特許 7602775 膜測定装置及び膜測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-11

(45)【発行日】2024-12-19

(54)【発明の名称】膜測定装置及び膜測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/06 20060101AFI20241212BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20241212BHJP

   H01M 4/139 20100101ALN20241212BHJP

【ＦＩ】

G01B11/06 101H

H01M4/04 A

H01M4/139

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024124876

(22)【出願日】2024-07-31

【審査請求日】2024-09-03

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】593179808

【氏名又は名称】八光オートメーション株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】517092134

【氏名又は名称】山田 健夫

(74)【代理人】

【識別番号】100190621

【弁理士】

【氏名又は名称】崎間 伸洋

(74)【代理人】

【識別番号】100212510

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 翔

(72)【発明者】

【氏名】山田 健夫

(72)【発明者】

【氏名】山本 猛

(72)【発明者】

【氏名】石田 直樹

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特許第５３１８３０３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平８－１４５６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－１３８３２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／０６

Ｈ０１Ｍ ４／０４

Ｈ０１Ｍ ４／１３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

塗工膜の画像を撮像して画素毎の階調データを取得する撮像部と、
光源と、
前記光源から出力された光を前記塗工膜に照射し、前記塗工膜からの反射光を前記撮像部に入射させる光学部と、
前記撮像部で撮像された前記画像に基づいて、撮像領域における画素毎の再帰性反射率及び前記再帰性反射率が設定値未満となるゼロ点数を算出するデータ算出部と、
前記ゼロ点数と前記塗工膜の指定膜厚との相関性から求めた近似式とを用いて、前記ゼロ点数から前記塗工膜の推定膜厚を算出する膜厚算出部と、
を備える膜測定装置。

【請求項2】

前記ゼロ点数と前記塗工膜の指定密度との相関性から求めた近似式とを用いて、前記ゼロ点数から前記塗工膜の推定密度を算出する密度算出部を備える、
請求項１に記載の膜測定装置。

【請求項3】

前記再帰性反射率と変換式とを用いて、前記塗工膜の反射色彩値を算出する色彩値算出部を備える、
請求項１に記載の膜測定装置。

【請求項4】

前記塗工膜で反射した光を再帰反射させる再帰性反射板を備え、
前記光学部は、前記光源から出力された光を前記塗工膜に照射し、前記塗工膜からの反射光を前記再帰性反射板に入射させ、前記再帰性反射板で反射して再び前記塗工膜で反射した光を前記反射光として前記撮像部に入射させる、
請求項１に記載の膜測定装置。

【請求項5】

塗工膜の膜厚を測定する膜測定方法であって、
光源から出力された光を前記塗工膜に照射するステップと、
前記塗工膜からの反射光により形成される画像を撮像して画素毎の階調データを取得するステップと、
撮像された前記画像に基づいて、撮像領域における画素毎の再帰性反射率及びゼロ点数を算出するステップと、
前記ゼロ点数と前記塗工膜の指定膜厚との相関性から求めた近似式とを用いて、前記ゼロ点数から前記塗工膜の推定膜厚を算出するステップと、
を含む膜測定方法。

【請求項6】

前記ゼロ点数と前記塗工膜の指定密度との相関性から求めた近似式とを用いて、前記ゼロ点数から前記塗工膜の推定密度を算出するステップを含む、
請求項５に記載の膜測定方法。

【請求項7】

前記再帰性反射率に基づいて前記塗工膜の反射色彩値を算出するステップを含む、
請求項５に記載の膜測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膜測定装置及び膜測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、リチウムイオン電池（二次電池）の電池電極板の膜厚を測定する方法として、様々な方法が用いられている。例えば、放射線膜厚計により電池電極板の表面を走査して、基材上に塗工された電池材料の放射線の吸収量を計測することにより、電池電極板の膜厚を算出する方法が知られている。電池電極板の両面に塗工された電極の膜厚を測定する方法として、２台の放射線膜厚計により電池電極板の表裏面を走査することにより、電池電極板の膜厚を算出する厚さ測定システムが知られている（非特許文献１参照）。

【0003】

また、電池電極板の膜厚を測定する方法として、塗工膜の反射輝度を正確に取得するために、膜の画像データから円筒状黒体空洞の画像データを差し引くことにより、膜の画像データから光学系内部の反射輝度を除去するようにした膜測定方法が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】横河技報Ｖｏｌ．６２ Ｎｏ．１（２０１９）「ＷＥＢＦＲＥＸ３ＥＳ電池電極向け厚さ測定システム」

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５３１８３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

二次電池の電極製造工程では、塗工工程後のプレス工程において膜厚の制御が行われるため、プレス工程後の膜厚を正確に測定する必要がある。プレス工程により、電池材料の膜厚は薄くなるが、電池材料の総量は変わらない。そのため、プレス工程後に放射線膜厚計で電池材料の放射線の吸収量を測定しても、薄くなった電池材料の膜厚を算出することはできない。また、人体への被爆の影響を考慮すると、放射線膜厚計は、電池電極板の膜厚を測定するための機器として適していない。

【0007】

プレス工程において、手動で塗工膜の両端部をマイクロメータで測定することも行われている。しかし、マイクロメータでは、塗工膜の形成されたロールの中央付近を測定することが難しい。また、２台の光学式距離計を塗工膜の表面側と裏面側にそれぞれ配置して、距離変化を計算により求める方法や、ロール上において、光学式距離計で膜厚変動を計測する方法もある。しかし、いずれの方法も表面、裏面の各膜厚を個別に正確に測定することは難しい。

【0008】

一方、金属材料等の表面がフラットで不透明な材料であれば、レーザ距離計により対象面までの距離を測定できる。この原理を用いて、電池電極板までの距離を測定して、膜厚を測定することも試みられている。しかし、この方法は、ロールの偏芯量、電気電極板のばたつき、表面の粗度等の影響を受けやすく、実用化には至っていない。そして、この方法においても、電池電極板の表面と裏面の膜厚を個別に測定することは難しい。更に、静電容量型距離計、過電流方式の距離計等の応用も検討されているが、実用化には至っていない。

【0009】

本発明は、二次電池の電極製造工程において、電池電極板の表裏面に形成された塗工膜の膜厚を、より正確に測定できる膜測定装置及び膜測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る膜測定装置は、塗工膜の画像を撮像して画素毎の階調データを取得する撮像部と、光源と、前記光源から出力された光を前記塗工膜に照射し、前記塗工膜からの反射光を前記撮像部に入射させる光学部と、前記撮像部で撮像された前記画像に基づいて、撮像領域における画素毎の再帰性反射率及び前記再帰性反射率が設定値未満となるゼロ点数を算出するデータ算出部と、前記ゼロ点数と前記塗工膜の指定膜厚との相関性から求めた近似式とを用いて、前記ゼロ点数から前記塗工膜の推定膜厚を算出する膜厚算出部と、を備える。

【0011】

また、本発明の他の態様に係る膜測定方法は、塗工膜の膜厚を測定する膜測定方法であって、光源から出力された光を前記塗工膜に照射するステップと、前記塗工膜からの反射光により形成される画像を撮像して画素毎の階調データを取得するステップと、撮像された前記画像に基づいて、撮像領域における画素毎の再帰性反射率及びゼロ点数を算出するステップと、前記ゼロ点数と前記塗工膜の指定膜厚との相関性から求めた近似式とを用いて、前記ゼロ点数から前記塗工膜の推定膜厚を算出するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る膜測定装置及び膜測定方法によれば、塗工膜の膜厚をより正確に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る膜測定装置１の構成図である。

【図2】データ処理装置８のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図3】データ処理装置８の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図4】撮像領域に含まれるゼロ点数を算出する処理の手順を示すフローチャートである。

【図5】塗工システム１００における膜測定部の配置を示す側面図である。

【図6】塗工システム１００における膜測定部の配置を示す斜視図である。

【図7】プレスシステム２００における膜測定部の配置を示す側面図である。

【図8】正極片面塗工膜の塗工後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図9】正極片面塗工膜のプレス後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図10】負極両面塗工膜の塗工後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図11】負極両面塗工膜のプレス後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図12】正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％とゼロ点数との相関性を示す図である。

【図13】負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％とゼロ点数との相関性を示す図である。

【図14】正極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及び平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。

【図15】正極塗工膜のゼロ点数と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及びゼロ点数と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。

【図16】負極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及び平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。

【図17】負極塗工膜のゼロ点数と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及びゼロ点数と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。

【図18】正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布を示す図である。正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。

【図19】正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。

【図20】負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布を示す図である。

【図21】負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。

【図22】正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定密度ρｅの分布を示す図である。

【図23】負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定密度ρｅの分布を示す図である。

【図24】正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。

【図25】負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。

【図26】正極片面塗工膜の中央部における輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図27】正極片面塗工膜の端部における輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図28】負極両面塗工膜の裏面における輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図29】負極両面塗工膜の表面における輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【図30】正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の反射率とゼロ点数の分布を示す図である。

