JP2026023716A - 測定機器、測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物の厚さの測定精度を高める。
【解決手段】測定機器１は、基材５Ａの表面５ａ上に被覆層５Ｂが形成された測定対象物５における被覆層５Ｂの厚さＤを測定軸方向Ｘに対して測定する測定機器１であって、第１測定基準位置としての第１端面１３ａを有する第１端部１３が設けられ、第１端面１３ａと基材５Ａの表面５ａとの間の測定軸方向Ｘに対する第１距離Ａを電磁気的に測定する第１測定部１１と、第２測定基準位置としての第２端面１４ａを有する第２端部１４が設けられ、第２端面１４ａと被覆層５Ｂの表面５ｂとの間の測定軸方向Ｘに対する第２距離Ｂを光学的に測定する第２測定部１２と、を備える。第１端部１３と第２端部１４は、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに隣り合って配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定機器、測定装置及び測定方法に関する。

測定対象物として、基材の表面に形成された被覆層の厚さを測定するセンサシステムが知られている（特許文献１）。このセンサシステムは、三角測量方式のレーザ変位センサ（レーザ三角測量センサ）や色共焦点変位センサである光学変位センサと、渦電流変位センサと、を備えており、渦電流変位センサのコイルの上方に光学変位センサが配置されている。このため、このセンサシステムでは、光学変位センサが測定する測定基準位置（測定基準面）が、渦電流変位センサが測定する測定基準位置（測定基準面）の上方に配置されており、光学変位センサが、渦電流変位センサのコイルの中心部を通して被覆層を測定する。

特許第７２０３９６１号明細書 特開２００７－１１３９８０号公報

上述した特許文献１では、コイルの上方に光学変位センサが配置されているので、測定対象物を測定する測定軸方向において、光学変位センサの測定基準位置が、渦電流変位センサの測定基準位置よりも、コイルの高さ以上、離れることになる。このように各測定基準位置が離れることにより、光学変位センサと渦電流変位センサの各測定軸を互いに平行にすること、例えば、一致させることが困難であった。さらに、特許文献１の構造では、光学変位センサと測定対象物との間の距離が長いので、光学変位センサと渦電流変位センサとの固定状態が、経時変化や測定環境の温度変化によって変動しやすく、例えば、測定対象物の表面に垂直な方向に対して測定軸が傾斜する変動に伴って光学変位センサの測定軸と渦電流変位センサの測定軸とが容易にずれる問題があった。光学変位センサの測定軸や渦電流変位センサの測定軸が傾斜した場合には、測定対象物の厚さの測定精度が顕著に低下する。

また、上述した光学変位センサとしてのレーザ三角測量センサや色共焦点変位センサは、測定軸に垂直な測定範囲、いわゆるスポット径が、一般に数μｍ～１００μｍ程度である。これに対し、渦電流変位センサの測定範囲は、数ｍｍ～数１０ｍｍ程度であるので、光学変位センサの測定範囲と比べて数１００倍以上の差がある。このような各測定範囲の違いにより、測定対象物の厚さの測定精度が低くかった。例えば、測定対象物の表面上で数μｍ程度の凹凸が発生する場合には、凹凸に対する光学変位センサと渦電流変位センサの各測定範囲に違いが生じるので、測定対象物の厚さの測定精度が顕著に低下する。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、測定対象物の厚さの測定精度を高めることができる測定機器を提供することを目的とする。

本願の開示する測定機器の一態様は、基材の表面上に被覆層が形成された測定対象物における被覆層の厚さを測定軸方向に対して測定する測定機器であって、第１測定基準位置としての第１端面を有する第１端部が設けられ、第１端面と基材の表面との間の測定軸方向に対する第１距離を電磁気的に測定する第１測定部と、第２測定基準位置としての第２端面を有する第２端部が設けられ、第２端面と被覆層の表面との間の測定軸方向に対する第２距離を光学的に測定する第２測定部と、を備える。第１端部と第２端部は、測定軸方向に直交する方向に隣り合って配置されている。

本願の開示する測定機器の一態様によれば、測定対象物の厚さの測定精度を高めることができる。

図１は、実施形態１の測定機器を模式的に示す斜視図である。 図２は、実施形態１の測定機器における第１測定部及び第２測定部を第１端面及び第２端面の側から模式的に示す平面図である。 図３は、実施形態１の測定機器における第１測定部及び第２測定部の各測定範囲を模式的に示す斜視図である。 図４は、実施形態１の測定機器における被覆層の厚さの演算を説明するための模式図である。 図５は、実施形態１の測定機器における渦電流変位センサの駆動周波数と渦電流の深さとの関係を説明するためのグラフである。 図６は、実施形態１の測定機器における温度センサ及び温度調節部を説明するための模式図である。 図７は、実施形態１の測定機器を備える測定装置を示す斜視図である。 図８は、実施形態２の測定機器の要部を模式的に示す斜視図である。 図９は、実施形態２の測定機器の第１測定部及び第２測定部を、第１端面及び第２端面の側から模式的に示す平面図である。 図１０は、実施形態３の測定機器の要部を説明するための平面図である。 図１１は、実施形態４の測定機器の要部を示す模式図である。

以下に、本願の開示する測定機器、測定装置及び測定方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によって、本願の開示する測定機器、測定装置及び測定方法が限定されるものではない。
［実施形態１］

