１と電極板原材４６との間、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分の直上、直下、電極板原材４６と放射線検出器５２の間でもよい。さらに、放射線源５１と電極板原材４６との間、電極板原材４６と放射線検出器５２との間の両方に配置されていてもよい。

そして、放射線源５１及び放射線検出器５２がガイド５３，５４の一端側に移動位置しているときに、放射線源５１から電極板原材４６の一端側の電極未塗工部８７ｅに照射した放射線が、この電極板原材４６の一端側の電極未塗工部８７ｅに加えて、減衰体７１も透過するようになっている。これにより、放射線検出器５２は、その際においては、電極板原材４６の基材としての金属箔８４に加えて、減衰体７１によっても減衰された透過放射線を検出できるようになっている。

電極板原材４６の一端側の電極未塗工部８７ｅに対する放射線源５１による放射線の照射走査では、放射線検出器５２が検出する透過放射線の強度を、この既知の減衰率を示す減衰体７１が設けられていない場合に対して、減衰体７１の放射線の照射方向に沿った厚さを透過する分だけ下げることができる。したがって、この既知の減衰率を示す減衰体７１の種類や厚さ等を調整することによって、その際に放射線検出器５２が検出する透過放射線の強度を、電極板原材４６の電極塗工部８６部分を透過したときに放射線検出器５２が検出する透過放射線の強度に近づけることができる。

次に、この既知の減衰率を示す減衰体７１をその厚さを調整して電極板原材４６の一端側の電極未塗工部８７ｅに対して設け、電極板原材４６の一端側の電極未塗工部８７ｅに対する放射線源５１による放射線の照射走査で、放射線検出器５２が検出する透過放射線の強度を、電極板原材４６の電極塗工部８６部分を透過したときの放射線検出器５２が検出する透過放射線の強度に近づける作用・効果について、比較例の厚さ測定装置９０と対照しながら説明する。

図７は、比較例に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。
比較例に係る厚さ測定装置９０は、図５及び図６に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５０に対し、減衰体７１が設けられていない点が相違する。また、放射線検出器５２の検出出力が供給される制御部６０が行う、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さ、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分の厚さを取得する構成について、その検量線が異なるようになっている。

そのため、図７に示した比較例に係る厚さ測定装置９０については、図５及び図６に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５０と同一若しくは同様な構成部分については同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。

図８は、実施の形態に係る厚さ測定装置と比較例に係る厚さ測定装置との間での、電極板原材上の厚みと、その厚みに対応した放射線検出器による検出値との関係図である。
図中、点線で示す関係特性８Ａは、現状の検査条件として、照射強度１７ボルト[Ｖ]の放射線を、放射線源５１から被測定物である電極板原材４６の各部に対して照射した場合の、[放射線検出器５２による検出値］−［電極板原材４６の測定対象部分の厚み］の関係特性を示したものである。これに対し、破線で示す関係特性８Ｂは、現状の検査条件としての照射強度１７Ｖを１１Ｖに変更した場合の、[放射線検出器５２による検出値］−［電極板原材４６の測定対象部分の厚み］の関係特性を示したものである。

また、本実施の形態、比較例いずれの厚さ測定装置５０、９０の場合も、放射線検出器５２が検出可能な透過放射線の強度の検出範囲は、２〜１０Ｖで、同一である。

このように同じ検出範囲２〜１０Ｖを有する放射線検出器５２を用い、例えば、現状の検査条件としての照射強度１７Ｖの放射線を、放射線源５１から被測定物の電極板原材４６の各部に対して照射した場合について、厚さ測定装置５０、９０それぞれの作用について説明する。

図８において、点線で示した関係特性８Ａに表わされているように、電極板原材４６の一端側を含む電極板原材４６の電極未塗工部８７部分に減衰体７１を介さず、直接、この照射強度１７Ｖの放射線を照射した場合は、放射線が基材としての金属箔８４だけからなる電極板原材４６の電極未塗工部８７部分を透過し、放射線検出器５２に到達する透過放射線の強度は、図示の場合、符号８０１で示したような１５Ｖになり、符号８１０で示した放射線検出器５２による検出範囲外になってしまう。

