JPH10247117A - 膜厚測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗工部（塗膜）が不連続に形成された帯材の
膜厚を塗工プロセス中に測定し、この測定データに基づ
いて不連続塗工部の膜厚を検出し、リアルタイムで塗工
制御を可能とする膜厚測定方法および装置を提供する。 【解決手段】 不連続な塗工部を有する連続帯材の塗工
部の膜厚測定方法であって、前記帯材の長手方向の位置
を順番にずらせながら多数の測定点で膜厚を測定する測
定工程Ｓ１と、測定した膜厚データをリアルタイムで収
集するデータ収集工程Ｓ２と、収集した膜厚データから
塗工部の膜厚データを識別して抽出するデータ抽出工程
Ｓ４と、抽出した塗工部の膜厚データに基づいてこの塗
工部の幅方向の厚さプロフィールを演算して表示する表
示工程Ｓ６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は膜厚測定方法および
装置に関し、特に不連続な塗膜が形成された連続帯材の
膜厚を測定してリアルタイムで塗工部の膜厚を調整可能
とする膜厚測定方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープや２次電池の電極あるいはそ
の他の積層された帯材を形成する場合連続塗工装置が用
いられている。この連続塗工装置は、帯状の基材を供給
しながらその上に塗工ヘッドにより塗料を連続的に塗布
し、乾燥させて積層体とした後これを巻取るものであ
る。このような塗工装置において、塗膜の厚さを測定し
てこれに基づき塗工ヘッドによる塗料の塗布厚を調整し
て均一な膜厚を形成することが望ましい。この場合、塗
工ヘッドにより塗布しながら膜厚計により連続的に膜厚
を計測し、これをリアルタイムで塗工ヘッド側にフィー
ドバックしてヘッドを調整し膜厚制御を行なうことがさ
らに望ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
膜厚計による膜厚制御では、塗工部が連続して形成され
た帯材の場合には、膜厚計により連続的に膜厚を測定し
その測定データを用いて塗工部の膜厚を調整することが
できたが、塗工部が不連続の場合には、膜厚測定データ
中に塗工部に比べ異常に小さい未塗工部の測定データが
混入するため、これらのデータに基づいて塗工調整する
ことはできなかった。さらにこのような異常に小さい未
塗工部の測定データを排除できたとしても、塗工部と未
塗工部の境界部分を測定すると塗工部より小さい（膜厚
の薄い）測定値となるため、この境界部分の測定データ
の混入によっても膜厚計の測定データに基づいて塗工ヘ
ッドを調整することが従来できなかった。このため不連
続塗工された帯材については、塗工部の厚さ測定による
膜厚制御ができず、品質管理の点で問題となりまた歩留
りの低下を来していた。

【０００４】本発明は上記従来技術の問題点を考慮して
なされたものであって、塗工部（塗膜）が不連続に形成
された帯材の膜厚を塗工プロセス中に測定し、この測定
データに基づいて不連続塗工部の膜厚を検出し、リアル
タイムで塗工制御を可能とする膜厚測定方法および装置
の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、不連続な塗工部を有する連続帯材の塗
工部の膜厚測定方法であって、前記帯材の長手方向の位
置を順番にずらせながら多数の測定点で膜厚を測定する
測定工程と、測定した膜厚データをリアルタイムで収集
するデータ収集工程と、収集した膜厚データから塗工部
の膜厚データを識別して抽出するデータ抽出工程と、抽
出した塗工部の膜厚データに基づいてこの塗工部の幅方
向の厚さプロフィールを演算して表示する表示工程とを
有することを特徴とする膜厚測定方法を提供する。

【０００６】この構成による方法によれば、多数の測定
点で連続的に測定して収集したデータの中から塗工部の
膜厚データが識別して抽出され、この抽出された膜厚デ
ータに基づいて塗工部の幅方向の断面形状に対応した外
形が表示される。したがって、この表示プロフィールに
基づいて不連続塗布装置の塗工ヘッドによる不連続塗工
部の塗装厚をリアルタイムで調整することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記塗工部の膜厚データの識別抽出工程は、連続する３
つの測定データをグループとしてグループごとに、各デ
ータを所定の基準値と比較して基準値以下であれば未塗
工部と判別するステップと、基準値以上の２つのデータ
の差を所定の一定値と比較して一定値より大きければ塗
工部と未塗工部との境界部分と判別し、一定値以下であ
れば塗工部と判別するステップとを有し、前記各判別ス
テップで未塗工部または境界部分と判別されたデータを
キャンセルして、次に続くデータを新たなグループの最
初のデータとして各判別ステップを繰り返すことを特徴
としている。