（測定機器）
図１は、実施形態１の測定機器を模式的に示す斜視図である。図２は、実施形態１の測定機器における第１測定部及び第２測定部を第１端面及び第２端面の側から模式的に示す平面図である。

図１に示すように、実施形態１の測定機器１は、基材５Ａの表面５ａ上に被覆層５Ｂが形成された測定対象物５における被覆層５Ｂの厚さを測定軸方向Ｘに対して測定する。実施形態１の測定機器１によって厚さが測定される測定対象物５の一例としては、電池の電極シートであり、基材５Ａとしての金属箔の表面上に形成された被覆層５Ｂとしての活性物質の塗膜の厚さである。この場合、金属箔の厚さが１０［μｍ］～２０［μｍ］程度であり、塗膜の厚さが５０［μｍ］～３００［μｍ］程度である。活性物質の塗膜は僅かに導電性を有するが、塗膜の導電率が金属箔の導電率と比べて値が６桁程度小さいので、金属箔の電磁気的な測定において塗膜の導電率を無視できる。また、塗膜は光透過性を有しておらず、不透明に形成されている。

なお、測定対象物５としては電極に限定されず、被覆層５Ｂの導電率と比べて導電率の値が６桁程度以上高い基材５Ａに形成された被覆層５Ｂの厚さの測定に適用できる。例えば、鋼板の表面上に形成された塗膜の厚さの測定に適用されてもよい。

図１及び図２に示すように、実施形態１の測定機器１は、第１測定基準位置としての第１端面１３ａを有する第１端部１３が設けられて第１端面１３ａと基材５Ａの表面（上面）５ａとの間の測定軸方向Ｘに対する第１距離Ａを電磁気的に測定する第１測定部１１と、第２測定基準位置である第２端面１４ａを有する第２端部１４が設けられて第２端面１４ａと被覆層５Ｂの表面（上面）５ｂの測定軸方向Ｘに対する第２距離Ｂを光学的に測定する第２測定部１２と、を備える。すなわち、測定機器１は、測定方式が異なる第１測定部１１と第２測定部１２を備えており、第１測定部１１が測定した測定値である第１距離Ａと、第２測定部１２が測定した測定値である第２距離Ｂとの演算に基づいて被覆層５Ｂの厚さを検出する。測定軸方向Ｘは、測定対象物５の厚さ方向に平行な方向であり、基材５Ａの表面５ａ及び被覆層５Ｂの表面５ｂに垂直な方向である。

第１測定部１１は、渦電流変位センサ１６を備える。第１測定部１１の渦電流変位センサ１６は、基材５Ａの表面５ａに向けて磁界を発生するコイル１６ａと、コイル１６ａに高周波電流を流すための高周波発信回路１６ｂと、渦電流に基づいて第１距離Ａを検出する第１検出回路１６ｃと、を有する。

第２測定部１２は、光ファイバ変位センサ１７を備える。第２測定部１２の光ファイバ変位センサ１７は、被覆層５Ｂの厚さを検出するための検出光を発光する複数の発光用の光ファイバ１７ａと、被覆層５Ｂの表面５ｂで反射された検出光の受光を行う複数の受光用の光ファイバ１７ｂと、複数の発光用の光ファイバ１７ａ及び複数の受光用の光ファイバ１７ｂを束ねるパイプ部材１７ｃと、検出光に基づいて第２距離Ｂを検出する第２検出回路１７ｄと、を有する。図２に示すように、複数の発光用の光ファイバ１７ａと、複数の受光用の光ファイバ１７ｂは、第２端面１４ａにおいて、例えば、測定軸まわりに間隔をあけて交互に配置されている。なお、図２では、複数の発光用の光ファイバ１７ａの一部、複数の受光用の光ファイバ１７ｂの一部の図示を省略している。

上述した渦電流変位センサ１６の高周波発信回路１６ｂ、第１検出回路１６ｃ、光ファイバ変位センサ１７の第２検出回路１７ｄは、各種の信号処理を行う演算素子を含む制御回路１８に電気的に接続されており、制御回路１８によって渦電流変位センサ１６及び光ファイバ変位センサ１７の測定動作等が制御される。高周波発信回路１６ｂ、第１検出回路１６ｃ、第２検出回路１７ｄ、及び制御回路１８は、測定機器１が備えてもよく、測定機器１と電気的に接続される制御装置（図示せず）が備えてもよい。

このように第２測定部１２は、第２端面１４ａに複数の発光用の光ファイバ１７ａと複数の受光用の光ファイバ１７ｂが配列された光ファイバ変位センサ１７を備えることにより、後述する第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と同等になるように、第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２を広げられる。このため、後述する測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、第１測定部１１が測定する第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２が測定する第２測定範囲Ｒ２とに違いが生じることが抑えられ、被覆層５Ｂの厚さの測定精度を高められる。

実施形態１における第１測定部１１の第１端部１３と第２測定部１２の第２端部１４は、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに隣り合って配置されている。測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙは、測定対象物５の表面に沿う平面上における任意の方向である。言い換えると、第１端部１３と第２端部１４は、被覆層５Ｂの表面５ｂ及び基材５Ａの表面５ａに沿う同一平面上で互いに接するように配置されており、例えば、円筒状の第２端部１４が、円筒状の第１端部１３の外周部の周方向にわたって接して設けられている。このため、実施形態１では、第１測定部１１の第１測定軸Ｍ１と第２測定部１２の第２測定軸Ｍ２とが一致するように構成されている。すなわち、光ファイバ変位センサ１７と渦電流変位センサ１６は、各測定軸Ｍ１、Ｍ２が一致するように、コイル１６ａがパイプ部材１７ｃの外周部に設けられている。例えば、コイル１６ａは、パイプ部材１７ｃの外周に巻き付けられていることにより、渦電流変位センサ１６と光ファイバ変位センサ１７とが強固に固定されている。