【図31】正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。

【図32】負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の反射率とゼロ点数の分布を示す図である。

【図33】負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。

【図34】正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の推定密度ρｅの分布を示す図である。

【図35】負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の推定密度ρｅの分布を示す図である。

【図36】正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。

【図37】正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）の分布を示す図である。

【図38】負極両面塗工膜の裏面と表面中央部の反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。

【図39】負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）の分布を示す図である。

【図40】撮像領域５００×５００画素と２０００×５０画素における校正演算輝度値の分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る膜測定装置及び膜測定方法の実施形態について説明する。なお、本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解しやすさ等を考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。

【0015】

以下に説明する実施形態では、本発明に係る膜測定装置及び膜測定方法を、リチウムイオン電池に用いられる電池電極板の膜測定装置及び膜測定方法に適用した例について説明する。但し、本発明に係る膜測定装置及び膜測定方法は、リチウムイオン電池に限らず、多孔質の塗工膜構造を有する二次電池一般に適用できる。以下の説明においては、リチウムイオン電池の電極製造工程における帯状の電池電極板を「電極シート」ともいう。

【0016】

図１は、第１実施形態に係る膜測定装置１の構成図である。膜測定装置１は、電極シートに形成された塗工膜の膜厚、密度及び反射色彩値（以下、「膜厚等」ともいう）を測定する装置である。図１に示すように、膜測定装置１は、撮像部２、光源３、光学部４、再帰性反射板７、データ処理装置８を備える。なお、図１では、撮像部２の光軸ＯＡ１、再帰性反射板７の光軸ＯＡ２に対してそれぞれ同軸で進行する入射光及び反射光の光路を分かり易くするため、入射光及び反射光の光路を、それぞれの光軸に沿うように描いている。また、測定対象物Ｓは、実際には帯状の電極シートであるが、図１では、枚葉の電極シートとして描いている。

【0017】

撮像部２は、ＣＭＯＳ型のイメージセンサを備えたカラーカメラである。撮像部２のイメージセンサは、例えば、２０４８×１５３６の画素数（ＲＧＢ）を有する。撮像部２は、入射した光を受光面で受光すると共に、受光面に結像された光学像を、画素毎の階調データ（ＲＧＢ輝度信号）に変換して出力する。すなわち、撮像部２は、測定対象となる塗工膜（後述）の画像を撮像して画素毎の階調データを取得する。撮像部２の動作は、撮像制御部３１（後述）により制御される。

【0018】

撮像部２の光軸ＯＡ１は、測定対象物Ｓの表面（測定面）の点Ｐにおいて、測定対象物Ｓの垂線ＰＬに対して角度θ１で傾斜している。テレセントリックレンズ５（後述）の測定距離を１１０ｍｍとした場合、角度θ１は、例えば、１０°～１５°である。また、撮像部２において、塗工膜の画像を取得する露光時間は、例えば、１０μｓｅｃである。

【0019】

光源３は、白色のＬＥＤ光を出力する白色ＬＥＤ光源である。白色ＬＥＤ光源は、４００ｎｍの短波長側の輝度値が他の光源に比べて高く、温度特性も安定しているという特徴がある。図１に示すように、光源３から出力されるＬＥＤ光の一部は、ビームスプリッタ６（後述）で反射して測定対象物Ｓに照射される。光源３には、ＬＥＤ用電源（不図示）から電力が供給されている。光源３の動作は、光源制御部３２（後述）により制御される。

【0020】

なお、オンラインによる製造工程では、電極シートが１００ｍ／ｍｉｎの速度で搬送される。この速度に対応させるため、撮像部２の露光時間を短くすると、通常の光源では画像が暗くなり、ゼロ点（後述）の撮像が難しくなる。仮に、撮像部２の露光時間を長くすると、画像の各点における階調度は、電極シートの搬送方向に平均化されるため、やはりゼロ点数の算出が難しくなる。これを解決するため、光源３として、ハイパワーＬＥＤ光源と光ファイバーライドガイド等（不図示）とを組み合わせて光量を増やすことが望ましい。本発明者らの実験によると、ハイパワーＬＥＤ光源と光ファイバーライドガイド等とを組み合わせて光量を増やすことにより、１００ｍ／ｍｉｎの速さで搬送される電極シートを、露光時間１０μｓｅｃ（移動量１．６μｍ／１μｓｅｃ）で撮像しても、塗工膜のゼロ点を良好に撮像できることが確認されている。

【0021】

光学部４は、光源３から出力された光を測定対象物Ｓに照射し、測定対象物Ｓからの反射光を撮像部２に入射させる光学装置である。光学部４は、テレセントリックレンズ５とビームスプリッタ６とを備える。テレセントリックレンズ５は、主光線が光軸に対して平行となるように設計された同軸落射型のレンズである。テレセントリックレンズ５は、レンズ中心が撮像部２の光軸ＯＡ１と一致するように配置されている。

【0022】

ビームスプリッタ６は、入射した光を透過光と反射光に分ける光学素子である。ビームスプリッタ６は、テレセントリックレンズ５と撮像部２との間に設けられている。ビームスプリッタ６は、撮像部２の光軸ＯＡ１に対して、透過／反射面が約４５°で傾斜するように配置されている。

【0023】

再帰性反射板７は、入射した光を、その入射光路に沿って反射する光学部品である。再帰性反射板７の光軸ＯＡ２は、測定対象物Ｓの表面の点Ｐにおいて、測定対象物Ｓの垂線ＰＬに対して、角度θ２で傾斜している。角度θ２は、角度θ１と同じく１０°～１５°である。測定対象物Ｓから入射した光を再び測定対象物Ｓに向けて反射する再帰性反射板７を用いることにより、測定対象物Ｓの傾きの影響を少なくすることができる。測定対象物Ｓの傾きは、例えば、基準面に対して±３°程度である。

【0024】

図１に示す光学系の構成において、光源３から出力されたＬＥＤ光の一部（入射光Ｌ１）は、ビームスプリッタ６で反射された後、テレセントリックレンズ５を経て測定対象物Ｓに照射される。測定対象物Ｓに照射した入射光Ｌ１は、測定対象物Ｓの表面で反射し、反射光Ｌ２として再帰性反射板７に入射する。再帰性反射板７に入射した反射光Ｌ２は、再帰性反射板７の表面で反射した後、反射光Ｌ３として測定対象物Ｓの表面に入射する。測定対象物Ｓの表面で入射した反射光Ｌ３は、再帰性反射板７の表面で反射した後、反射光Ｌ４としてテレセントリックレンズ５、ビームスプリッタ６を経て撮像部２に入射する。撮像部２では、受光面に反射光Ｌ４の光学像が結像され、その光学像が階調データに変換されて出力される。

【0025】

データ処理装置８は、膜測定装置１の動作を制御すると共に、測定対象物Ｓを撮影して得た画像データに基づいて、測定対象物Ｓの塗工膜の膜厚、密度及び反射色彩値を測定する装置である。データ処理装置８は、撮像部２及び光源３と通信ケーブルを介して電気的に接続されている。

【0026】

図２は、データ処理装置８のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、データ処理装置８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、バス１４、入出力インターフェース１５、出力部１６、入力部１７、記憶部１８、通信部１９、ドライブ２０を備える。

【0027】

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記録されているプログラム又は記憶部１８からＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ１３には、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。このバス１４にはまた、入出力インターフェース１５も接続されている。

【0028】

入出力インターフェース１５には、出力部１６、入力部１７、記憶部１８、通信部１９、及びドライブ２０が接続されている。出力部１６は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、各種の情報を画像や音声として出力する。入力部１７は、キーボード、マウス、タッチパネル等で構成され、各種情報の入力を受け付ける。記憶部１８は、ハードディスクやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各種データを記憶する。通信部１９は、インターネットを含むネットワークＮを介して他の装置との間で通信を行う。

【0029】

ドライブ２０には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア２１が適宜装着される。ドライブ２０によってリムーバブルメディア２１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部１８にインストールされる。また、リムーバブルメディア２１は、記憶部１８に記憶されている各種データも、記憶部１８と同様に記憶できる。

【0030】

図３は、データ処理装置８の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、データ処理装置８は、ＣＰＵ１１、記憶部１８、通信部１９を備える。ＣＰＵ１１は、データ処理装置８の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ１１は、測定対象物Ｓの表面に形成された塗工膜の膜厚、密度及び反射色彩値を測定する処理において、後述する撮像制御部３１、光源制御部３２、データ算出部３３、膜厚算出部３４、密度算出部３５、色彩値算出部３６として機能する。

【0031】

撮像制御部３１は、撮像部２の動作（シャッタの開閉動作、露光時間の設定等）を制御する。
光源制御部３２は、光源３からのＬＥＤ光の出力開始／出力停止の動作、出力レベル等を制御する。

【0032】

データ算出部３３は、撮像部２で撮像された画像（階調データ）に基づいて、各撮像領域における画素毎の再帰性反射率（以下、「反射率」ともいう）及びゼロ点数を算出する。ゼロ点とは、反射率が設定値未満となる画素である。ゼロ点数とは、撮像領域内におけるゼロ点の数である。ゼロ点の数は、後述する空洞部の数や大きさと相関性を有する。