そのため、放射線源５１から照射される放射線として、現状の検査条件である照射強度１７Ｖの放射線を用いる場合には、事前に取得した検量線として、図８に示した例では、電極板原材４６の被測定部分の厚みが０〜５０μｍの範囲については、依然として、放射線検出器５２による検出範囲８１０の範囲外になってしまっている。

この結果、電極板原材４６における、基材としての厚さ約１０μｍの厚みの金属箔８４については、その厚さ、重量測定に放射線検出器５２の検出出力を利用することができないので、制御部６０が、事前に取得した検量線とその検出した減衰した放射線の強度とを比較演算して電極板原材４６の電極未塗工部８７部分の厚さを取得する際、その検出した減衰した透過放射線の強度を取得することができなくなってしまう。この結果、基材としての厚さ約１０μｍの厚みの金属箔８４の厚さ、重量については、手入力設定になってしまい、一定の値になってしまう。そのため、金属箔８４の片面又は両面それぞれに塗布層４３が塗工されてなる、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さの測定、すなわち塗布層４３の厚さ、重量の測定については、基材としての金属箔８４の重量変化が、測定誤差として含まれてしまうことになる。

これに対し、この関係特性８Ａにおいては、基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分、並びに金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分については、放射線検出器５２に到達する透過放射線のそれぞれ強度は、図中、符号８０２、８０３でそれぞれ示すように、放射線検出器５２による検出範囲８１０の範囲内になっている。

そこで、現状の検査条件としての照射強度１７Ｖを１１Ｖに変更し、放射線源５１から照射される放射線の照射強度の出力低下をはかった場合は、破線で示した関係特性８Ｂのようになる。

この場合は、基材としての金属箔８４だけからなる電極板原材４６の電極未塗工部８７部分を透過した透過放射線の強度の検出値は、符号８０１’で示すように９.８Ｖになり、放射線検出器５２による透過放射線の強度の検出範囲８１０の範囲内に収まるようになる。しかしながら、基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分、並びに金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分については、放射線検出器５２に到達する透過放射線のそれぞれ強度の検出値が、図中、符号８０２’、８０３’でそれぞれ示すように４.０Ｖ、２.１Ｖとなり、放射線検出器５２による透過放射線の強度の検出範囲８１０の範囲内に収まるものの、その出力は関係特性８Ａに比べて低下する。

関係特性８Ａにおいては、符号８０２で示した金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分と、符号８０３で示した金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分との間で、図示の例では、略４.２Ｖ以上の放射線検出器５２に到達する透過放射線の強度差を利用できる。これに対し、関係特性８Ｂにおいては、符号８０２で示した金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分と、符号８０３で示した金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分との間で、略１.９Ｖしか放射線検出器５２に到達する透過放射線の強度差しか利用できない。したがって、関係特性８Ｂのように、放射線源５１から被測定物である電極板原材４６に対して照射する放射線の照射強度の出力低下をはかった場合は、結果的に、塗布層４３の塗工工程（ステップＳ２２０）、及び乾燥工程（ステップＳ２３０）の繰り返しによって作製した塗布層４３の厚さ測定の精度が低下する。

この結果、比較例の厚さ測定装置９０のように、照射する放射線の照射強度の出力低下をはかって、基材としての金属箔８４だけからなる電極板原材４６の電極未塗工部８７部分の透過放射線の強度も検出できるようにすると、検出幅が広くなってしまうために測定精度が低くなってしまう。