これにより、渦電流変位センサ１６と光ファイバ変位センサ１７との固定状態が経時変化や測定環境の温度変化によって変動することが抑えられるので、第１端面１３ａと第２端面１４ａとの相対位置が変動し難くなり、例えば、測定対象物５の表面５ｂに垂直な方向に対して各測定軸Ｍ１、Ｍ２が傾斜する変動等を抑制できる。その結果、第１測定部１１が測定する第１距離Ａ及び第２測定部１２が測定する第２距離Ｂに誤差が生じることが抑えられ、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度を高められる。

また、測定軸方向Ｘにおいて、第１測定部１１の第１端面１３ａと第２測定部１２の第２端面１４ａとが近傍に配置されている。実施形態１では、一例として、第２測定部１２の第２端面１４ａが、第１測定部１１の第１端面１３ａから、測定軸方向Ｘの下方に（測定対象物５側に）突出している。測定軸方向Ｘに対する第１端面１３ａと第２端面１４ａとの間の間隔Ｃは、１０［ｍｍ］程度以下になるように、第１測定部１１と第２測定部１２とが固定されている。これにより、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２との大きさに差が生じることを避けられるので、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度を高められる。

なお、本実施形態１では、第２測定部１２の第２端面１４ａが、第１測定部１１の第１端面１３ａから測定軸方向Ｘの下方に突出するが、測定軸方向Ｘにおける第２端面１４ａの位置を限定するものではない。図示しないが、第２測定部１２の第２端面１４ａは、第１測定部１１の第１端面１３ａよりも測定軸方向Ｘの上方に位置するように、第１端面１３ａの中央から上方に窪むように配置されてもよい。あるいは、第２測定部１２の第２端面１４ａは、第１測定部１１の第１端面１３ａと測定軸方向Ｘの位置が同一、すなわち同一平面上に配置されてもよい。

（第１測定部及び第２測定部の各測定範囲）
図３は、実施形態１の測定機器１における第１測定部１１及び第２測定部１２の各測定範囲Ｒ１、Ｒ２を模式的に示す斜視図である。

図３に示すように、実施形態１では、例えば、渦電流変位センサ１６の渦電流Ｅが通過する円形の第１測定範囲Ｒ１内に、光ファイバ変位センサ１７の検出光が照射される円形の第２測定範囲Ｒ２が位置しており、第１測定範囲Ｒ１と第２測定範囲Ｒ２とが被覆層５Ｂの表面５ｂ上においておおむね一致するように構成されている。これにより、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２の位置の違いによって測定値の誤差が生じることが避けられるので、被覆層５Ｂの厚さの測定精度が高められる。

なお、実施形態１において、第１測定部１１が測定する第１測定範囲Ｒ１は、第２測定部１２が測定する第２測定範囲Ｒ２の１００倍以内であり、より好ましくは１０倍以内になるように構成されていればよく、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２の大きさに違いが生じることが抑えられ、被覆層５Ｂの厚さの測定精度の向上を図れる。

（被覆層の厚さの演算）
図４は、実施形態１の測定機器１における被覆層５Ｂの厚さの演算を説明するための模式図である。図１及び図４に示すように、第１測定部１１の第１端面１３ａと基材５Ａの表面５ａとの間の測定軸方向Ｘに対する第１距離をＡとし、第２測定部１２の第２端面１４ａと被覆層５Ｂの表面（上面）５ｂの測定軸方向Ｘに対する第２距離をＢとし、第１端面１３ａと、第１端面１３ａよりも下方に（測定対象物５側に）位置する第２端面１４ａとの間の測定軸方向Ｘに対する間隔をＣとする。間隔Ｃは、測定機器１の構造上における一定の寸法である。このとき、被覆層５Ｂの厚さＤは、Ｄ＝Ａ－（Ｂ＋Ｃ）を、例えば、制御回路１８によって演算することで求められる。

また、測定軸方向Ｘにおいて第２端面１４ａが第１端面１３ａよりも上方に位置する場合には、第１端面１３ａと、第１端面１３ａよりも上方に（測定対象物５とは反対側に）位置する第２端面１４ａとの間の測定軸方向Ｘに対する間隔をＣとしたとき、被覆層５Ｂの厚さＤは、Ｄ＝Ａ－（Ｂ－Ｃ）を演算することで求められる。同様に、測定軸方向Ｘにおいて第１端面１３ａと第２端面１４ａの位置が同一である場合、第１端面１３ａと第２端面１４ａの間隔が“０”となり、被覆層５Ｂの厚さＤは、Ｄ＝Ａ－Ｂを演算することで求められる。

（渦電流変位センサの駆動周波数）
図５は、実施形態１の測定機器１における渦電流変位センサ１６の駆動周波数と渦電流の深さとの関係を説明するためのグラフである。図５において、縦軸が、測定軸方向Ｘ、すなわち測定対象物５の厚さ方向に対する渦電流の深さ［ｍｍ］を示し、横軸が、渦電流変位センサ１６のコイル１６ａに与える高周波電流の駆動周波数［Ｈｚ］を示している。図５において、測定対象物５がアルミニウムのときの変化を実線で示し、測定対象物５が銅のときの変化を破線で示す。ここでの渦電流の深さとは、渦電流の大きさが、測定対象物５の表面（基材５Ａの表面５ａ）での大きさの１／ｅ、すなわち３６．８％程度になる、表面５ａからの深さの位置を指している。