【0033】

ここで、データ算出部３３で実施されるゼロ点数の算出手法の一例について説明する。図４は、撮像領域に含まれるゼロ点数を算出する処理の手順を示すフローチャートである。図４に示す各ステップの処理は、主にデータ算出部３３において実行される。ここでは、撮像領域に含まれるｎ画素（１～ｎ画素）の各々について、階調データから得た反射率が閾値未満であるか否かを判定する例について説明する。なお、データ算出部３３におけるゼロ点数の算出手法は、図４に示す例に限定されない。

【0034】

図４に示すステップＳ１０１において、データ算出部３３は、ゼロ点数ｚをゼロにリセットする。
ステップＳ１０２において、データ算出部３３は、対象となる撮像領域の画素番号ｉをゼロにリセットする。
ステップＳ１０３において、データ算出部３３は、画素番号ｉをインクリメントする。
ステップＳ１０４において、データ算出部３３は、記憶部１８の画像ＤＢ４１（図３参照）から画素番号ｉの階調データを取得する。

【0035】

ステップＳ１０５において、データ算出部３３は、画素番号ｉの階調データに含まれる反射率ｒφと閾値反射率ｒφ（ｔｈ）とを比較し、反射率ｒφが閾値反射率ｒφ（ｔｈ）以下か否かを判定する。閾値反射率ｒφ（ｔｈ）は、例えば、０．００１％である。

【0036】

ステップＳ１０５の判定において、データ算出部３３により、反射率ｒφが閾値反射率ｒφ（ｔｈ）以下であると判定された場合、処理はステップＳ１０６へ移行する。一方、ステップＳ１０５の判定において、データ算出部３３により、反射率ｒφは閾値反射率ｒφ（ｔｈ）を超えると判定された場合、処理はステップＳ１０７へ移行する。

【0037】

ステップＳ１０６（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）において、データ算出部３３は、画像ＤＢ４１（図３参照）に記憶されているゼロ点数ｚをインクリメントする。なお、本フローチャートの処理を開始する際、ゼロ点数ｚは、初期値（０）にリセットされる。

【0038】

ステップＳ１０７において、データ算出部３３は、画素番号ｉ＝ｎか否かを判定する。ステップＳ１０７の判定において、データ算出部３３により、画素番号ｉ＝ｎであると判定された場合、処理はステップＳ１０８へ移行する。一方、ステップＳ１０７の判定において、データ算出部３３により、画素番号ｉ＝ｎではないと判定された場合、処理はステップＳ１０３へ移行する。この後、ステップＳ１０７で画素番号ｉ＝ｎと判定されるまで、ステップＳ１０３～Ｓ１０７までのループ処理が実行される。

【0039】

ステップＳ１０８（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）において、データ算出部３３は、ゼロ点数ｚを記憶部１８の画像ＤＢ４１に記憶する。画像ＤＢ４１において、ゼロ点数ｚは、対象となった撮像領域の識別番号と関連付けて記憶される。ステップＳ１０８において、ゼロ点数ｚのデータを記憶部１８の画像ＤＢ４１に記憶させた後、本フローチャートの処理は、終了する。

【0040】

図３に戻り、膜厚算出部３４は、ゼロ点数と塗工膜の指定膜厚との相関性から求めた膜厚の近似式（後述）を用いて、画像データから得たゼロ点数から塗工膜の推定膜厚を算出する。「指定膜厚」とは、膜厚の実測値である。「推定膜厚」とは、近似式から算出された膜厚の計算値である。

【0041】

密度算出部３５は、ゼロ点数と塗工膜の指定密度との相関性から求めた近似式（後述）を用いて、画像データから得たゼロ点数から塗工膜の推定密度を算出する。「指定密度」とは、密度の実測値である。「推定密度」とは、近似式から算出された密度の計算値である。

【0042】

色彩値算出部３６は、画像データから得た反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％と変換式（後述）とを用いて、塗工膜の反射色彩値を算出する。また、色彩値算出部３６は、基準反射色彩値と算出した反射色彩値とから色差値を算出する。

【0043】

記憶部１８は、各種のデータを記憶するためのデータベースとして、例えば、画像ＤＢ４１、近似式ＤＢ４２を備える。画像ＤＢ４１は、撮像部２で撮像された階調データ、階調データから得た輝度画像、二値化画像のほか、撮像領域毎のゼロ点数等を記憶するデータベースである。近似式ＤＢ４２は、膜厚算出部３４、密度算出部３５及び色彩値算出部３６の演算に用いられる近似式及び変換式（後述）に関するデータを記憶するデータベースである。

【0044】

次に、リチウムイオン電池の電極製造工程における膜測定装置１の使用形態について説明する。
リチウムイオン電池の電極製造工程には、混錬工程、塗工工程、プレス工程、スリット工程等がある。膜測定装置１は、塗工工程、プレス工程において、塗工膜の膜厚、密度及び反射色彩値の測定に用いられる。図５は、塗工システム１００における膜測定部の配置を示す側面図である。図６は、塗工システム１００における膜測定部の配置を示す斜視図である。なお、以下の説明においては、電極シート（サンプル）の幅方向をＸ方向とする。Ｘ方向は、撮像画面の水平方向に相当する。以下、Ｘ方向を「幅方向Ｘ」、「水平方向Ｘ」ともいう。また、電極シートの移動方向をＹ方向とする。Ｙ方向は、撮像画面の垂直方向に相当する。以下、Ｙ方向を「垂直方向Ｙ」ともいう）。

【0045】

図５に示すように、塗工システム１００は、第１ロール１０３、搬送装置１０４、ダイコータ１０５、乾燥炉１０６、巻き取り装置１０７、第２ロール１０８を備える。また、塗工システム１００は、膜測定部１１０Ａ及び１１０Ｂを備える。

【0046】

第１ロール１０３は、リールに巻き取られた帯状の基材１０１である。
搬送装置１０４は、第１ロール１０３から引き出した基材１０１を、乾燥炉１０６に向けて搬送する装置である。

【0047】

ダイコータ１０５は、正極用、負極用のそれぞれの基材１０１（箔）の両面に電極材料を塗工する装置である。正極用の電極シートを製造する場合、ダイコータ１０５において、例えば、アルミニウム箔の両面に遷移金属酸化物が塗工される。また、負極用の電極シートを製造する場合、ダイコータ１０５において、例えば、銅箔の両面に黒鉛系材料が塗工される。なお、電極材料は、基材１０１に片面ずつ塗工してもよい。本明細書においては、両面に電極材料が塗工された基材１０１を「電極シート１０２」ともいう。

【0048】

乾燥炉１０６は、電極シート１０２の両面に塗工された電極材料を乾燥させる装置である。図５では、乾燥炉１０６の内部に設置された加熱装置等の図示を省略している。巻き取り装置１０７は、乾燥炉１０６から送り出された電極シート１０２を、第２ロール１０８に向けて搬送する装置である。第２ロール１０８は、リールに巻き取られた電極シート１０２である。図５に示すように、塗工システム１００は、第１ロール１０３から引き出した基材１０１を第２ロール１０８側に移動させながら、ダイコータ１０５による電極材料の塗工、乾燥炉１０６による乾燥をオンラインで連続的に行うように構成されている。塗工工程において、第２ロール１０８に巻き取られた電極シート１０２は、次のプレス工程に送られる。

【0049】

塗工システム１００は、乾燥炉１０６の下流側に、膜測定部１１０Ａと１１０Ｂとを備える。膜測定部１１０Ａと１１０Ｂの構成は、実質的に同じであるため、以下の説明においては、総称して「膜測定部１１０」ともいう。膜測定部１１０Ａは、電極シート１０２の第１面に形成された塗工膜の膜厚等を測定する。膜測定部１１０Ｂは、電極シート１０２の第１面とは反対側の第２面に形成された塗工膜の膜厚等を測定する。

【0050】

図６に示すように、膜測定部１１０は、膜測定装置１、温度計１１１、走査装置１１２を備える。膜測定装置１において、撮像部２、光源３、光学部４及び再帰性反射板７（図１参照）は、１つのケースに収納されている。また、図示していないが、データ処理装置８（図１参照）は、通信ケーブルを介して外部に配置されている。

【0051】

温度計１１１は、電極シート１０２に形成された塗工膜の温度を計測する装置である。温度計１１１は、例えば、赤外放射温度計である。温度計１１１は、膜測定装置１に設けられている。走査装置１１２は、膜測定装置１及び温度計１１１を、電極シート１０２の幅方向Ｘに沿って往復移動させる装置である。走査装置１１２の動作は、データ処理装置８（撮像制御部３１）により制御される。

【0052】

電極シート１０２の塗工膜は、温度が高くなると電極材料が膨張して、空隙率（単位面積当たりの空洞部の割合）が大きくことが考えられる。乾燥炉１０６から送り出された電極シート１０２の表面温度は、室温よりも高くなることがある。その場合、室温時とは測定データに差が生じるため、正確な測定ができなくなることが考えられる。そこで、オンライン測定時において、塗工膜の画像と共に、塗工膜の温度を温度計１１１で測定しておき、オフライン測定時のデータと比較することにより、温度による影響の有無を判断できる。

【0053】

図７は、プレスシステム２００における膜測定部の配置を示す側面図である。図７に示すように、プレスシステム２００は、第２ロール１０８、搬送装置２０１、プレスロール２０２、巻き取り装置２０３、第３ロール２０４を備える。