このような比較例の厚さ測定装置９０に対し、本実施の形態の厚さ測定装置５０では、電極板原材４６の一端側を含む電極板原材４６の電極未塗工部８７部分に対向するとともに、放射線源５１と対向する電極未塗工部８７ｅとの間に介在位置するように、既知の減衰率を示す減衰体７１を設けて、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分についてだけ、放射線検出器５２による透過放射線の強度の検出値を低下させることができる。これにより、電極板原材４６における電極未塗工部８７部分の検出値を、関係特性８Ａにおいて符号８０５，８０６で示すように、電極塗工部８６部分の検出値と同程度とすることができるような減衰体７１を設置することで、検出幅を狭めることができ、検量線を取得する強度範囲を狭めることが可能となる。そして、得られる厚さの精度を、厚さ測定装置９０による放射線の照射強度の出力低下をはかった検査方式と比較すると、本実施の形態の厚さ測定装置５０による既知の減衰率を示す減衰体７１を利用した検査方式では、１Ｖ当たりで約２０％向上する。

また、図８に図示したように、基材としての厚さ約１０μｍの厚みの金属箔８４だけからなる電極板原材４６における電極未塗工部８７部分の厚みの変動を、符号８０５，８０５，８０５それぞれで示したように、識別測定することができるようになる。この場合、図８における［厚み[μｍ]］のスケールは、放射線源５１から照射された放射線が減衰体７１を透過する場合と透過しない場合とで異なることは言うまでもない。

図９は、放射線検出器の検出出力と放射線源から照射した放射線の減衰率と関係図である。
図９において、点線で示した関係特性９Ａは、放射線源から照射強度１７Ｖの放射線を照射した場合の、放射線検出器５２の検出出力とこの放射線の減衰率と関係特性であり、破線で示した関係特性９Ｂは、放射線源から照射強度１１Ｖの放射線を照射した場合の、放射線検出器５２の検出出力とこの放射線の減衰率と関係特性である。

図中の関係値に対する符号は、図８に示した関係特性において放射線検出器５２が検出した透過放射線の強度の検出値の、関係特性９Ａ、９Ｂ上における特性値を示したものである。

図９では、照射強度１７Ｖ、１１Ｖの相違に関係なく、放射線を基材としての金属箔８４だけからなる電極板原材４６の電極未塗工部８７部分に照射した場合の、基材の金属箔８４による放射線の減衰率が約１０％であることが理解できる。

同様にして、基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分、並びに金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分については、それぞれ符号８０２、８０３に対応する減衰率から、それぞれ減衰率が約４５％、約７５％であることが理解できる。

したがって、図示の例では、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分に放射線源５１から放射線を照射し、基材の厚さを測定するときに、基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６を検査する場合は、減衰率が約３５％程度の減衰体７１を用いることで、放射線検出器５２による透過放射線の強度の検出範囲８１０の範囲内に収まるようになる。同様に、基材としての金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６を検査する場合は、減衰率が約６５％程度の減衰体７１を用いることで、放射線検出器５２による透過放射線の強度の検出範囲８１０の範囲内に収まるようになる。

このように、放射線源５１から照射する放射線強度、被測定物である電極板原材４６の塗布層（活物質層）４３での放射線の減衰量、及び基材としての金属箔８４での放射線の減衰量により、使用する減衰体７１の減衰量は決定される。

したがって、図示の例では、使用する減衰体による放射線の減衰率について、基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６を検査する片面検査時は減衰率が３５％程度、基材としての金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６を検査する両面検査時は６５％程度と記載したが、これに限定されない。

次に、本実施の形態の厚さ測定装置５０に係り、その制御部６０の構成等について説明する。
制御部６０は、その測定に当って、放射線源５１から照射される放射線の強度の制御や、放射線源５１と検出器５２とのガイド５３，５４上の移動制御等といった装置各部の作動制御を行うとともに、基材としての金属箔８４の表面に塗工された活物質合剤８５からなる塗布層４３の厚さ等の測定を行う。

図１０は、厚さ測定装置に含まれる制御部におけるシステム構成の一実施例を示したシステム構成図である。
図示の例では、制御部６０は、作動制御部６１と、Ａ／Ｄ変換器６２と、データ入力部６３と、測定演算制御部６４と、比較演算テーブル６５，６６，６７と、測定結果記憶部６８と、入出力部６９とを有して構成されている。