図５に示すように、渦電流の深さの位置は、駆動周波数が高くなるのに従って小さくなる傾向がある。渦電流変位センサ１６は、測定軸方向Ｘにおいて渦電流の深さの位置が、基材５Ａの内部（基材５Ａの厚さの範囲内）に位置せずに、基材５Ａを通過して基材５Ａの外部の位置になった場合、正確な厚さの測定が難しくなる。このため、実施形態１では、渦電流変位センサ１６による渦電流の深さの位置が、基材５Ａの厚さの範囲内に位置するように、制御回路１８によって駆動周波数が適切に制御される。このように測定機器１では、制御回路１８が渦電流変位センサ１６の渦電流の深さの位置を制御することにより、２０［μｍ］以下の基材５Ａの表面５ａまでの第１距離Ａを適切に測定できる。

また、例えば、基材５Ａの厚さが１０［μｍ］以下であり、渦電流変位センサ１６の渦電流の深さの位置が基材５Ａを厚さの範囲内に位置するように制御することが難しい場合には、基材５Ａの導電率と同程度の導電率を有する金属板等の載置部材５４（図７参照）の上に載せて測定することで、基材５Ａが載せられた載置部材５４を基材５Ａの一部として取り扱えるので、基材５Ａの表面５ａまでの第１距離Ａを適切に測定することが可能である。ここで、同程度の導電率とは、基材５Ａの導電率に対する載置部材５４の導電率の比率が、０．９以上、１．１以下程度の導電率を指す。

（温度センサ及び温度調節部）
図６は、実施形態１の測定機器１における温度センサ及び温度調節部を説明するための模式図である。図６に示すように、実施形態１の測定機器１は、第１測定部１１の温度を検出する第１温度センサ２１と、第２測定部１２の温度を検出する第２温度センサ２２と、第１温度センサ２１の検出結果に基づいて第１測定部１１を加熱または冷却する第１温度調節部２３と、第２温度センサ２２の検出結果に基づいて第２測定部１２を加熱または冷却する第２温度調節部２４と、を備える。

第１温度センサ２１及び第１温度調節部２３は、制御回路１８に電気的に接続されており、例えば、第１測定部１１の第１端部１３におけるコイル１６ａの外周部に配置されている。同様に、第２温度センサ２２及び第２温度調節部２４は、制御回路１８に電気的に接続されており、例えば、第２測定部１２の第２端部１４におけるパイプ部材１７ｃの外周部に配置されている。第１温度調節部２３及び第２温度調節部２４は、例えば、加熱するための加熱素子（ヒータ）や、冷却するためのペルチェ素子を有するが、温度調節用の流体が循環する流体回路が用いられてもよい。

このように測定機器１では、第１温度調節部２３によって第１測定部１１が所定温度になるように調節され、第２温度調節部２４によって第２測定部１２が所定温度になるように調節される。これにより、第１測定部１１及び第２測定部１２の使用時の温度変化や、測定機器１が用いられる測定環境の温度変化に伴って、第１測定部１１が測定した第１距離Ａ、第２測定部１２が測定した第２距離Ｂが変動することを抑えられる。

また、測定機器１は、第１温度調節部２３及び第２温度調節部２４を備えずに、制御回路１８が、第１温度センサ２１の検出結果に基づいて第１測定部１１が測定した第１距離Ａの補正を行うと共に、第２温度センサ２２の検出結果に基づいて第２測定部１２が測定した第２距離Ｂの補正を行ってもよい。これにより、上述した温度変化が生じた場合であっても、第１測定部１１が測定した第１距離Ａの測定精度、及び第２測定部１２が測定した第２距離Ｂの測定精度を適切に確保できる。

（測定装置）
図７は、実施形態１の測定機器１を備える測定装置を示す斜視図である。図７に示すように、実施形態１の測定装置５１は、上述した測定機器１と、測定機器１を移動可能に支持する支持部５２と、測定対象物５に対して測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに測定機器１を移動させる駆動部５３と、測定対象物５が載せられる載置部材５４と、測定機器１及び駆動部５３を制御する制御部５５と、を備える。

図示しないが、実施形態の測定装置５１は、電池の電極シートの製造工程で用いられ、長尺状の金属箔を供給する供給ロールを有する供給部と、金属箔に活性物質を塗る塗工部と、活性物質を乾燥させる乾燥部と、搬送された電極シートを巻き取る巻取りロールを有する巻取部との間における電極シートの搬送経路上に設置されている。測定装置５１は、搬送経路に沿って搬送される電極シートである測定対象物５における被覆層５Ｂの厚さＤを測定する。

駆動部５３は、支持部５２に形成されたガイド部５３ａと、ガイド部５３ａに沿って測定機器１を移動させる駆動機構（図示せず）と、を有する。測定装置５１は、例えば、測定対象物５に対して測定機器１を、駆動部５３によって移動しながら測定を行う。

