JP6830389B2 - 担持量測定装置および担持量測定方法 - Google Patents
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Description
<塗工システム10の構成>
図1は、実施形態の塗工システム10の構成を示す概略側面図である。図2は、実施形態の担持量測定部50を示す概略斜視図である。図3は、実施形態の担持量測定部50を示す概略正面図である。図4は、実施形態の塗工システム10に係るバス配線を示す図である。図1以降の各図には、塗工システム10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。
搬送部20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20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。
塗工部30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90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60によって制御される。
乾燥部40は、基材90が進入する進入口および基材90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40は、その筐体の内部にて、基材90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40は、基材90に向けて熱風を供給することによってその基材90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。
担持量測定部50は、乾燥部40の下流側に設けられており、基材90に形成された触媒層における、金属触媒の担持量(触媒担持量)を測定する。担持量測定部50は、発振器52と、検出器54とを備える。
制御部60は、塗工システム10全体の動作を制御する。制御部60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60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60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。
さらに、補正部6041は、触媒層92の両側の端部92E,92Eにて電磁波が回折することにより発生する回折電磁波(以下、回折電磁波とも称する。)の電界強度(以下、回折成分とも称する。)を除去する補正を行う。ここで、電磁波の回折現象について説明する。
図5は、電磁波の回折現象を説明するための図である。図5に示すように、発振器52から扇状に放射された電磁波のうち、触媒層92のY軸方向(基材90の幅方向)両側の端部92E(塗工領域900の端部)では、電磁波の回折現象が起こり得る。端部92Eで回折した電磁波(以下、「回折電磁波」とも称する。)は、障害物である触媒層92の背後に回り込んで伝わる。すると、端部92Eの−Z方向の直下にある検出素子540およびその周辺のいくつかの検出素子540は、触媒層92を透過した透過電磁波(触媒層透過電磁波)の強度のほか、回折電磁波の強度とを検出し得る。この場合、回折電磁波の影響を受けるために、触媒層92における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。
図6は、回折成分補正情報623の取得方法について説明するための図である。回折成分補正情報623を取得する場合、ここでは、基材90における触媒層92が形成されていない部分を利用するとよい。この基材90は、触媒層92形成前のものとされるが、触媒層92が形成されたものを用いてもよい。後者の場合には、触媒層92が形成されていない部分(例えば、中間非塗工領域904)を利用し得る。
図10は、回折成分補正情報623が示す位置情報の修正処理を説明するための概略正面図である。上述したように、補正部6041は、回折成分補正情報623を適用することにより、各検出素子540が検出した電界強度から回折電磁波強度の成分を除去する。ここで、回折成分補正情報623は、図6において説明したように、基準位置LS1(または基準位置LS2)で回折電磁波を発生した場合における、検出器54上のY軸方向の位置y’とその回折電磁波の電界強度との対応関係を示す情報である。触媒層92の端部92E,92EがY軸方向にずれた場合には、回折位置がずれることによって、回折電磁波の検出器54に対する入射位置もずれることとなる。すると、検出器54上におけるY軸方向の位置y’と回折電磁波の電界強度との対応関係が、回折成分補正情報623が示す対応関係についてY軸方向に位置ずれしたものとなる。そこで、補正部6041は、端部92E,92Eの基準位置LS1,LS2からの位置ずれに合わせて、回折成分補正情報623が示す対応関係における位置情報をシフト修正する位置修正処理を行う。
本実施形態では、図9において説明したように、触媒層92の両側の端部92E,92Eのずれに応じて、垂直方向移動部56が発振器52および検出器54をZ軸方向に移動させる。図9,図10に示す例では、発振器52および検出器54が基材90に対してΔHだけ上昇することにより、端部92E,92Eが検出器54にΔHだけ接近することとなる。この場合、検出器54においてされる回折電磁波強度は、式(3)に示すRを(R−ΔH)に置換した値となる。具体的には、全データに対して強度がR/(R−ΔH)だけ強くなり、Y軸方向の位置y’における強度が((R−ΔH)2+(y−y’)2)1/2/(R2+(y−y’)2)1/2だけ変化する。そこで、補正部6041が、回折成分補正情報623について、Y軸方向の位置y’毎に、これら2つの算出補正を行うようにしてもよい。