【0054】

第２ロール１０８は、塗工工程（図５参照）において、リールに巻き取られた帯状の電極シート１０２である。搬送装置２０１は、第２ロール１０８から引き出した電極シート１０２を、プレスロール２０２に向けて搬送する装置である。

【0055】

プレスロール２０２は、電極シート１０２を、予め設定された厚みまで圧縮する装置である。巻き取り装置２０３は、プレスロール２０２から送り出された電極シート１０２を、第３ロール２０４に向けて搬送する装置である。第３ロール２０４は、リールに巻き取られた電極シート１０２である。プレス工程において、第３ロール２０４に巻き取られた電極シート１０２は、次のスリット工程（説明を省略）に送られる。

【0056】

プレスシステム２００は、プレスロール２０２の下流側に、膜測定部１２０Ａと１２０Ｂとを備える。膜測定部１２０Ａと１２０Ｂの構成は、実質的に同じであるため、以下の説明においては、総称して「膜測定部１２０」ともいう。膜測定部１２０Ａは、電極シート１０２の第１面に形成された塗工膜の膜厚等を測定する。膜測定部１２０Ｂは、電極シート１０２の第１面とは反対側の第２面に形成された塗工膜の膜厚等を測定する。

【0057】

膜測定部１２０は、膜測定装置１、走査装置１１２を備える。図６に示す膜測定装置１において、撮像部２、光源３、光学部４及び再帰性反射板７（図１参照）は、１つのケースに収納されている。また、データ処理装置８（図１参照）は、通信ケーブルを介して外部に配置されている。膜測定部１２０は、温度計１１１（図６参照）を備えていない点が膜測定部１１０と相違する。その他の構成は、膜測定部１１０と実質的に同じであるため、各部の説明を省略する。なお、膜測定部１２０の構成は、塗工システム１００の膜測定部１１０と同じでもよい。

【0058】

次に、塗工膜の反射率とゼロ点数との相関性を、図８～図１１を参照して説明する。図８～図１１において、左側の画像は、サンプルとして作製した電極シートの画像（階調データ）から得た反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％の輝度画像を示している。また、右側の画像は、輝度画像から算出した二値化画像を示している。

【0059】

撮像領域は、カメラ視野の全体ではなく、カメラ視野中心の５００×５００画素（２５万点）である。サンプル上での測定エリアは、４ｍｍ角（１画素＝８μｍ角）となる。二値化画像では、算出した反射率が０．００１％以下となる画素（反射率が負の値となる画素を含む）をゼロ点とした。また、２５万点におけるゼロ点の数を算出してゼロ点数を得た（図４参照）。

【0060】

図８は、正極片面塗工膜の塗工後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。図９は、正極片面塗工膜のプレス後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。図１０は、負極両面塗工膜の塗工後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。図１１は、負極両面塗工膜のプレス後の輝度画像と二値化画像とを示す図である。図８～図１１は、いずれもサンプルの輝度を１５倍とした画像である。

【0061】

リチウムイオン電池の電池電極板は、イオン液が塗工膜内に浸透するように多くの穴（空洞部）が形成されている。その空洞部は、複雑な構造を持ち、基材まで連続している。塗工膜の表面に入射した光の一部は塗工面で反射し、残りは空洞部に入り込む。空洞部に入り込んだ光は、反射を繰り返しながら基材の表面に達し、そこで反射して再び空洞部から出射する。塗工後の電池電極板は、膜厚が厚いため、空洞部の光路長も長くなる。これにより、空洞部からの出射光が少なくなり、空洞部での反射率が低くなる。また、塗工後の電池電極板は、表面粗さが大きいので、塗工膜表面での反射光量は少なくなり、反射率が低くなる。そのため、塗工後の電池電極板では、ゼロ点数が多くなると考えられる。

【0062】

これに対してプレス後の電池電極板は、膜厚が薄くなるため、空洞部の光路長は短くなる。これにより、空洞部からの出射光が多くなり、空洞部での反射率が高くなる。また、プレス後の電池電極板は、表面粗さが小さくなるので、塗工膜表面での反射光量が多くなり、反射率が高くなる。そのため、プレス後の電池電極板では、ゼロ点数は少なくなると考えられる。

【0063】

図８に示す正極片面塗工膜の塗工後（プレス前）の二値化画像におけるゼロ点数は、４７，０９３であった。また、図９に示す正極片面塗工膜のプレス後の二値化画像におけるゼロ点数は、２４，７６６であった。一方、図１０に示す負極両面塗工膜の塗工後（プレス前）の二値化画像におけるゼロ点数は、２２，３２４であった。また、図１１に示す負極両面塗工膜のプレス後の二値化画像におけるゼロ点数は、１，３９７であった。以上の結果から、正極、負極のいずれの塗工膜においても、プレス後のゼロ点数は、塗工後のゼロ点数よりも大幅に少なくなることが明らかとなった。このように、反射率とゼロ点数は、それぞれ膜厚と相関性を有している。すなわち、膜厚が厚ければ反射率は低く、ゼロ点数は多くなる。また、膜厚が薄ければ、反射率は高く、ゼロ点数は少なくなる。次に、反射率とゼロ点数との相関性について、更に具体的に説明する。

【0064】

図１２は、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％とゼロ点数との相関性を示す図である。塗工後の指定膜厚は６５μｍ、プレス後の指定膜厚は５５μｍ（圧下比は８４．６％）である。塗工後とプレス後の反射率比は１．２、塗工後とプレス後のゼロ点数比は約０．５６となった。図１２に示すように、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％とゼロ点数との相関度Ｒ^２は、平均で０．９９以上となった。図１２に示す各プロット点は、オフラインで測定した（後述の図１３についても同様）。

【0065】

図１３は、負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％とゼロ点数との相関性を示す図である。塗工後の指定膜厚は１１０μｍ、プレス後の指定膜厚は７３μｍ（圧下比は６６．４％）である。塗工後とプレス後の反射率比は１．７、塗工後とプレス後のゼロ点数比はおよそ０．０７３となった。図１３に示すように、負極両面塗工膜の塗工後とプレス後において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％とゼロ点数との相関度Ｒ^２は、平均で０．９７以上となった。
このように、正極片面塗工膜、負極両面塗工膜のいずれにおいても、反射率とゼロ点数には高い相関性があり、膜厚、密度及び反射色彩値を測定する上で重要なパラメータとなる。

【0066】

次に、塗工膜の反射率と指定膜厚との相関性及び塗工膜の反射率と指定密度との相関性から求めた近似式と、塗工膜のゼロ点数と指定膜厚との相関性及び塗工膜のゼロ点数と指定密度との相関性から求めたそれぞれの近似式について説明する。

【0067】

図１４は、正極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及び平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。図１４（及び後述の図１５）において、塗工後の指定膜厚Ｔは６５μｍ（密度１．４７ｇ／ｃｍ^３）、プレス後の指定膜厚Ｔは５５μｍ（密度１．７３ｇ／ｃｍ^３）である。なお、近似式は、２サンプルの平均値を使用して求めているため、図１４及び後述の図１５～１７において、検量線の相関度はＲ^２＝１．０となる。また、本実施形態では、平均反射率として、膜厚との相関性が高いｒφ（Ｇ）を用いる例について説明する（図１２参照）。但し、対象物によっては、ｒφ（Ｒ）又はｒφ（Ｂ）の方が相関性の高い場合もある。そのため、平均反射率として、ｒφ（Ｇ）の代わりにｒφ（Ｒ）又はｒφ（Ｂ）を用いてもよいし、ｒφ（Ｒ）、ｒφ（Ｇ）及びｒφ（Ｂ）の平均値を用いてもよい。

【0068】

図１４の横軸は、平均反射率ｒφ（Ｇ）％を示している。平均反射率ｒφ（Ｇ）％は、撮像領域に含まれる全画素（例えば、２５万点）における再帰性反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のうち、ｒφ（Ｇ）％の平均値である。図１４の縦軸において、左側の目盛りは指定膜厚Ｔ（μｍ）を示し、右側の目盛りは指定密度ρ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。指定膜厚Ｔは、サンプルの厚さを測定し、測定値から基材の厚みを差し引いて求めた値である。指定密度ρは、サンプルの重量を測定し、測定値から基材の重量を差し引いて重量を求め、指定膜厚Ｔの測定値と共に換算式を用いて算出した値である。

【0069】

図１４において、正極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた推定膜厚Ｔｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝－４５．７４６ｘ＋１０８．５３ Ｒ^２＝１．０ （１）
式（１）の近似式を用いることにより、正極塗工膜において、測定した平均反射率ｒφ（Ｇ）から推定膜厚Ｔｅを算出できる。

【0070】

図１４において、正極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定密度ρとの相関性から求めた推定密度ρｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝１．１８９４ｘ＋０．３３８２ Ｒ^２＝１．０ （２）
式（２）の近似式を用いることにより、正極塗工膜において、測定した平均反射率ｒφ（Ｇ）から推定密度ρｅを算出できる。