制御部５５は、測定機器１の第１測定部１１及び第２測定部１２、駆動部５３に配線等を介して電気的に接続されている。制御部５５は、上述した測定機器１における高周波発信回路１６ｂ、第１検出回路１６ｃ、第２検出回路１７ｄ、及び制御回路１８等を備える。制御部５５は、測定機器１に対して測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに搬送される測定対象物を第１測定部１１と第２測定部１２が同時に測定を行うように制御する。これにより、測定装置５１は、測定機器１に対して搬送される測定対象物５を測定する際に、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２とが離れることを避けられるので、測定対象物５の測定精度が適切に確保される。

載置部材５４は、例えば、測定装置５１に供給されて搬送される測定対象物５を支持する搬送ローラであり、搬送ローラが、支持部５２に回転可能に設けられている。実施形態１の測定装置５１は、搬送される測定対象物５の厚さを測定することに限定されず、測定装置５１が、載置部材５４としての搬送ローラの代わりに、測定対象物５が載せられる載置台（図示せず）を備えてもよく、搬送ローラ及び載置台を備えてもよい。

また、例えば、測定機器１の測定軸Ｍ１、Ｍ２が載置部材５４を通る位置で測定する際、渦電流変位センサ１６において、測定軸方向Ｘに対する渦電流の深さの位置が、基材５Ａの厚さを超えて基材５Ａを通過する場合であっても、搬送ローラや載置台等の載置部材５４が、基材５Ａと同程度の導電率を有することにより、基材５Ａの一部として取り扱うことが可能になり、渦電流変位センサ１６によって基材５Ａの表面５ａと第１端面１３ａとの間の第１距離Ａを適切に測定できる。

なお、測定装置５１は、実施形態１の測定機器１を備える構成に限定されず、後述する他の実施形態の測定機器２、３を備えてもよい。

（測定方法）
実施形態１の測定方法は、上述した測定機器１や測定装置５１を用いて、測定対象物５における基材５Ａの表面５ａ上に形成された被覆層５Ｂの厚さＤを測定する。測定対象物５は、電池の電極シートであって、例えば、基材５Ａが金属箔であり、被覆層５Ｂが活性物質である。

（実施形態１の効果）
上述したように、実施形態１における測定機器１は、第１測定基準位置としての第１端面１３ａを有する第１端部１３が設けられて第１端面１３ａと基材５Ａの表面５ａとの間の測定軸方向Ｘに対する第１距離Ａを電磁気的に測定する第１測定部１１と、第２測定基準位置としての第２端面１４ａを有する第２端部１４が設けられて第２端面１４ａと被覆層５Ｂの表面５ｂとの間の測定軸方向Ｘに対する第２距離Ｂを光学的に測定する第２測定部１２と、を備えており、第１端部１３と第２端部１４が、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに隣り合って配置されている。これにより、第１測定部１１が測定する第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２が測定する第２測定範囲Ｒ２の大きさ及び位置の差が抑えられるので、被覆層５Ｂの厚さの測定精度を高めることができる。

また、実施形態１における測定機器１は、測定軸方向Ｘにおいて第１測定部１１の第１端面１３ａと第２測定部１２の第２端面１４ａとが近傍に配置されている。これにより、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２との大きさの差が抑えられるので、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度を高められる。

また、実施形態１における測定機器１は、第１測定部１１が測定する第１測定範囲Ｒ１が、第２測定部１２が測定する第２測定範囲Ｒ２の１００倍以内であり、より好ましくは１０倍以内である。これにより、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２の大きさに違いが生じることが抑えられ、被覆層５Ｂの厚さの測定精度の向上を図れる。

また、実施形態１における測定機器１において、渦電流変位センサ１６と光ファイバ変位センサ１７は、各測定軸Ｍ１、Ｍ２が一致するように、コイル１６ａがパイプ部材１７ｃの外周部に設けられている。これにより、渦電流変位センサ１６と光ファイバ変位センサ１７とが強固に固定されるので、固定状態の経時変化や測定環境の温度変化によって、第１端面１３ａと第２端面１４ａとの相対位置が変動することを抑えられる。その結果、第１測定部１１が測定する第１距離Ａ及び第２測定部１２が測定する第２距離Ｂに誤差が生じることが抑えられ、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度を高められる。

また、実施形態１における測定機器１は、例えば、第１測定部１１の温度を検出する第１温度センサ２１と、第１測定部１１に設けられて第１温度センサ２１の検出結果に基づいて第１測定部１１を加熱または冷却する第１温度調節部２３と、を備える。これにより、第１測定部１１及び第２測定部１２の使用時の温度変化や、測定機器１が用いられる測定環境の温度変化に伴って、第１測定部１１が測定した第１距離Ａ、第２測定部１２が測定した第２距離Ｂが変動することを抑えられる。

また、実施形態１における測定機器１は、例えば、第１測定部１１の温度を検出する第１温度センサ２１と、第１温度センサ２１の検出結果に基づいて第１測定部１１が測定した第１距離Ａを補正する制御回路１８と、を備える。これにより、第１測定部１１や測定環境に温度変化が生じた場合であっても、第１測定部１１が測定した第１距離Ａの測定精度を適切に確保できる。

以下、他の実施形態について図面を参照して説明する。他の実施形態において、実施形態１と同一機能を有する部分、及び実施形態１と同一の構成部材には、便宜上、実施形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
［実施形態２］

図８は、実施形態２の測定機器の要部を模式的に示す斜視図である。図９は、実施形態２の測定機器の第１測定部１１及び第２測定部１２を、第１端面１３ａ及び第２端面１４ａの側から模式的に示す平面図である。なお、図９では、光ファイバ変位センサ１７における複数の発光用の光ファイバ１７ａの一部、複数の受光用の光ファイバ１７ｂの一部の図示を省略している。