【０００８】この構成においては、多数の連続した測定
データを３つのデータごとにグループ化し、グループ内
で順番に各データおよびデータの差を所定の値と比較し
て未塗工部および境界部分の測定データをキャンセルす
ることにより塗工部の測定データが識別されて抽出され
る。

【０００９】前述の方法を実施するための好ましい形態
においては、塗膜を形成すべき帯材の供給部と、この供
給部の近傍に設けた塗工ヘッドと、この塗工ヘッドによ
り塗膜が形成された帯材の巻取り部と、この巻取り部の
近傍に設けた膜厚検出手段と、この膜厚検出手段に連結
された制御手段と、この制御手段に連結された表示手段
とを具備し、前記制御手段は、膜厚検出手段からの測定
データを演算処理して、前記塗工ヘッドにより塗装され
た塗工部の測定データを、未塗工部の測定データおよび
塗工部と未塗工部との境界部の測定データから識別して
抽出する演算回路を有することを特徴としている。

【００１０】この構成により、例えばロール状の帯材を
巻出しながら塗工ヘッドで不連続に塗料を塗布して断続
的な塗工部を形成し、これを乾燥させて巻取る不連続塗
工装置において、例えばパソコン等の制御手段に内蔵し
た演算回路のプログラムにより、膜厚測定データの中か
ら塗工部のデータを抽出し、これに基づいて塗工プロセ
ス中に塗工部の膜厚をリアルタイムで表示しこれに基づ
いて膜厚制御することができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る膜厚測定装置の
概略構成図である。この実施例の不連続塗布装置１は、
塗料を断続的に塗布する塗工ヘッド２を巻出しロール３
の近傍に有し、この巻出しロール３から帯状の基材５が
巻き出されて供給され、巻取りロール４に巻取られる。
この基材５上に塗工ヘッド２より断続的に塗料が供給さ
れ、帯状基材５上に不連続な塗工部６が形成される。こ
のような不連続塗工部６が形成された帯状基材５は、図
示しない乾燥装置で塗工部６を乾燥させた後、巻取りロ
ール４に巻取られる。塗工部６が乾燥した後の巻取りロ
ール４の近傍の帯材の上下両側には、後述の線源７およ
びセンサー８からなるそれ自体では公知の膜厚計が設置
される。このような膜厚計は操作パネル９に接続され、
この操作パネル９はＲＳ−２３２Ｃ等の通信インターフ
ェイスを介して、パソコン本体１０に接続される。この
パソコン本体１０は、内部に後述の測定データ処理を行
なうための演算プログラムを有する演算回路を具備して
いる。このパソコン本体１０は、セパレータ１１を介し
て、演算処理結果を表示するための液晶ディスプレイ等
からなる表示装置１２ａ，１２ｂに接続される。一方の
表示装置１２ａは、膜厚計操作パネル９やパソコン本体
１０に近接した巻取りロール４側に設置され、他方の表
示装置１２ｂは、塗工ヘッド２の近傍に設けられる。パ
ソコン１０は、さらにプリンタ１３に接続される。

【００１２】図２は、上記実施例において用いる膜厚計
の構成例を示す。（Ａ）は２線源方式の膜厚計であり、
（Ｂ）は１線源方式の膜厚計を示す。２線源方式におい
ては、線源としてＸ線源７ａとβ線源７ｂとを有し、そ
れぞれ被測定物（塗工部６）を透過させて第１センサー
８ａおよび第２センサー８ｂに検出される。１線源方式
においては、線源としてβ線源７を有し、被測定物を透
過してセンサー８に検出される。このような膜厚計自体
の構成および機能は公知である。

【００１３】図３は、本発明の膜厚測定が適用される帯
材の構成図である。（Ａ）は基材５の上面に塗工部６が
形成された帯材であり、（Ｂ）は基材５の両面に塗工部
６ａ，６ｂが形成された帯材を示す。例えば２次電池の
電極を形成する場合には、基材５としては正電極の場合
はアルミニウム、負電極の場合には銅が用いられ、塗工
部６にはカーボンを含む塗材が塗布される。また、両面
に塗工部を形成する場合には、一旦片面に塗布して塗工
部を乾燥後、帯材を反転させて他方の面に塗工部を形成
する。