作動制御部６１は、測定の際、放射線源５１及び放射線検出器５２をガイド５３，５４に沿って互いの同期を取りながら移動させる同期移動機構５５に駆動制御信号を供給し、放射線源５１及び放射線検出器５２による被測定物の電極板原材４６上での検査箇所の走査移動制御を行う。また、作動制御部６１は、放射線源５１及び放射線検出器５２それぞれの作動も制御する。

Ａ／Ｄ変換器６２は、放射線検出器５２により検出された透過放射線の強度をＡ／Ｄ変換し、データ入力部６３に供給する。
データ入力部６３は、Ａ／Ｄ変換器６２から供給される透過放射線の強度データを取り込み、一時蓄積する。

測定演算制御部６４は、後述の入出力部６９を介して入力された測定内容データに基づき、作動制御部６１に作動制御指示を供給し、作動制御部６１に測定内容に応じた放射線源５１、放射線検出器５２、同期移動機構５５の作動制御を実行させる。また、測定演算制御部６４は、これに伴い、測定内容データに含まれた被測定物としての電極板原材４６に関するデータを基に、データ入力部６３に一時蓄積されている透過放射線の強度データを取り込んで、金属箔８４の片面又は両面それぞれに金属箔露出部４４を介在させて複数条作製された塗布層４３の厚さを測定演算する。

より具合的には、測定演算制御部６４は、データ入力部６３から取り込んだ透過放射線の強度データが、電極板原材４６の帯幅方向の一端側に作製された電極未塗工部８７ｅについての透過放射線の強度データである場合は、予め比較演算テーブル６５に記憶されている、透過放射線の強度データの大きさと金属箔８４の厚さとの関係対応テーブルを参照して、基材としての金属箔８４の厚さを算出する。

また、測定演算制御部６４は、データ入力部６３から取り込んだ透過放射線の強度データが、基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分についての透過放射線の強度データである場合は、予め比較演算テーブル６６に記憶されている、透過放射線の強度データの大きさと片面にのみに金属箔８４が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さとの関係対応テーブルを参照して、その電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さを算出する。

また、測定演算制御部６４は、データ入力部６３から取り込んだ透過放射線の強度データが、基材としての金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分についての透過放射線の強度データである場合は、予め比較演算テーブル６７に記憶されている、透過放射線の強度データの大きさと両面それぞれに金属箔８４が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さとの関係対応テーブルを参照して、その電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さを算出する。

その上で、測定演算制御部６４は、被測定物が基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６である場合は、被測定物の電極板原材４６に対する検出位置の同じ帯幅方向の走査において、算出した電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さから基材としての金属箔８４の厚さを減算して、金属箔８４の片面に塗工された塗布層４３の厚さを算出する。

また、被測定物が基材としての金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６である場合は、同一の電極板原材４６について、既に測定してある、基材としての金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された状態での対応する箇所の電極板原材４６の厚さを減算して、既に測定してある側と反対側の金属箔８４の片面に塗工された塗布層４３の厚さを算出する。

また、測定演算制御部６４は、これら測定データ及び算出データに基づいて、被測定物である電極板原材４６の良品判定も実行するようになっている。

そして、測定演算制御部６４は、これら測定データ及び算出データ等を、測定内容データに含まれた被測定物としての電極板原材４６に関するデータに対応付けて、測定結果記憶部６８に記憶保存したり、入出力部６９から例えば表示装置等の他装置に出力する。

比較演算テーブル６５、６６、６７には、透過放射線の強度データの大きさと金属箔８４の厚さとの関係対応テーブル、透過放射線の強度データの大きさと金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さとの関係対応テーブル、透過放射線の強度データの大きさと金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さとの関係対応テーブルが、それぞれ記憶されている。それぞれのテーブルデータ内容は、それぞれ対応する被測定物の厚さ測定時の検量線に該当する。

測定結果記憶部６８は、被測定物としての電極板原材４６毎の測定結果データが記憶される。入出力部６９は、他装置との間で、測定内容データや測定結果データを含むデータの入出力を行う。