図11は、実施形態の塗工システム10の動作の流れを示すフロー図である。図11に示す各工程は、特に断らない限り、制御部60が塗工システム10の各要素の動作を制御することによって行われるものとする。
以上のように、担持量測定部50は、基材90に形成された金属触媒の触媒層92における担持量を特定する際に、検出素子540各々が検出した電界強度から、触媒層92の幅方向両側の端部92E,92Eで発生する回折電磁波の電界強度を除去する補正処理を行う。これにより、触媒層92を透過する電磁波の透過率を適正に算出し得るため、触媒層92における各部分における金属触媒の担持量測定を精度良く行い得る。
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
20 搬送部(第2方向移動部)
220 供給用ローラ
222 巻取用ローラ
226 エンコーダ
28 ローラ駆動部
30 塗工部
40 乾燥部
50 担持量測定部
52 発振器
54 検出器
540 検出素子
56 垂直方向移動部
57 カメラ
58 幅方向移動部
60 制御部
604 担持量特定部
6040 位置特定部
6041 補正部
6042 透過率取得部
605 移動制御部
6050 端部位置特定部
62 記憶部
622 対応情報
623 回折成分補正情報
624 触媒担持量データ
90 基材
92 触媒層
92E 端部
LM 幅寸法
LS1,LS2 基準位置
TE1,TE2 端部電磁波
α 入射角(基準入射)
β 入射角
Claims (7)
- シート状の基材の表面に所定の基準幅で形成された触媒層における金属触媒の担持量を測定する担持量測定装置であって、
前記基材の表面に向けて、前記表面に平行な第1方向に扇状に広がる電磁波を出力する発振器と、
前記第1方向に配列されており、各々が前記電磁波の電界強度を検出する複数の検出素子を含む検出器と、
前記発振器および前記検出器に対して前記基材を前記表面に平行であり且つ前記第1方向に直交する第2方向に相対的に移動させる第2方向移動部と、
前記第2方向移動部による前記発振器および前記検出器に対する前記基材の前記第2方向への相対的な移動距離を検出する移動距離検出部と、
前記発振器、前記基材、前記複数の検出素子の位置関係および前記移動距離に基づき、前記複数の検出素子の各々に入射した前記電磁波が透過した前記基材における透過位置の各々を特定する透過位置特定部と、
前記触媒層の前記第1方向における端部の位置を特定する端部位置特定部と、
前記複数の検出素子が検出した前記電磁波の電界強度から、前記端部の位置にて前記電磁波が回折することにより発生する回折電磁波の強度を除去して、前記透過位置の各々における前記担持量を特定する担持量特定部と、
を備える、担持量測定装置。 - 請求項1の担持量測定装置であって、
前記発振器および前記検出器を前記基材に対してその表面に垂直な垂直方向に相対的に移動させる垂直方向移動部、
をさらに備え、
前記垂直方向移動部は、前記端部位置特定部によって特定される前記触媒層の前記端部の位置に応じて、前記触媒層の前記端部に入射する端部電磁波の入射角を基準入射角に近づけるように、前記基材に対して前記発振器および前記検出器を相対的に移動させる、担持量測定装置。 - 請求項2の担持量測定装置であって、
前記端部位置特定部は、前記触媒層の前記第1方向における両側の前記端部の位置を特定し、
前記垂直方向移動部は、前記両側の端部位置の基準位置からのずれ量の平均値に基づき、前記発振器および前記検出器を前記基材に対して前記垂直方向に相対的に移動させる、担持量測定装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項の担持量測定装置であって、
前記端部位置特定部が特定する前記触媒層の前記第1方向における両側の前記端部の位置に基づき、前記発振器を前記触媒層の前記第1方向における中心に相対的に移動させる第1方向移動部、
をさらに備える、担持量測定装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項の担持量測定装置であって、
前記担持量特定部が、前記複数の検出素子によって検出された前記電磁波の電界強度から前記回折電磁波の強度を除去する際に適用する回折成分補正情報を記憶する記憶部、
をさらに備え、
前記回折成分補正情報は、所定の基準位置で前記回折電磁波が発生した場合における、前記検出器上の前記第1方向の位置と前記回折電磁波の強度との対応関係を示す情報である、担持量測定装置。 - 請求項5の担持量測定装置であって、
前記担持量特定部は、前記端部位置特定部によって特定された前記端部の位置の前記基準位置からのずれ量に応じて、前記回折成分補正情報が示す位置情報を修正する、担持量測定装置。 - シート状の基材の表面に所定の基準幅で形成された触媒層における金属触媒の担持量を測定する担持量測定方法であって、
(a)発振器から前記基材の表面に向けて、前記表面に平行な第1方向に扇状に広がる電磁波を出力する工程と、
(b)検出器に含まれる前記第1方向に配列された複数の検出素子各々によって、前記(a)工程にて前記基材を透過した前記電磁波の電界強度を検出する工程と、
(c)前記発振器および前記検出器に対して前記基材を前記表面に平行であり且つ前記第1方向に直交する第2方向に相対的に移動させる工程と、
(d)前記(c)工程にて、前記発振器および前記検出器に対する前記基材の前記第2方向への相対的な移動距離を検出する工程と、
(e)前記発振器、前記基材、前記複数の検出素子の位置関係および前記移動距離に基づき、前記複数の検出素子の各々に入射した前記電磁波が透過した前記基材における透過位置の各々を特定する工程と、
(f)前記触媒層の前記第1方向における端部の位置を特定する工程と、
(g)前記複数の検出素子が検出した前記電磁波の電界強度から、前記端部の位置にて前記電磁波が回折することにより発生する回折電磁波の強度を除去して、前記透過位置の各々における前記担持量を特定する工程と、
を含む、担持量測定方法。
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