【００１４】図４は、膜厚計による測定位置の説明図で
ある。（Ａ）図に示すように、基材５上に不連続な塗工
部６が形成された帯材が矢印Ｅ方向に搬送される。膜厚
計はこの流れ方向Ｅに対し固定位置にセットされ、その
測定点が流れと直交する方向（帯材の幅方向）に往復し
ながら帯材上を走査する。したがって、測定点の軌跡は
矢印Ｆで示すように各塗工部６を斜めに横切ってジグザ
グ状に走査することになり、測定点は幅方向に振られな
がら流れ方向（帯材の長手方向）に位置をずらせた状態
の多数の点の連続となる。したがって、測定データは、
塗工部６の厚さデータだけでなく、未塗工部や塗工部と
未塗工部の境界部分のデータも含む。

【００１５】（Ｂ）図は帯材を停止した状態での測定軌
跡を示す。この場合には、矢印Ｆに示すように、帯材の
長手方向に関し一定位置で幅方向に往復する軌跡とな
る。

【００１６】図５は、本発明の膜厚測定方法のフローチ
ャートである。まず、前述の膜厚計で不連続塗工部が形
成された帯材の膜厚を多数の測定点で連続的に測定する
（ステップＳ１）。この測定データは、ＲＳ−２３２を
介してリアルタイムでパソコン本体１０（図１）に収集
される（ステップＳ２）。この収集された膜厚測定デー
タは、必要があれば、最終的な製品で用いる単位あるい
は他の処理物品や管理上必要な単位に合せるためにパソ
コン内で単位変換される。例えば、膜厚計の測定データ
の単位がｇ／ｍ² であれば、これをｍｇ／ｃｍ²に変換
する（ステップＳ３）。

【００１７】続いて、膜厚測定データのうち、未塗工部
の測定データと塗工部と未塗工部の境界部分の測定デー
タをキャンセルして、後述のように、塗工部の測定デー
タを識別して抽出する（ステップＳ４）。

【００１８】次に、ステップＳ５において、膜厚計で測
定した塗工部の膜厚測定データの統計変動を平滑化する
ために、パソコン内の演算回路により、測定データの移
動平均処理を行なう。この移動平均処理は、データのバ
ラツキや変動を吸収して平均値を算出するものであり、
図１１に示すように、変動の大きい厚みデータを演算処
理して滑らかな平均値に変換する。

【００１９】続いてステップＳ６において、平均化処理
された塗工部の測定データに基づいて、塗工部の幅方向
の厚さのプロフィールを２つの表示装置１２ａ，１２ｂ
に表示する。この幅方向のプロフィール表示の例を図１
２に示す。図中、ｒは膜厚測定の生データによるプロフ
ィールであり、ｍは移動平均処理を行なったデータによ
るプロフィールである。縦軸のＳ１は膜厚の規格値の上
限値、Ｓ２は規格値の中央値、Ｓ３は規格値の下限値を
示す。横軸は幅方向の位置を示す。この例では、幅方向
を約２００ポイントに分割して、各ポイントでのデータ
をプロットしている。ａ１〜ａ４は幅方向の各位置にお
ける基材厚、ｂ１〜ｂ４は全体厚、ｃ１〜ｃ４は塗工部
の厚さを示す。したがって、各位置において、全体厚
（ｂ）＝基材厚（ａ）＋塗工部の厚さ（ｃ）となる数値
が表示（または印字）される。このように移動平均処理
した後のデータ（ｍ）を表示することにより、プロフィ
ールが実際の形状に即して見やすくなる。

【００２０】次に、図５に戻り、ステップＳ７におい
て、不連続塗工装置１の塗工ヘッド側に設けた表示装置
１２ｂ（図１）に表示された塗工部の膜厚プロフィール
を見ながら、塗工ヘッド２を調整して厚さプロフィール
のラインｍがほぼ中央部で水平になるように塗工厚調整
を行なう。これにより、塗工プロセスを実行しながらリ
アルタイムで塗工厚制御を行なうことができる。

【００２１】次にステップＳ８において、１製品または
１ロール完成ごとに、パソコンの演算処理回路により、
流れ方向の厚さの積算プロフィールを算出してこれをプ
リンタ１３で印字する。これは、例えば、図１３に示す
ように、１製品となるロールＲを幅方向に２０分割し、
各分割位置において、流れ方向Ｅについてデータの積算
処理を行なう。この処理結果を図１４に示す。幅方向の
各分割測定ポイント１〜２０において、それぞれ膜厚デ
ータの最小値ｄ１〜ｄ２０、最大値ｅ１〜ｅ２０および
平均値ｆ１〜ｆ２０を求め、さらに全体としてみたトー
タルの最小値ｄ、最大値ｅおよび平均値ｆを求めこれら
の数値を印字する。図中、ｎは流れ方向の塗工部の膜厚
データを積算した平均値による幅方向の平均厚さプロフ
ィールを示す。