そして、制御部６０における作動制御部６１、データ入力部６３、測定演算制御部６４、比較演算テーブル６５、６６、６７、測定結果記憶部６８、入出力部６９といったシステム構成は、メモリ、インタフェース等を含んで構成されたコンピュータ装置によっても実現可能であり、その具体的なシステム構成も、少なくとも減衰体７１が介在するか否かで複数の検量線を有するものであるならば、種々の変形例が可能である。

したがって、上述したシステム構成を有する制御部６０を備えた本実施の形態に係る厚さ測定装置５０によれば、簡易な構造で、リチウムイオン二次電池やキャパシタ等のシート状の電気化学素子で使用される基材表面に塗布された塗布層の厚さを精度よく測定することができる。

次に、本発明に係る厚さ測定装置５０の他の実施の形態について説明する。
図１１は、本発明の他の実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。

本実施の形態に係る厚さ測定装置５６は、図５に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５０に対し、減衰体７１に係る構成が相違する。また、放射線検出器５２の検出出力が供給される制御部６０が行う、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さ、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分の厚さを取得する構成が、減衰体７１に係る構成の相違に応じて、その検量線が異なるようになっている。

そのため、図１１に示した比較例に係る厚さ測定装置５６については、図５に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５０と同一若しくは同様な構成部分については同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。

本実施の形態に係る厚さ測定装置５６は、図５に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５０の同じ構成の第１の減衰体７１に加えて、第２の減衰体７２が設けられている。

第２の減衰体７２は、例えば、互いの同期を取りながら被測定物である電極板原材４６の幅方向に沿って移動する放射線源５１及び放射線検出器５２のガイド５３，５４の中のいずれか一方、又はこれらガイド５３，５４と平行な図示せぬ別のガイドに、その移動範囲を一部規制されて、電極板原材４６の幅方向に沿って移動可能に設けられている。図示の例では、第２の減衰体７２は、電極板原材４６の帯幅方向の一端側に作製された電極未塗工部８７ｅが通過する搬送路部分上には位置することできないようになっている一方、これ以外の搬送路部分においては、放射線源５１及び放射線検出器５２の移動と同期を取りながら、電極板原材４６の幅方向に沿って放射線源５１及び放射線検出器５２と一緒に移動可能になっている。

そのために、第２の減衰体７２を案内するガイドには、上述した第２の減衰体７２の移動を可能にする減衰体移動機構が、放射線源５１及び放射線検出器５２の移動機構とは別に設けられている。この減衰体移動機構としては、例えば、図１１に符号ｓで示したその移動規制位置において、移動する放射線源５１及び放射線検出器５２に対し、これらの移動方向に応じて第２の減衰体７２をこれらに対して係合又は係合解除し、これらと一体化する係合／係合解除機構等、種々の減衰体移動機構が適用可能である。

さらに、第２の減衰体７２には、放射線源５１と放射線検出器５２との間の放射線進路に対して、第２の減衰体７２をこの進路上に進退させる図示せぬ進退機構が付設されている。進退機構は、例えば、図１０に示した制御部６０の作動制御部６１からの指示によって、進入状態と退避状態との間で、第２の減衰体７２を移動配置する。これに伴い、制御部６０の作動制御部６１は、被測定物として、金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時には第２の減衰体７２を進行状態に、金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時には第２の減衰体７２を退避状態に移動配置する指示を第２の減衰体７２の進退機構に出力するようになっている。

図１１（Ａ）は被測定物として、金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時における厚さ測定装置５６の状態を、図１１（Ｂ）は、被測定物として、金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時における厚さ測定装置５６の状態を、それぞれ示す。

図１１（Ａ）に示す金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時には、厚さ測定装置５６は、被測定物の電極板原材４６の帯幅方向に全域にわたって、第２の減衰体７２を退避状態にしている。