図８及び図９に示すように、実施形態２の測定機器２は、複数の第２測定部１２としての複数の光ファイバ変位センサ１７を備えており、渦電流変位センサ１６のコイル１６ａの外周面には、この外周面の周方向に間隔をあけて複数のパイプ部材１７ｃが配置されている。これにより、実施形態２の測定機器２においても、実施形態１と同様に、第１測定部１１の第１端部１３と第２測定部１２の第２端部１４が、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに隣り合って配置されている。３つの光ファイバ変位センサ１７の各第２端面１４ａは、同一平面上に位置するように、測定軸方向Ｘに対して揃えて配置されている。また、各光ファイバ変位センサ１７の第２測定軸Ｍ２は、渦電流変位センサ１６の第１測定軸Ｍ１と平行に配置されている。

実施形態２においても、実施形態１と同様に、測定軸方向Ｘに対する第１端面１３ａと第２端面１４ａとの間隔Ｃが１０［ｍｍ］以下であり、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１が、複数の第２測定部１２の各測定範囲Ｒ２の１００倍以内であり、より好ましくは１０倍以内である。実施形態２では、図８に示すように、３つの光ファイバ変位センサ１７の各第２測定範囲Ｒ２が集まる中央に、渦電流変位センサ１６の第１測定範囲Ｒ１が位置しており、第１測定範囲Ｒ１が、３つの第２測定範囲Ｒ２に重なるように構成されている。このように各測定範囲Ｒ１、Ｒ２が互いに近づけられることで、第１測定部１１と第２測定部１２の各測定範囲の位置の違いによって測定値の誤差が生じることが避けられるので、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度が高められる。

実施形態２の測定機器２では、例えば、３つの光ファイバ変位センサ１７によって測定された各測定値に基づいて第２距離Ｂを補正することで、第２距離Ｂの測定精度を高めることが可能になるので、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度を高めることができる。例えば、測定機器２では、制御回路１８が、３つの光ファイバ変位センサ１７によって測定された各測定値に基づいて、被覆層５Ｂの厚さ方向に垂直な方向に対する第２測定部１２の第２端面１４ａの傾斜を算出し、この算出値に基づいて第２距離Ｂを補正する。

（実施形態２の効果）
上述したように、実施形態２の測定機器２によれば、複数の第２測定部１２として３つの光ファイバ変位センサ１７を備えることで、第２測定部１２の第２端面１４ａの傾斜を応じて第２距離Ｂを補正することが可能になり、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度が高められる。
［実施形態３］

図１０は、実施形態３の測定機器の要部を説明するための平面図である。なお、図１０では、光ファイバ変位センサ１７における複数の発光用の光ファイバ１７ａの一部、複数の受光用の光ファイバ１７ｂの一部の図示を省略している。

図１０に示すように、実施形態３の測定機器３は、複数の第１測定部１１としての複数の渦電流変位センサ１６を備えており、複数のコイル１６ａの外周部の間に、光ファイバ変位センサ１７のパイプ部材１７ｃが挟んで配置されている。これにより、実施形態３の測定機器３においても、実施形態１、２と同様に、第１測定部１１の第１端部１３と第２測定部１２の第２端部１４が、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに隣り合って配置されている。２つの渦電流変位センサ１６の各第１端面１３ａは、同一平面上に位置するように、測定軸方向Ｘに対して揃えて配置されている。また、各渦電流変位センサ１６の第１測定軸Ｍ１は、光ファイバ変位センサ１７の第２測定軸Ｍ２と平行に配置されている。

実施形態３においても、実施形態１と同様に、測定軸方向Ｘに対する第１端面１３ａと第２端面１４ａとの間隔Ｃが１０［ｍｍ］以下であり、複数の第１測定部１１の各第１測定範囲Ｒ１が、第２測定部１２の測定範囲Ｒ２の１００倍以内であり、より好ましくは１０倍以内である。実施形態３では、３つの渦電流変位センサ１６の各第１測定範囲Ｒ１が並ぶ中央に、光ファイバ変位センサ１７の第２測定範囲Ｒ２が位置しており、第２測定範囲Ｒ２が、２つの第１測定範囲Ｒ１に重なるように構成されている。このように各測定範囲Ｒ１、Ｒ２が互いに近づけられることで、第１測定部１１と第２測定部１２の各測定範囲の位置の違いによって測定値の誤差が生じることが避けられるので、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度が高められる。

実施形態３の測定機器３では、例えば、２つの渦電流変位センサ１６が測定した各測定値に基づいて第１距離Ａを補正することにより、第１距離Ａの測定精度を高めること可能になり、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度を高めることができる。例えば、測定機器３では、制御回路１８が、２つの渦電流変位センサ１６によって測定された各測定値に基づいて、基材５Ａの厚さ方向に垂直な方向に対する第１測定部１２の第１端面１３ａの傾斜を算出し、この算出値に基づいて第１距離Ａを補正する。

図示しないが、第１測定部１１では、渦電流変位センサ１６と、後述する静電容量変位センサ（実施形態４参照）とを組み合わせて用いられてもよい。実施形態２、３においても、実施形態１と同様に、各温度センサ２１、２２及び各温度調節部２３、２４によって第１測定部１１及び第２測定部１２の温度が調節されてもよい。また、実施形態２、３においても、実施形態１と同様に、各温度センサ２１、２２の検出結果に基づいて、第１測定部１１が測定した第１距離Ａ及び第２測定部１２が測定した第２距離Ｂが、制御回路１８によって補正されてもよい。