【００２２】次に図６〜図１０を参照して、膜厚測定デ
ータの中から塗工部の測定データを識別して抽出する具
体例を説明する。図６は膜厚計による測定点を示し、塗
工部６は黒丸、未塗工部分は白丸、塗工部と未塗工部分
にまたがる境界部分は二重丸で示している。図７は図６
の各測定点での測定データをグラフ上にプロットして表
示したものであり、図６の白丸部は未塗工部Ａの部分で
あり、二重丸部は境界部Ｂの部分であり、黒丸部は塗工
部Ｃとして表わしてある。

【００２３】図８は測定データのうち塗工部データの識
別方法の説明図である。図中、ａ〜ｕは、各測定点での
測定データを示す。まず、図に示すように所定の基準値
以下のデータは未塗工部Ａの測定データとしてキャンセ
ルする（測定データａ〜ｅ）。塗工部と未塗工部との境
界部分Ｂのデータを識別するには、３点間の測定データ
の差をチェックし、一定値以上の差のとき境界部分Ｂと
判断してキャンセルする（測定データｆ，ｇ，ｏ，
ｐ）。また、この３点間の測定データの差が一定値以下
の場合は塗工部Ｃと判断する（測定データｈ〜ｎ，ｑ〜
ｕ）。

【００２４】図９および図１０は、塗工部の測定データ
の識別抽出方法を示すフローチャートおよびデータ判別
順序の説明図である。図１０のＸに示すように、連続す
る多数の測定データ１〜ｎがパソコン本体１０（図１）
の演算処理回路内のメモリに蓄積されている。データ識
別のプログラムはこれらのデータを連続する３つのデー
タにグループ化してグループごとに各データを判別す
る。１つのグループのデータを順番にＤ１、Ｄ２、Ｄ３
（データ１、２、３）とする。

【００２５】まず、図９のフローチャートのステップＳ
１０で、Ｄ１が所定の基準値以下かどうかを判別する。
基準値以下であればステップＳ１１に進みこの測定デー
タＤ１は未塗工部のデータと判断してキャンセルしルー
チンを終了する。この場合、後のデータＤ２、Ｄ３が順
番に繰り上がって、次のルーチンでのグループのＤ１、
Ｄ２となり、データ４がＤ３となる（図１０のケース
Ｄ）。

【００２６】一方ステップＳ１０でＤ１が基準値より大
きい場合には、ステップＳ１２に進み、Ｄ１が保留され
ているかどうか、即ち既に基準値以上であると識別され
ているかどうかが判別される。まだ保留されていなけれ
ば、ステップＳ１３に進み、このＤ１を保留してルーチ
ンを終了する。Ｄ１が保留された状態であれば、ステッ
プＳ１４に進み、Ｄ１の場合と同様にＤ２について、Ｄ
２が保留されているかどうかを判別する。Ｄ２が保留さ
れていなければ、ステップＳ１５で、Ｄ１とＤ２の差が
一定値以下かどうかが判別される。この差が一定値以下
であれば、Ｄ１、Ｄ２ともに未塗工部ではないとしてこ
れらのデータを保留してルーチンを終了する。

【００２７】一方、ステップＳ１５でＤ１とＤ２の差が
一定値より大きい場合には、Ｄ１は境界部分のデータと
判断して、ステップＳ１７に進み、Ｄ１をキャンセルす
る。続いて、ステップＳ１８で、キャンセルされたＤ１
に代えてＤ２をＤ１とする。これに伴い、新たなＤ１を
保留し、Ｄ２が保留されていればこれを解除してルーチ
ンを終了する。

【００２８】前記ステップＳ１４で、Ｄ２が保留されて
いれば、Ｄ２とＤ３の差が一定値以下かどうかが判別さ
れる（ステップＳ１９）。一定値以下であれば、Ｄ１、
Ｄ２、Ｄ３がともに塗工部の測定データであると判断す
る（ステップＳ２０）。これは図１０のケースＡの場合
である。この場合は、ステップＳ２１で、保留されたＤ
１、Ｄ２を解除して、ルーチンを終了し、次のデータ
４、５、６を新たなＤ１、Ｄ２、Ｄ３として上記識別ル
ーチンを繰り返す。