【0071】

図１５は、正極塗工膜のゼロ点数と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及びゼロ点数と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。図１５の横軸は、ゼロ点数である。図１５の縦軸において、左側の目盛りは指定膜厚Ｔ（μｍ）を示し、右側の目盛りは指定密度ρ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。

【0072】

図１５において、正極塗工膜のゼロ点数と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた推定膜厚Ｔｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝０．０００５００ｘ＋４２．１０７ Ｒ^２＝１．０ （３）
式（３）の近似式を用いることにより、正極塗工膜において、測定したゼロ点数から推定膜厚Ｔｅを算出できる。

【0073】

図１５において、正極塗工膜のゼロ点数と指定密度ρとの相関性から求めた推定密度ρｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝－０．００００１３０ｘ＋２．０６５２２１９ Ｒ^２＝１．０ （４）
式（３）の近似式を用いることにより、正極塗工膜において、測定したゼロ点数から推定密度ρｅを算出できる。

【0074】

図１６は、負極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及び平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。図１６の横軸は、平均反射率ｒφ（Ｇ）％を示している。図１６の縦軸において、左側の目盛りは指定膜厚Ｔ（μｍ）を示し、右側の目盛りは指定密度ρ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。図１６（及び後述の図１７）において、塗工後の指定膜厚Ｔは１１０μｍ（密度１．４５ｇ／ｃｍ^３）、プレス後の指定膜厚Ｔは７３μｍ（密度２．１８ｇ／ｃｍ^３）である。

【0075】

図１６において、負極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた推定膜厚Ｔｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝－４１．６０５ｘ＋１７３．３３ Ｒ^２＝１．０ （５）
式（５）の近似式を用いることにより、負極塗工膜において、測定した平均反射率ｒφ（Ｇ）から推定膜厚Ｔｅを算出できる。

【0076】

図１６において、負極塗工膜の平均反射率ｒφ（Ｇ）と指定密度ρとの相関性から求めた推定密度ρｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝０．８２０８ｘ＋０．２００４ Ｒ^２＝１．０ （６）
式（６）の近似式を用いることにより、負極塗工膜において、測定した平均反射率ｒφ（Ｇ）から推定密度ρｅを算出できる。

【0077】

図１７は、負極塗工膜のゼロ点数と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた近似式の検量線の一例及びゼロ点数と指定密度ρとの相関性から求めた近似式の検量線の一例を示す図である。図１７の横軸は、ゼロ点数である。図１７の縦軸において、左側の目盛りは指定膜厚Ｔ（μｍ）を示し、右側の目盛りは密度ρ（ｇ／ｃｍ^３）を示す。

【0078】

図１７において、負極塗工膜のゼロ点数と指定膜厚Ｔとの相関性から求めた推定膜厚Ｔｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝０．００１５７ｘ＋６８．３８０６２ Ｒ^２＝１．０ 式（７）
式（７）の近似式を用いることにより、負極塗工膜において、測定したゼロ点数から推定膜厚Ｔｅを算出できる。

【0079】

図１７において、負極塗工膜のゼロ点数と指定密度ρとの相関性から求めた推定密度ρｅの近似式の一例を以下に示す。
ｙ＝－０．００００３０９ｘ＋２．２７１１３９２ Ｒ^２＝１．０ 式（８）
式（８）の近似式を用いることにより、負極塗工膜において、測定したゼロ点数から推定密度ρｅを算出できる。

【0080】

次に、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式と、ゼロ点数による近似式とを用いて、推定膜厚Ｔｅを算出した具体例について説明する。ゼロ点数による近似式を用いて推定膜厚Ｔｅを算出する処理は、膜厚算出部３４（図３参照）で実行される。本実施形態では、ゼロ点数による近似式を用いて推定膜厚Ｔｅを算出する処理との比較のために、膜厚算出部３４において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式を用いて推定膜厚Ｔｅを算出する処理を実行している。

【0081】

図１８は、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布を示す図である。図１９は、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。図１８及び図１９において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～２０は、塗工後（指定膜厚６５μｍ）の測定数を示している。横軸の２１～４０は、プレス後（指定膜厚５５μｍ）の測定数を示している。

【0082】

図１８の縦軸において、左側の目盛りは反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％を示し、右側の目盛りはゼロ点数を示している。図１８において、白丸（〇）は、ゼロ点数のプロット点を示している。ひし形（◇）は、Ｒ（赤）のプロット点を示している。白四角（□）は、Ｇ（緑）のプロット点を示している。白三角（△）は、Ｂ（青）のプロット点を示している。

【0083】

図１９の縦軸は、推定膜厚Ｔｅ（μｍ）を示している。図１９において、ひし形（◇）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した推定膜厚Ｔｅのプロット点を示している。白丸（〇）は、ゼロ点数による近似式（３）で算出した推定膜厚Ｔｅのプロット点を示している。

【0084】

図１９に示す測定数１～２０において、塗工後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、０．９７μｍとなった。一方、測定数１～２０において、塗工後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（３）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、１．００μｍとなった。

【0085】

一方、測定数２１～４０において、プレス後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、１．９４μｍとなった。また、測定数２１～４０において、プレス後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（３）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、１．４２μｍとなった。

【0086】

このように、プレス後の正極片面塗工膜において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した推定膜厚Ｔｅの標準偏差σは、ゼロ点数による近似式（３）で算出した推定膜厚Ｔｅの標準偏差σよりも１．３６倍大きくなった。そのため、正極片面塗工膜の推定膜厚Ｔｅを算出する場合、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）を用いるよりも、ゼロ点数による近似式（３）を用いることがより望ましいと考えられる。

【0087】

図２０は、負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布を示す図である。図２１は、負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。図２０及び図２１において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～４０は、塗工後／プレス前（指定膜厚１１０μｍ）の測定数を示している。横軸の４１～８０は、プレス後（指定膜厚７３μｍ）の測定数を示している。

【0088】

図２０の縦軸において、左側の目盛りは反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％を示し、右側の目盛りはゼロ点数を示している。図２０におけるプロット点の意味は、図１８と同じである。図２１の縦軸は、図１９と同じく推定膜厚Ｔｅ（μｍ）を示している。図２１における各プロット点の意味は、図１９と同じである。

【0089】

図２１に示すように、測定数１～４０において、塗工後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（５）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する推定膜厚Ｔｅの標準偏差σは、１．２３μｍとなった。また、測定数１～４０において、塗工後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（７）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する推定膜厚Ｔｅの標準偏差σは、２．５９μｍとなった。

【0090】

また、図２１の測定数４１～８０において、プレス後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（５）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する推定膜厚Ｔｅの標準偏差σは、４．４２μｍとなった。一方、測定数４１～８０において、プレス後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（７）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する推定膜厚Ｔｅの標準偏差σは、０．８６μｍとなった。

【0091】

このように、プレス後の負極両面塗工膜において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（５）で算出した推定膜厚Ｔｅの標準偏差σは、ゼロ点数による近似式（７）で算出した推定膜厚Ｔｅの標準偏差σよりも５．１４倍大きくなった。そのため、負極両面塗工膜において、推定膜厚Ｔｅを算出する場合、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（５）よりも、ゼロ点数による近似式（７）を用いることが、より望ましいと考えられる。

【0092】

図２０及び図２１に示すように、正極塗工膜及び負極塗工膜について、ゼロ点数と塗工膜の指定膜厚との相関性から求めた近似式（３）及び（７）とを用いて推定膜厚Ｔｅを算出することにより、塗工後とプレス後の塗工膜の膜厚を、より正確に測定できることが分かる。

【0093】

なお、二次電池の製造においては、電池電極板の表裏面における電池材料の均一度も重要となる。そのため、塗工膜の膜厚だけでなく、密度や反射色彩値をより正確に測定する必要がある。また、歩留まりを向上させるために、これらの物性の測定をオンラインで出来るようにすることが望ましい、しかし、先に説明した従来の膜測定方法では、電池電極板の表裏面に形成された塗工膜の膜厚、密度及び反射色彩値を、より正確に且つオンラインで測定することができないという課題があった。第１実施形態の膜測定装置１においては、以下に説明するように、電池電極板の表裏面に形成された塗工膜の密度、反射色彩値を、より正確に且つオンラインで測定できる。

【0094】

次に、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式とゼロ点数による近似式とを用いて、推定密度ρｅを算出した具体例について説明する。ゼロ点数による近似式を用いて推定密度ρｅを算出する処理は、密度算出部３５（図３参照）で実行される。本実施形態では、ゼロ点数による近似式を用いて推定密度ρｅを算出する処理との比較のために、密度算出部３５において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式を用いて推定密度ρｅを算出する処理を実行している。

【0095】

図２２は、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定密度ρｅの分布を示す図である。図２２において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～２０は、塗工後（指定密度１．４７ｇ／ｃｍ^３）の測定数を示している。横軸の２１～４０は、プレス後（指定密度１．７３ｇ／ｃｍ^３）の測定数を示している。

【0096】

図２２の縦軸は、推定密度ρｅ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。図２２において、ひし形（◇）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）で算出した推定密度ρｅのプロット点を示している。白丸（〇）は、ゼロ点数による近似式（４）で算出した推定密度ρｅのプロット点を示している。密度の測定においては、膜厚の測定と同じサンプルを使用している。そのため、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布は、図１８と同じである（図示を省略）。