（実施形態３の効果）
上述したように、実施形態３の測定機器３によれば、複数の第１測定部１１として２つの渦電流変位センサ１６を備えることで、第１測定部１１の第１端面１３ａの傾斜を応じて第１距離Ａを補正することが可能になり、被覆層５Ｂの厚さＤの測定精度が高められる。

また、測定機器としては、図示しないが、実施形態１の測定機器１のように光ファイバ変位センサ１７のパイプ部材１７ｃの外周部に渦電流変位センサ１６のコイル１６ａが設けられた構造体が、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに隣り合って配置されてもよい。このような測定機器は、実施形態２、３と同様に、複数の第１測定部１１及び複数の第２測定部１２を備えることで、第１距離Ａ及び第２距離Ｂを補正することができる。また、実施形態１～３の各測定機器１～３のうちの少なくとも２つを組み合わせてもよく、実施形態２、３と同様の補正を行うことによって測定精度を高めることができる。なお、実施形態２、３では、第１測定部１１及び第２測定部１２のいずれかの測定部を複数備えるが、第１測定部１１が複数の渦電流変位センサ１６を備える構成、及び第２測定部１２が複数の光ファイバ変位センサ１７を備える構成であってもよく、実施形態２、３と同様の効果が得られる。
［実施形態４］

図１１は、実施形態４の測定機器の要部を示す模式図である。図１１に示すように、実施形態４の測定機器４は、実施形態１における渦電流変位センサ１６の代わりに、第１測定部１１としての静電容量変位センサ１９を備えている。静電容量変位センサ１９は、測定対象物５と対向して配置された平坦な電極板１９ａを有する。第２測定部１２としての光ファイバ変位センサ１７は、静電容量変位センサ１９の内部を通って、電極板１９ａを貫通して設けられている。

静電容量変位センサ１９の電極板１９ａは、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、光ファイバ変位センサ１７によって構成された第２測定部１２の第２端面１４ａに隣り合うように配置される。この場合、測定対象物５に対向する電極板１９ａの対向面が、第１測定基準位置としての第１端面１３ａに相当する。電極板１９ａが被覆層５Ｂの表面５ｂに対向して配置される場合であっても、被覆層５Ｂの導電率に伴う変動を、制御回路１８によって適宜補正することにより、基材５Ａの表面５ａの位置を測定することが可能である。また、実施形態４においても、実施形態１と同様に、測定軸方向Ｘに対する第１端面１３ａと第２端面１４ａとの間隔Ｃが１０［ｍｍ］以下であり、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１が、複数の第２測定部１２の各測定範囲Ｒ２の１００倍以内であり、より好ましくは１０倍以内である。

（実施形態４の効果）
上述した実施形態４の測定機器４のように、実施形態１における渦電流変位センサ１６を静電容量変位センサ１９に置き換えた場合であっても、実施形態１と同様に、第１端部１３と第２端部１４が、測定軸方向Ｘに直交する方向Ｙに隣り合って配置されることで、第１測定部１１の第１測定範囲Ｒ１と第２測定部１２の第２測定範囲Ｒ２の大きさ及び位置の差が抑えられ、被覆層５Ｂの厚さの測定精度を高めることができる。

（その他）
開示される技術的特徴の組合せのいくつかの例を以下に記載する。

（１）基材の表面上に被覆層が形成された測定対象物における前記被覆層の厚さを測定軸方向に対して測定する測定機器であって、第１測定基準位置としての第１端面を有する第１端部が設けられ、前記第１端面と前記基材の前記表面との間の前記測定軸方向に対する第１距離を電磁気的に測定する第１測定部と、第２測定基準位置としての第２端面を有する第２端部が設けられ、前記第２端面と前記被覆層の表面との間の前記測定軸方向に対する第２距離を光学的に測定する第２測定部と、を備え、前記第１端部と前記第２端部は、前記測定軸方向に直交する方向に隣り合って配置されている、測定機器。

（２）前記測定軸方向に対する前記第１端面と前記第２端面との間隔は、１０［ｍｍ］以下である、上記（１）に記載の測定機器。

（３）前記第１測定部が測定する第１測定範囲は、前記第２測定部が測定する第２測定範囲の１００倍以内である、上記（１）または（２）に記載の測定機器。

（４）前記第１測定部及び前記第２測定部の少なくとも一方の測定部を複数備える、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の測定機器。

（５）前記第１測定部は、磁界を発生するコイルを有する渦電流変位センサを備え、前記第２測定部は、検出光の発光及び受光を行う複数の光ファイバと、当該複数の光ファイバを束ねるパイプ部材と、を有する光ファイバ変位センサを備える、上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の測定機器。

（６）前記第１測定部は、静電容量変位センサを備え、前記第２測定部は、光ファイバ変位センサを備える、上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の測定機器。

（７）前記渦電流変位センサと前記光ファイバ変位センサは、各測定軸が一致するように、前記コイルが前記パイプ部材の外周部に設けられている、上記（５）に記載の測定機器。