これは、図８に示した[放射線検出器５２による検出値］−［電極板原材４６の測定対象部分の厚み］の関係特性に係り、金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６においては、符号８０６で示す、電極未塗工部８７ｅにおいて、第１の減衰体７１を介在させて、電極板原材４６の電極未塗工部８７部分の厚さを測定する場合、及び符号８０３で示す、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さを測定する場合とも、放射線検出器５２による検出範囲８１０の上限に対して未だ十分に余裕がある。そこで、検査条件としての放射線源５１からの照射強度１７Ｖを適量分だけ増加変更することにより、その増加後の照射強度に対応した[放射線検出器５２による検出値］−［電極板原材４６の測定対象部分の厚み］の関係特性において、放射線検出器５２による検出範囲８１０内で、かつ単位厚みの変化に対する検出値の変化がより大きい特性を、その測定に利用することができる。

図１１（Ｂ）に示す金属箔８４の片面のみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時には、厚さ測定装置５６は、一端側に作製された電極未塗工部８７ｅが通過する搬送路部分を除いた、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さ測定時には、第２の減衰体７２を退避状態にしている。

これは、図８に示した[放射線検出器５２による検出値］−［電極板原材４６の測定対象部分の厚み］の関係特性に係り、金属箔８４の片面のみに塗布層４３が作製された電極板原材４６においては、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さを測定する場合は、図１１（Ａ）で説明したように、放射線源５１からの照射強度１７Ｖを適量分だけ増加変更してしまうと、その増加後の照射強度に対応した[放射線検出器５２による検出値］−［電極板原材４６の測定対象部分の厚み］の関係特性においては、電極板原材４６の電極塗工部８６部分の厚さを測定する場合に、放射線検出器５２による検出値がその検出範囲８１０の上限を超えてしまう恐れがある。そこで、図１１（Ａ）に示すように、第１の減衰体７１に比して放射線の減衰量が低い第２の減衰体７２を介在させて、電極板原材４６の電極塗工部８６部分を透過した透過放射線を、さらに第２の減衰体７２を透過させるようにして、放射線検出器５２による検出範囲８１０内になるようにしている。

本実施の形態の厚さ測定装置５６によれば、同じ厚さ測定装置５６を同じ検査条件で、被測定物が金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６である場合の厚さ測定時にも、被測定物が金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６である場合の厚さ測定時にも利用することができ、いずれの測定時においても塗布層の厚さを精度よく測定することができる。

図１２は、本発明のさらに別の他の実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。
本実施の形態に係る厚さ測定装置５７は、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６に対し、第１の減衰体７１に係る構成が相違する。

そのため、図１２に示した厚さ測定装置５７については、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６と同一若しくは同様な構成部分については同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。

本実施の形態に係る厚さ測定装置５７は、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６の同様な第１の減衰体７３に加えて、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６と同じ第２の減衰体７２が設けられている。そして、第１の減衰体７３は、図１１に示した第１の減衰体７１よりも、放射線の減衰量が小さく構成されている。具体的には、放射線源５１と放射線検出器５２との間の放射線進路に、第２の減衰体７２と重なるように並べて設けた場合、第１の減衰体７３及び第２の減衰体７２による放射線の減衰量が図１１に示した第１の減衰体７１による放射線の減衰量と同じ減衰量になるような構成になっている。図示の例では、図１１に示した第１の減衰体７１と同じ材質で、厚さが図１１に示した第１の減衰体７１よりも薄くなっている。

また、これに伴って、第２の減衰体７２は、例えば、互いの同期を取りながら被測定物である電極板原材４６の幅方向に沿って移動する放射線源５１及び放射線検出器５２のガイド５３，５４の中のいずれか一方、又はこれらガイド５３，５４と平行な図示せぬ別のガイドに、金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時にのみ、電極板原材４６の幅方向に沿って、被測定物の電極板原材４６の帯幅方向に全域にわたって、放射線源５１及び放射線検出器５２をガイド５３，５４に沿った移動と同期を取りながら、移動可能に設けられている。これにより、金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時には、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６のようにその移動範囲は移動規制はされておらず、電極板原材４６の帯幅方向の一端側に作製された電極未塗工部８７ｅにも移動位置できるようになっている一方、金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時には、電極板原材４６の帯幅方向の一端側に作製された電極未塗工部８７ｅが通過する搬送路部分上に固定配置されるようになっている。