【0097】

図２２に示す測定数１～２０において、塗工後の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）による近似式（２）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０２５ｇ／ｃｍ^３となった。一方、測定数１～２０において、塗工後の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（４）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０２６ｇ／ｃｍ^３となった。

【0098】

また、図２２に示す測定数２１～４０において、プレス後の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０５０ｇ／ｃｍ^３となった。また、測定数２１～４０において、プレス後の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（４）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０３７ｇ／ｃｍ^３となった。

【0099】

このように、プレス後の正極片面塗工膜において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σは、ゼロ点数による近似式（４）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σよりも１．３５倍大きくなった。そのため、正極片面塗工膜の推定密度ρｅを算出する場合、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）を用いるよりも、ゼロ点数による近似式（４）を用いることがより望ましいと考えられる。

【0100】

図２３は、負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの推定密度ρｅの分布を示す図である。図２３において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～４０は、塗工後（指定密度１．４５ｇ／ｃｍ^３）の測定数を示している。横軸の４１～８０は、プレス後（指定密度２．１８ｇ／ｃｍ^３）の測定数を示している。図２３の縦軸は、推定密度ρｅ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。図２３における各プロット点の意味は、図２２と同じである。密度の測定には、膜厚の測定と同じサンプルを使用している。そのため、負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布は、図２２と同じである（図示を省略）。

【0101】

図２３に示す測定数１～４０において、塗工後の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（６）で算出した場合、指定密度ρに対する推定密度ρｅの標準偏差σは、０．０２４ｇ／ｃｍ^３となった。一方、塗工後の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（８）で算出した場合、指定密度ρに対する推定密度ρｅの標準偏差σは、０．０５１ｇ／ｃｍ^３となった。

【0102】

また、図２３に示す測定数４１～８０において、プレス後の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（６）で算出した場合、指定密度ρに対する推定密度ρｅの標準偏差σは、０．０８８ｇ／ｃｍ^３となった。一方、測定数４１～８０において、プレス後の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（８）で算出した場合、指定密度ρに対する推定密度ρｅの標準偏差σは、０．０１７ｇ／ｃｍ^３となった。

【0103】

このように、塗工後の正極塗工膜において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（６）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σと、ゼロ点数による近似式（８）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σとの間には、大きな差は生じていない。しかし、プレス後の正極片面塗工膜において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σは、ゼロ点数による近似式（４）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σよりも１．３５倍大きくなった。また、プレス後の負極塗工膜において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（６）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σは、ゼロ点数による近似式（８）で算出した推定密度ρｅの標準偏差σよりも５．１８倍大きくなり、大きな差が生じている。そのため、正極塗工膜と負極塗工膜において、近似式を用いて推定密度ρｅを算出する場合、ゼロ点数による近似式（８）を用いることが、より望ましいと考えられる。

【0104】

図２２及び図２３に示すように、正極塗工膜及び負極塗工膜について、ゼロ点数と塗工膜の指定密度との相関性から求めた近似式とを用いて推定密度ρｅを算出することにより、塗工後とプレス後の塗工膜の密度を、より正確に測定できることが分かる。

【0105】

次に、色彩値算出部３６において、塗工膜の反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて反射色彩値Ｌａｂを算出した具体例について説明する。
図２４は、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。図２４において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～２０は、塗工後（指定膜厚６５μｍ）の測定数を示している。横軸の２１～４０は、プレス後（指定膜厚５５μｍ）の測定数を示している。

【0106】

図２４の縦軸において、左側の目盛りは明度値Ｌを示し、右側の目盛りは色度値ａ、ｂをそれぞれ示している。色度値ａは、緑（－）から赤（+）までの間の色味の強さを表す。色度値ｂは、青（－）から黄（+）までの間の色味の強さを表す。図２４において、ひし形（◇）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて算出した明度値Ｌのプロット点を示している。白四角（□）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて算出した色度値ａのプロット点を示している。白三角（△）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて算出した色度値ｂのプロット点を示している。色彩値の測定においては、膜厚、密度の測定と同じサンプルを使用している。

【0107】

反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％を用いて塗工膜の反射色彩値Ｌａｂを算出する変換式の一例を以下に示す。なお、基準となる標準光源Ｄ６５のＸＹＺ成分は、Ｘ（Ｒ）_１０＝９４．８１１、Ｙ（Ｇ）_１０＝１００．００、Ｚ（Ｂ）_１０＝１０７．３３３である。

【0108】

Ｌ＝１１６×（ｒφ（Ｇ）／１００．００）^１／３－１６ 式（９）
ａ＝５００×[｛ｒφ（Ｒ）／Ｒ_１０｝^１／３－（ｒφ（Ｇ）／Ｇ_１０）^１／３] 式（１０）
ｂ＝２００×[｛ｒφ（Ｇ）／Ｇ_１０｝^１／３－（ｒφ（Ｂ）／Ｂ_１０）^１／３] 式（１１）

【0109】

上記式（９）～（１１）と、膜厚等の測定で使用した反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％とを用いることにより、正極片面塗工膜の塗工後とプレス後における反射色彩値Ｌａｂを算出できる。なお、反射率ｒφ（Ｒ）、ｒφ（Ｇ）、ｒφ（Ｂ）の値が小さい場合、例えば、下記の式（１２）～（１４）のいずれかに該当する場合には、対応する下記の式（１５）～（１７）を用いて算出する。

【0110】

０．００８８５６≧（ｒφ（Ｒ）＝９４．８１１）
ｒφ（Ｒ）^＊＝７．７８７×ｒφ（Ｒ）／９４．８１１＋１６．０／１１６．０
式（１２）
０．００８８５６≧（ｒφ（Ｇ）＝１００．０）
ｒφ（Ｇ）^＊＝７．７８７×ｒφ（Ｇ）／１００．０＋１６．０／１１６．０
式（１３）
０．００８８５６≧（ｒφ（Ｂ）＝１０７．３）
ｒφ（Ｂ）^＊＝７．７８７×ｒφ（Ｂ）／１０７．３＋１６．０／１１６．０
式（１４）

【0111】

Ｌ＝１１６×（ｒφ（Ｇ）^＊）－１６ 式（１５）
ａ＝５００×（ｒφ（Ｒ）^＊－ｒφ（Ｇ）^＊） 式（１６）
ｂ＝２００×（ｒφ（Ｇ）^＊－ｒφ（Ｂ）^＊） 式（１７）

【0112】

図２４に示すように、明度値Ｌは、塗工後の測定数１～２０よりもプレス後の測定数２１～４０において、値が大きいことが分かる。また、色度値ａ，ｂは、塗工後の測定数１～２０に対してプレス後の測定数２１～４０では、分布の位置に変化が生じることが分かる。正極片面塗工膜において、塗工後とプレス後に算出した反射色彩値Ｌａｂは、塗工後とプレス後に正極片面塗工膜（塗工材）に生じた物性の変化をリニアに示したものとなる。

【0113】

図２５は、負極両面塗工膜の塗工後とプレス後における各サンプルの反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。図２５において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～４０は、塗工後（指定膜厚１１０μｍ）の測定数を示している。横軸の４１～８０は、プレス後（指定膜厚７３μｍ）の測定数を示している。図２５の縦軸及び各プロット点の項目は、図２４と同じである。

【0114】

図２５に示すように、明度値Ｌは、塗工後の測定数１～４０よりもプレス後の測定数４１～８０において、値が大きくなる結果となった。また、色度値ａ，ｂは、塗工後の測定数１～４０に対してプレス後の測定数４１～８０では、それぞれの分布の位置に変化が生じることが分かる。負極両面塗工膜においても、塗工後とプレス後に算出した反射色彩値Ｌａｂは、塗工後とプレス後に負極両面塗工膜（塗工材）に生じた物性の変化をリニアに示したものとなる。

【0115】

図２４及び図２５に示すように、正極片面塗工膜及び負極両面塗工膜について、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％と変換式とを用いることにより反射色彩値Ｌａｂを算出できる。反射色彩値Ｌａｂを算出することにより、１つの色を特定できる。そして、この反射色彩値Ｌａｂと、基準となる膜厚の反射色彩値（以下、「基準反射色彩値」ともいう）との差である色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）を算出することにより、塗工後とプレス後における膜厚、密度の変化を検出できる。また、色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）を算出することにより、例えば、電極シートの幅方向において、塗工材の混合度合いが均一であるか否かを判断できる。

【0116】

オンラインでの測定において、電極シートの幅方向やラインの走行方向における色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）は、基準反射色彩値（Ｌ_０，ａ_０，ｂ_０）と反射色彩値Ｌａｂとを用いることにより、下記の式により算出できる。式（２１）のΔＥは、ΔＬ、Δａ、Δｂから求められる総色差であり、色空間上における基準値とサンプル値との間の距離を表している。