【００２９】一方、前記ステップ１９で、Ｄ２とＤ３の
差が一定値より大きい場合には、Ｄ１、Ｄ２は塗工部と
未塗工部の境界部分の測定データと判断してこれらをキ
ャンセルする（ステップＳ２２）。これは図１０のケー
スＢの場合である。この場合には、続いて、ステップＳ
２３で、Ｄ３を新たなＤ１とし、このＤ１を保留すると
ともに新たなＤ２についてこのＤ２の保留を解除してル
ーチンを終了する。

【００３０】以上のルーチンを繰り返すことにより、連
続した多数の測定データを３つのデータのグループとし
て、各データを順番に判別して塗工部の測定データを識
別することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、多数の測定点で連続的に測定して収集したデータの
中から塗工部の膜厚データが識別して抽出されるため、
不連続塗布装置の塗工部の厚さをリアルタイムで測定す
ることが可能になる。したがって、この抽出された膜厚
測定データに基づいて塗工部の幅方向の断面形状に対応
した外形を表示することができ、この表示プロフィール
に基づいて不連続塗布装置の塗工ヘッドによる不連続塗
工部の塗装厚をリアルタイムで調整することができ、不
連続塗布装置の塗装厚をフィードバック制御することが
可能になる。これにより、帯状材の不連続塗布プロセス
におけるインラインでの塗装厚測定が可能になり、信頼
性の高い膜厚制御が達成され、生産性の向上とともに歩
留りの向上が図られ、高品質の塗膜製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る不連続塗布装置の構成図。

【図２】 本発明で用いる膜厚計の構成図。

【図３】 本発明が適用される不連続塗膜の説明図。

【図４】 本発明の膜厚測定位置の説明図。

【図５】 本発明の膜厚測定方法のフローチャート。

【図６】 本発明の膜厚測定点の説明図。

【図７】 図６の測定点での測定データのグラフ。

【図８】 図７の測定データの識別方法の説明図。

【図９】 測定データの識別ルーチンのフローチャー
ト。

【図１０】 図９のルーチンのデータグループの説明
図。

【図１１】 データ移動平均処理の説明図。

【図１２】 図１１の平均処理結果のグラフ。

【図１３】 帯材流れ方向のデータ積算処理の説明図。

【図１４】 データ積算処理結果のグラフおよびデータ
表示の説明図。

【符号の説明】

１：不連続塗布装置、２：塗工ヘッド、３：巻出しロー
ル、４：巻取りロール、５：基材、６：塗工部、７：線
源、８：センサー、９：膜厚計操作パネル、１０：パソ
コン本体、１１：セパレータ、１２ａ，１２ｂ：表示装
置、１３：プリンタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不連続な塗工部を有する連続帯材の塗工部
   の膜厚測定方法であって、 前記帯材の長手方向の位置を順番にずらせながら多数の
   測定点で膜厚を測定する測定工程と、 測定した膜厚データをリアルタイムで収集するデータ収
   集工程と、 収集した膜厚データから塗工部の膜厚データを識別して
   抽出するデータ抽出工程と、 抽出した塗工部の膜厚データに基づいてこの塗工部の幅
   方向の厚さプロフィールを演算して表示する表示工程と
   を有することを特徴とする膜厚測定方法。
2. 【請求項２】前記データ抽出工程は、 連続する３つの測定データをグループとしてグループご
   とに、各データを所定の基準値と比較して基準値以下で
   あれば未塗工部と判別するステップと、 基準値以上の２つのデータの差を所定の一定値と比較し
   て一定値より大きければ塗工部と未塗工部との境界部分
   と判別し、一定値以下であれば塗工部と判別するステッ
   プとを有し、 前記各判別ステップで未塗工部または境界部分と判別さ
   れたデータをキャンセルして、次に続くデータを新たな
   グループの最初のデータとして各判別ステップを繰り返
   すことを特徴とする請求項１に記載の膜厚測定方法。
3. 【請求項３】塗膜を形成すべき帯材の供給部と、 この供給部の近傍に設けた塗工ヘッドと、 この塗工ヘッドにより塗膜が形成された帯材の巻取り部
   と、 この巻取り部の近傍に設けた膜厚検出手段と、 この膜厚検出手段に連結された制御手段と、 この制御手段に連結された表示手段とを具備し、 前記制御手段は、膜厚検出手段からの測定データを演算
   処理して、前記塗工ヘッドにより塗装された塗工部の測
   定データを、未塗工部の測定データおよび塗工部と未塗
   工部との境界部の測定データから識別して抽出する演算
   回路を有することを特徴とする膜厚測定装置。