そのために、第２の減衰体７２を案内するガイドには、上述した第２の減衰体７２の移動を可能にする減衰体移動機構が、放射線源５１及び放射線検出器５２の移動機構とは別に設けられている。減衰体移動機構は、例えば、図１０に示した制御部６０の作動制御部６１からの指示によって、被測定物の電極板原材４６の帯幅方向に全域にわたって、放射線源５１及び放射線検出器５２をガイド５３，５４に沿った移動と同期を取りながら、第２の減衰体７２を移動させる。これに伴い、制御部６０の作動制御部６１は、被測定物として、金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時には第２の減衰体７２を移動させ、金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材の４６厚さ測定時には移動させない指示を第２の減衰体７２の減衰体移動機構に出力するようになっている。

これに対し、第２の減衰体７２には、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６のような、放射線源５１と放射線検出器５２との間の放射線進路に対して、第２の減衰体７２をこの進路上に進退させる進退機構は、付設されていない。

図１２（Ａ）は、被測定物として、金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時における厚さ測定装置５７の状態を、図１２（Ｂ）は、被測定物として、金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時における厚さ測定装置５７の状態を、それぞれ示す。

これにより、図１２（Ａ）に示す金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時、図１２（Ｂ）に示す金属箔８４の片面にのみ塗布層４３が作製された電極板原材４６の厚さ測定時に拘わらず、放射線源５１及び放射線検出器５２が電極板原材４６の帯幅方向の一端側に作製された電極未塗工部８７ｅに移動配置されている基材としての金属箔８４の厚さ測定時には、放射線検出器５２が検出する透過放射線の強度をその検出範囲８１０の範囲内に収まるようにすることができる。加えて、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６と同様に、被測定物が金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６、又は被測定物が金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６いずれの厚さ測定時においても、塗布層の厚さを精度よく測定することができる。

図１３は、本発明のさらに別の他の実施の形態に係る厚さ測定装置の被測定物の搬送方向に沿って眺めた概略構成図である。
本実施の形態に係る厚さ測定装置５８は、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６に対し、第２の減衰体７２に係る構成が相違する。

そのため、図１３に示した厚さ測定装置５８については、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６と同一若しくは同様な構成部分については同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。

本実施の形態に係る厚さ測定装置５８は、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６と同じ第１の減衰体７１に加えて、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６とは異なる第２の減衰体７４が設けられている。第２の減衰体７４は、図１１に示した第２の減衰体７２よりも幅広な、一端側に作製された電極未塗工部８７ｅが通過する搬送路部分を除いた搬送路部分の幅と同じ幅長を備えている。これに伴い、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６に備えられていた第２の減衰体７２の減衰体移動機構を省略することができる。

本実施の形態に係る厚さ測定装置５８によっても、図１１に示した実施の形態に係る厚さ測定装置５６と同様に、被測定物が金属箔８４の片面にのみに塗布層４３が作製された電極板原材４６、又は被測定物が金属箔８４の両面それぞれに塗布層４３が作製された電極板原材４６いずれの厚さ測定時においても、塗布層の厚さを精度よく測定することができる。

このように、以上説明した厚さ測定装置５０、５６〜５８によれば、簡易な構造で、二次電池やキャパシタ等の電気化学素子で使用される金属箔表面に塗布された塗布層の厚さを精度よく測定する測定装置及び測定方法を提供することができる。

なお、本発明に係る厚さ測定装置及び測定方法に係る具体的な構成、手順は、基材表面が塗布層によって被覆されていない電気化学素子の基材表面部分の厚さ測定を、所定の減衰量の減衰体を介して透過した放射線の減衰量を基に取得するものであれば、上述した実施の形態に限定されるものではなく、上記説明した以外の種々の具体的な態様が適用可能である。