【0117】

ΔＬ＝Ｌ－Ｌ_０ 式（１８）
Δａ＝ａ－ａ_０ 式（１９）
Δｂ＝ｂ－ｂ_０ 式（２０）
ΔＥ＝√（ΔＬ^２＋Δａ^２＋Δｂ^２） 式（２１）

【0118】

以上説明したように、第１実施形態の膜測定装置１によれば、正極塗工膜及び負極塗工膜の反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて反射色彩値Ｌａｂを算出できる。また、基準反射色彩値（Ｌ_０，ａ_０，ｂ_０）と反射色彩値Ｌａｂとを用いて、色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）を算出できる。したがって、オンライン測定において、電極シートの幅方向やラインの走行方向における色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）を算出することにより、塗工材の混合度合いが均一であるか否かをリアルタイムに判断できる。これにより、塗工工程やプレス工程において歩留まりの向上が期待できる。

【0119】

なお、電池電極板の基材となるアルミニウム、銅の表面が酸化した場合、電極としての性能が低下する。基材が酸化したか否かは、電極電極板において、電極材料が塗工されていない未塗工部の反射率を測定することにより判別できる。基材の未塗工部は、塗工部よりも反射率が高いため、撮像部２（図１参照）において、基材撮像用のシャッタ
時間、塗工膜撮像用の露光時間をそれぞれ設定する。そして、両方の露光時間に対応して、それぞれ黒体校正板（後述）による撮像を実施することにより、基材の反射率測定、塗工膜の反射率測定を同時又は交互に行うことができる。その際に、反射色彩値も同時に測定できるので、基材の酸化の有無だけでなく、基材の異常を検出することもできる。

【0120】

次に、第２実施形態として、撮像部２をラインセンサカメラとして使用する実施形態について説明する。
リチウムイオン電池において、電極を構成する基材は、帯状に限らず、円筒状に構成される場合もある。このような円筒状の基材に形成された塗工膜を、５００×５００画素の測定エリアで撮像すると、円周方向の上側と下側において、測定距離の差により画像ぼけが生じる。このような円筒状の塗工膜をより正確に撮像できるようにするため、撮像部２をラインセンサカメラとして使用する手法を提案する。

【0121】

第２実施形態の膜測定装置１では、撮像部２の撮像領域を２０００×５０画素に設定して、撮像部２をラインセンサカメラとして使用する。撮像部２としては、第１実施形態と同じく、例えば、２０４８×１５３６の画素数（ＲＧＢ）を有するイメージセンサを用いることができる。撮像領域を２０００×５０画素に設定した場合、サンプル上での測定エリアは、１６ｍｍ×０．４ｍｍ（１画素＝８μｍ角）となる。ここでは、サンプルの水平方向Ｘにおいて、２０００×５０画素を４０セグメント（５０×５０画素、０．５ｍｍピッチ）に分割して測定した。２０４８×１５３６画素を有するイメージセンサの測定エリアを、２０００×５０画素で使用することは、例えば、撮像制御部３１（図３参照）において実行される画像処理プログラムを変更することにより実現できる。

【0122】

次に、第２実施形態の膜測定装置１で撮像した塗工膜の輝度画像と二値化画像を、図２６～図２９を参照して説明する。図２６～図２９において、上側の画像は、サンプルとして作製した電極シートの画像（階調データ）から得た反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％の輝度画像を示している。また、下側の画像は、輝度画像から算出した二値化画像を示している。

【0123】

図２６は、正極片面塗工膜の中央部における輝度画像と二値化画像とを示す図である。図２７は、正極片面塗工膜の端部における輝度画像と二値化画像とを示す図である。図２８は、負極両面塗工膜の裏面における輝度画像と二値化画像とを示す図である。図２９は、負極両面塗工膜の表面における輝度画像と二値化画像とを示す図である。

【0124】

図２６と図２７に示すように、塗工後の正極片面塗工膜において、中央部と端部における輝度画像と二値化画像の差が少ないことが分かる。同様に、図２８と図２９に示すように、塗工後の負極両面塗工膜において、裏面と表面における輝度画像と二値化画像の差が少ないことが分かる。

【0125】

このように、垂直方向Ｙの走査画素数を５００から５０に減らすと、オンラインで１台の膜測定装置１を水平方向Ｘに走査しながら撮像する場合に、画像ぼけがほとんど生じないことが分かる。また、垂直方向Ｙの走査画素数を５００から５０に減らすことにより、画像の撮像周期を短くできるため、膜測定装置１を高速で移動させながら測定することが可能となる。

【0126】

次に、第２実施形態の膜測定装置１（２０００×５０画素）において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式と、ゼロ点数による近似式とを用いて、推定膜厚Ｔｅを算出した具体例について説明する。第２実施形態においても、ゼロ点数による近似式を用いて推定膜厚Ｔｅを算出する処理との比較のために、膜厚算出部３４において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式を用いて推定膜厚Ｔｅを算出する処理を実行している。

【0127】

図３０は、正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の反射率とゼロ点数の分布を示す図である。図３１は、正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。図３０及び図３１において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～５０は、中央部を測定したサンプルの測定数を示している。横軸の５１～１００は、端部を測定したサンプルの測定数を示している。指定膜厚Ｔは、６５μｍである。膜厚を算出するための近似式の検量線は、第１実施形態（５００×５００画素）と同じである。

【0128】

図３０の左側の目盛りは反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％を示し、右側の目盛りはゼロ点数を示している。図３０において、白丸（〇）は、ゼロ点数のプロット点を示している。ひし形（◇）は、Ｒ（赤）のプロット点を示している。白四角（□）は、Ｇ（緑）のプロット点を示している。白三角（△）は、Ｂ（青）のプロット点を示している。

【0129】

図３１の縦軸は、推定膜厚Ｔｅ（μｍ）を示している。図３１において、ひし形（◇）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した推定膜厚Ｔｅのプロット点を示している。白丸（〇）は、ゼロ点数による近似式（３）で算出した推定膜厚Ｔｅのプロット点を示している。

【0130】

図３１に示すように、測定数１～５０（中央部）において、正極塗工後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した場合、指定膜厚Ｔ対する標準偏差σは、１．５０μｍとなった。一方、測定数１～５０において、塗工後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（３）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、０．７０μｍとなった。

【0131】

また、測定数５１～１００（端部）において、正極塗工後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した場合、指定膜厚Ｔ対する標準偏差σは、１．０μｍとなった。一方、測定数５１～１００において、正極塗工後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（３）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、０．４４μｍとなった。

【0132】

このように、撮像領域を２０００×５０画素に設定した第２実施形態において、ゼロ点数による近似式（３）で算出した正極塗工膜の推定膜厚Ｔｅは、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した推定膜厚Ｔｅよりも、指定膜厚Ｔとの差が小さいことが分かる。

【0133】

図３２は、負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の反射率とゼロ点数の分布を示す図である。図３３は、負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の推定膜厚Ｔｅの分布を示す図である。図３２及び図３３において、横軸の１～５０は、裏面を測定したサンプルの測定数を示している。横軸の５１～１００は、表面中央部を測定したサンプルの測定数を示している。指定膜厚Ｔは、１１０μｍである。膜厚を算出するための近似式の検量線は、第１実施形態（５００×５００画素）と同じである。

【0134】

図３３に示すように、測定数１～５０（裏面）において、負極塗工後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（５）で算出した場合、指定膜厚Ｔ対する標準偏差σは、１．５０μｍとなった。一方、測定数１～５０において、負極塗工後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（７）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、１．１μｍとなった。

【0135】

また、測定数５１～１００（表面中央部）において、負極塗工後の推定膜厚Ｔｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（５）で算出した場合、指定膜厚Ｔ対する標準偏差σは、２．２μｍとなった。一方、測定数５１～１００において、負極塗工後の推定膜厚Ｔｅを、ゼロ点数による近似式（７）で算出した場合、指定膜厚Ｔに対する標準偏差σは、１．８μｍとなった。

【0136】

このように、撮像領域を２０００×５０画素に設定した第２実施形態において、ゼロ点数による近似式（３）で算出した負極塗工膜の推定膜厚Ｔｅは、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（１）で算出した推定膜厚Ｔｅよりも、指定膜厚Ｔとの差が小さいことが分かる。

【0137】

次に、第２実施形態の膜測定装置１（２０００×５０画素）において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式と、ゼロ点数による近似式とを用いて、推定密度ρｅを算出した具体例について説明する。第２実施形態においても、ゼロ点数による近似式を用いて推定密度ρｅを算出する処理との比較のために、密度算出部３５において、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式を用いて推定密度ρｅを算出する処理を実行している。

【0138】

図３４は、正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の推定密度ρｅの分布を示す図である。図３４において、横軸は、図３１と同じく、サンプルの測定数である。図３４の縦軸は、推定密度ρｅ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。図３４において、ひし形（◇）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）で算出した推定密度ρｅのプロット点を示している。白丸（〇）は、ゼロ点数による近似式（４）で算出した推定密度ρｅのプロット点を示している。密度の測定においては、膜厚の測定と同じサンプルを使用している。そのため、正極片面塗工膜の中央部と端部における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布は、第２実施形態の図３０と同じである（図示を省略）。密度を算出するための近似式の検量線は、第１実施形態（５００×５００画素）と同じである。

【0139】

図３４に示すように、測定数１～５０において、中央部の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）による近似式（２）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０４５ｇ／ｃｍ^３となった。一方、測定数１～５０において、中央部の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（４）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０１８ｇ／ｃｍ^３となった。

【0140】

また、図３４に示すように、測定数５１～１００において、端部の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．２６ｇ／ｃｍ^３となった。また、測定数５１～１００において、端部の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（４）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０１３ｇ／ｃｍ^３となった。

【0141】

このように、撮像領域を２０００×５０画素に設定した第２実施形態において、ゼロ点数による近似式（４）で算出した正極塗工膜の推定密度ρｅは、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％による近似式（２）で算出した推定密度ρｅよりも、指定密度ρとの差が小さいことが分かる。

【0142】

図３５は、負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の推定密度ρｅの分布を示す図である。図３５において、横軸は、図３４と同じく、サンプルの測定数である。図３５の縦軸は、図３４と同じく、推定密度ρｅ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。密度の測定においては、膜厚の測定と同じサンプルを使用している。そのため、負極両面塗工膜の裏面と表面中央部における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布は、第２実施形態の図３２と同じである（図示を省略）。密度を算出するための近似式の検量線は、第１実施形態（５００×５００画素）と同じである。

【0143】

図３５に示す測定数１～５０において、裏面の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）による近似式（６）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０２１ｇ／ｃｍ^３となった。一方、測定数１～５０において、裏面の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（８）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０２９ｇ／ｃｍ^３となった。

【0144】

また、図３５に示す測定数５１～１００において、表面中央部の推定密度ρｅを、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）による近似式（６）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０３５ｇ／ｃｍ^３となった。一方、測定数５１～１００において、表面中央部の推定密度ρｅを、ゼロ点数による近似式（８）で算出した場合、指定密度ρに対する標準偏差σは、０．０４２ｇ／ｃｍ^３となった。

【0145】

次に、第２実施形態の膜測定装置１（２０００×５０画素）において、塗工膜の反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて反射色彩値Ｌａｂを算出した具体例について説明する。
図３６は、正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。図３６において、横軸の数値は、サンプルの測定数（データ数）を示している。横軸の１～５０は、中央部を測定したサンプルの測定数を示している。横軸の５１～１００は、端部を測定したサンプルの測定数を示している。

【0146】

図３６の縦軸において、左側の目盛りは明度値Ｌを示し、右側の目盛りは色度値ａ、ｂをそれぞれ示している。図３６において、ひし形（◇）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて算出した明度値Ｌのプロット点を示している。白四角（□）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて算出した色度値ａのプロット点を示している。白三角（△）は、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％に基づいて算出した色度値ｂのプロット点を示している。

【0147】

正極片面塗工膜の色彩値の測定においては、前述した膜厚、密度の測定と同じサンプルを使用している。そのため、正極片面塗工膜の中央部と端部における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布は、第１実施形態の図３０と同じである（図示を省略）。また、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％を用いて塗工膜の反射色彩値Ｌａｂを算出する変換式は、第１実施形態と同じである。

【0148】

図３７は、正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部の色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）の分布を示す図である。図３７に示すように、正極片面塗工膜の各サンプルにおける中央部と端部において、総色差である色差値ΔＥは、平均で１以下と小さいことが分かる。

【0149】

図３８は、負極両面塗工膜の裏面と表面中央部の反射色彩値Ｌａｂの分布を示す図である。図３８において、横軸は、図３６と同じく、サンプルの測定数である。図３８の縦軸及び各プロット点の意味は、図３６と同じである。

【0150】

負極両面塗工膜の色彩値の測定においては、前述した膜厚、密度の測定と同じサンプルを使用している。そのため、負極両面塗工膜の裏面と表面中央部における各サンプルの反射率とゼロ点数の分布は、図３２と同じである（図示を省略）。また、反射率ｒφ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）％を用いて塗工膜の反射色彩値Ｌａｂを算出する変換式は、第１実施形態と同じである。

【0151】

図３９は、負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部の色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）の分布を示す図である。図３９に示すように、負極両面塗工膜の各サンプルにおける裏面と表面中央部において、総色差である色差値ΔＥは、平均で１以下と小さいことが分かる。

【0152】

このように、撮像領域を２０００×５０画素に設定した第２実施形態において、塗工後に算出した反射色彩値Ｌａｂは、塗工後に正極片面塗工膜及び負極両面塗工膜（塗工材）に生じた物性の変化をリニアに示したものとなる。したがって、オンライン測定において、塗工膜の色差値Δ（Ｌ，ａ，ｂ，Ｅ）を算出することにより、塗工材の混合度合いが均一であるか否かをリアルタイムに判断できる。

【0153】

なお、撮像部２をラインセンサカメラとして使用する実施形態において、２０００×５０画素の撮像領域について、校正測定を行う方法として、例えば、以下の式（２２）を用いる方法が考えられる。
校正演算輝度値＝ＣＷ－ＣＢ 式（２２）
式（２２）において、ＣＷは、測定位置に反射校正板をセットして測定した輝度値である。ＣＢは、測定位置に黒体校正板をセットして測定した輝度値である。

【0154】

上記式（２２）を用いて算出した輝度値の分布を図４０に示す。図４０は、撮像領域５００×５００画素と２０００×５０画素における校正演算輝度値の分布を示す図である。図４０の縦軸は、輝度値を１２ビット（０～４０９５）で表した値（以下、「カウント数」ともいう）を示している。また、横軸は、水平方向Ｘの２０００画素を１／１０に圧縮した２００画素（画素数）を示している。輝度値は、１０画素ごとの平均値で算出している。

【0155】

図４０に示すように、撮像領域を中央の５００×５００画素に設定した場合、ＲＧＢのいずれも水平方向Ｘにおける輝度変化が小さいことが分かる。また、撮像領域を２０００×５０画素に設定した場合も、ＲＧＢのいずれも水平方向Ｘにおける輝度変化が小さいことが分かる。このように、上記式（２２）を用いて校正演算輝度値を算出することにより、水平方向Ｘにおける輝度変化を小さくできる。そのため、撮像領域を５００×５００画素とした場合だけでなく、２０００×５０画素とした場合においても、より正確な輝度値を測定することができる。

【0156】

なお、本実施形態の膜測定装置１を、図５に示す塗工システム１００や図７に示すプレスシステム２００照）に適用する場合、黒体校正板と反射校正板を電極シートの幅方向Ｘの片面又は両面に設置しておき、一定時間ごとに輝度値の校正を行うことが望ましい。

【0157】

以上、本発明に係る膜測定装置及び膜測定方法の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内に含まれる。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜に組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

【0158】

（変形形態）
第１実施形態では、撮像部２の撮像領域を５００（Ｘ）×５００（Ｙ）画素とする例について説明したが、これに限定されない。撮像領域を、例えば、５５０×５５０画素としてもよいし、４５０×４５０画素としてもよい。Ｙ方向の画素数を減らすことにより、画像の取り込み時間が短くなるため、短周期での測定が可能となる。

【0159】

撮像部２をラインセンサカメラとして使用する第２実施形態において、撮像領域は、２０００×５０画素に限定されず、例えば、２０００×２５画素に設定してもよい。反射率ｒφやゼロ点数は、データ数が多い方が望ましいが、撮像するカメラの仕様、特性等に応じて、安定的に測定できる画素数を設定すればよい。

【0160】

第１及び第２実施形態の膜測定装置１において、光軸ＯＡ１（図１参照）が測定対象物Ｓの垂線ＰＬに対して垂直となるように撮像部２を配置して、測定対象物Ｓの表面で反射した反射光を、直接、撮像部２に入射させるように構成してもよい。このように、第１及び第２実施形態の膜測定装置１は、再帰性反射板７を用いない構成としてもよい。

【0161】

第１及び第２実施形態の膜測定装置１において、データ処理装置８（図１参照）は、ネットワークを介して撮像部２及び光源３と接続されていてもよい。ネットワークとしては、例えば、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＶＰＮ（Ｖｅｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等が挙げられる。膜測定装置１において、データ処理装置８の処理は、ローカルで行ってもよいし、リモートで行ってもよい。

【符号の説明】

【0162】

１ 膜測定装置
２ 撮像部
３ 光源
４ 光学部
５ テレセントリックレンズ
６ ビームスプリッタ
７ 再帰性反射板
８ データ処理装置
１１ ＣＰＵ
１８ 記憶部
３１ 撮像制御部
３２ 光源制御部
３３ データ算出部
３４ 膜厚算出部
３５ 密度算出部
３６ 色彩値算出部
４１ 画像ＤＢ
４２ 近似式ＤＢ

【要約】

【課題】塗工膜の膜厚をより正確に測定できる膜測定装置を提供すること。
【解決手段】膜測定装置１は、塗工膜の画像を撮像して画素毎の階調データを取得する撮像部２と、光源３と、光源３から出力された光を前記塗工膜に照射し、前記塗工膜からの反射光を前記撮像部に入射させる光学部４と、撮像部２で撮像された前記画像に基づいて、撮像領域における画素毎の再帰性反射率及び前記再帰性反射率が設定値未満となるゼロ点数を算出するデータ算出部と、前記ゼロ点数と前記塗工膜の指定膜厚との相関性から求めた近似式とを用いて、前記ゼロ点数から前記塗工膜の推定膜厚を算出する膜厚算出部と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】