８０ 捲回電極体、 ８１ 電極板、 ８１Ｎ 負極板、 ８１Ｐ 正極板、
８２ 第１のセパレータ、 ８３ 第２のセパレータ、 ８４ 金属箔、
８４Ｎ 負極金属箔（基材）、 ８４Ｐ 正極金属箔（基材）、
８５ 活物質合剤、 ８５Ｎ 負極活物質合剤、 ８５Ｐ 正極活物質合剤、
８６ 電極塗工部、 ８６Ｎ 負極塗工部、 ８６Ｐ 正極塗工部、
８７ 電極未塗工部、 ８７Ｎ 負極未塗工部、 ８７Ｐ 正極未塗工部、
８８，８８Ｎ，８８Ｐ タブ、 ４１ ダイ、 ４２ バックロール、
４３ 塗布層、 ４４ 金属箔露出部、 ４５ 乾燥機、
４６ 電極板原材、 ４７ 検査機、 ４８ 裁断線、
５０ 厚さ測定装置、 ５１ 放射線源、 ５２ 放射線検出器、
５３，５４ ガイド、 ５５ 同期移動機構、
５６，５７，５８ 厚さ測定装置、 ６０ 制御部、 ６１ 作動制御部、
６２ Ａ／Ｄ変換器、 ６３ データ入力部、 ６４ 測定演算制御部、
６５ 比較演算テーブル、 ６６ 比較演算テーブル、
６７ 比較演算テーブル、 ６８ 測定結果記憶部、 ６９ 入出力部、
７１ 第１の減衰体、 ７２ 第２の減衰体、 ７３ 第１の減衰体、
７４ 第２の減衰体、 ９０ 厚さ測定装置（比較例）、

Claims (6)

1. 被測定物としての電気化学素子の、塗布層が塗工されている基材塗工部及び塗布層が塗工されていない基材未塗工部を含む各部に、放射線を照射する放射線源と、
   電気化学素子の各部を透過した前記放射線源からの放射線の強度を検出する検出器と、
   前記放射線源から該検出器への前記基材未塗工部が介在する放射線の進路途中に配置され、透過する放射線を減衰させる減衰体と、
   前記検出器及び前記放射線源の作動を制御する一方、
   ・前記放射線源からの放射線が前記基材未塗工部及び前記減衰体を透過する際に前記検出器によって検出された放射線の強度と、
   ・前記放射線源からの放射線が前記基材塗工部を透過する際に前記検出器によって検出された放射線の強度と
   を比較演算して前記塗布層の厚さを演算する制御部と
   を備えていることを特徴とする電気化学素子の厚さ測定装置。
2. 前記減衰体による放射線の減衰率が、前記塗布層１層分の放射線の減衰率から塗布層２層分の減衰率の間である
   ことを特徴とする請求項１記載の電気化学素子の厚さ測定装置。
3. 前記減衰体の減衰率を前記塗布層の減衰率と同程度とする
   ことを特徴とする請求項２記載の電気化学素子の厚さ測定装置。
4. 被測定物としての電気化学素子の、塗布層が塗工されている基材塗工部及び塗布層が塗工されていない基材未塗工部を含む各部に、放射線源から放射線を照射する工程と、
   前記放射線源から該検出器への前記基材未塗工部が介在する放射線の進路途中に配置され、透過する放射線を減衰させる減衰体を用い、前記放射線源からの放射線が前記基材未塗工部及び前記減衰体を透過する際の放射線の強度を検出器によって検出する工程と、
   前記放射線源からの放射線が前記基材塗工部を透過する際の放射線の強度を前記検出器によって検出する工程と、
   ・前記放射線源からの放射線が前記基材未塗工部及び前記減衰体を透過する際に前記検出器によって検出された放射線の強度と、
   ・前記放射線源からの放射線が前記基材塗工部を透過する際に前記検出器によって検出された放射線の強度と
   を比較演算して前記塗布層の厚さを演算する工程と
   を有することを特徴とする電気化学素子の厚さ測定方法。
5. 前記減衰体の減衰率が塗布層１層分の減衰率から塗布層２層分の減衰率の間であることを特徴とする請求項４記載の電気化学素子の厚さ測定方法。
6. 前記減衰体の減衰率を塗布層の減衰率と同程度とすることを特徴とする請求項５記載の電気化学素子の厚さ測定方法。

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