（８）複数の前記光ファイバ変位センサを備え、前記コイルの外周面には、当該外周面の周方向に複数の前記パイプ部材が配置されている、上記（５）に記載の測定機器。

（９）複数の前記渦電流変位センサを備え、複数の前記コイルの外周部の間に前記パイプ部材が挟んで配置されている、上記（５）に記載の測定機器。

（１０）前記第１測定部及び前記第２測定部の少なくとも一方の測定部の温度を検出する温度センサと、前記少なくとも一方の測定部に設けられ、前記温度センサの検出結果に基づいて前記少なくとも一方の測定部を加熱または冷却する温度調節部と、を更に備える、上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の測定機器。

（１１）前記第１測定部及び前記第２測定部の少なくとも一方の測定部の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出結果に基づいて前記少なくとも一方の測定部が測定した距離を補正する制御回路と、を更に備える、上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の測定機器。

（１２）上記（１）から（１１）のいずれか１つに記載の測定機器と、前記測定機器を移動可能に支持する支持部と、前記測定対象物に対して前記測定軸方向に直交する方向に前記測定機器を移動させる駆動部と、前記測定機器及び前記駆動部を制御する制御部と、を備える、測定装置。

（１３）前記制御部は、前記測定機器に対して前記測定軸方向に直交する方向に搬送される前記測定対象物を前記第１測定部と前記第２測定部が同時に測定を行うように制御する、上記（１２）に記載の測定装置。

（１４）前記測定対象物が載せられる載置部材を更に備え、前記基材の導電率に対する前記載置部材の導電率の比率は、０．９以上、１．１以下である、上記（１２）または（１３）に記載の測定装置。

（１５）基材の表面上に被覆層が形成された測定対象物における前記被覆層の厚さを測定軸方向に対して測定する測定方法であって、第１測定基準位置としての第１端面を有する第１端部が設けられて前記第１端面と前記基材の前記表面との間の前記測定軸方向に対する第１距離を電磁気的に測定する第１測定部と、第２測定基準位置としての第２端面を有する第２端部が設けられて前記第２端面と前記被覆層の表面との間の前記測定軸方向に対する第２距離を光学的に測定する第２測定部とが、前記測定軸方向に直交する方向に隣り合って配置されている測定機器を用いて測定する、測定方法。

（１６）前記基材が金属箔であり、前記被覆層が活性物質である、上記（１５）に記載の測定方法。

１、２、３、４ 測定機器
５ 測定対象物
５Ａ 基材
５ａ 表面
５Ｂ 被覆層
５ｂ 表面
１１ 第１測定部
１２ 第２測定部
１３ 第１端部
１３ａ 第１端面
１４ 第２端部
１４ａ 第２端面
１６ 渦電流変位センサ
１６ａ コイル
１７ 光ファイバ変位センサ
１７ａ 発光用の光ファイバ（光ファイバ）
１７ｂ 受光用の光ファイバ（光ファイバ）
１７ｃ パイプ部材
１８ 制御回路
１９ 静電容量変位センサ
２１ 第１温度センサ（温度センサ）
２２ 第２温度センサ（温度センサ）
２３ 第１温度調節部（温度調節部）
２４ 第２温度調節部（温度調節部）
５１ 測定装置
５２ 支持部
５３ 駆動部
５４ 載置部材
５５ 制御部
Ａ 第１距離
Ｂ 第２距離
Ｃ 間隔
Ｄ 厚さ
Ｍ１ 第１測定軸
Ｍ２ 第２測定軸
Ｒ１ 第１測定範囲
Ｒ２ 第２測定範囲
Ｘ 測定軸方向
Ｙ 測定軸方向に直交する方向

Claims (16)

1. 基材の表面上に被覆層が形成された測定対象物における前記被覆層の厚さを測定軸方向に対して測定する測定機器であって、
   第１測定基準位置としての第１端面を有する第１端部が設けられ、前記第１端面と前記基材の前記表面との間の前記測定軸方向に対する第１距離を電磁気的に測定する第１測定部と、
   第２測定基準位置としての第２端面を有する第２端部が設けられ、前記第２端面と前記被覆層の表面との間の前記測定軸方向に対する第２距離を光学的に測定する第２測定部と、を備え、
   前記第１端部と前記第２端部は、前記測定軸方向に直交する方向に隣り合って配置されている、測定機器。
2. 前記測定軸方向に対する前記第１端面と前記第２端面との間隔は１０［ｍｍ］以下である、
   請求項１に記載の測定機器。
3. 前記第１測定部が測定する第１測定範囲は、前記第２測定部が測定する第２測定範囲の１００倍以内である、
   請求項２に記載の測定機器。
4. 前記第１測定部及び前記第２測定部の少なくとも一方の測定部を複数備える、
   請求項１に記載の測定機器。
5. 前記第１測定部は、磁界を発生するコイルを有する渦電流変位センサを備え、
   前記第２測定部は、検出光の発光及び受光を行う複数の光ファイバと、当該複数の光ファイバを束ねるパイプ部材と、を有する光ファイバ変位センサを備える、
   請求項１に記載の測定機器。
6. 前記第１測定部は、静電容量変位センサを備え、
   前記第２測定部は、光ファイバ変位センサを備える、
   請求項１に記載の測定機器。
7. 前記渦電流変位センサと前記光ファイバ変位センサは、各測定軸が一致するように、前記コイルが前記パイプ部材の外周部に設けられている、
   請求項５に記載の測定機器。
8. 複数の前記光ファイバ変位センサを備え、
   前記コイルの外周面には、当該外周面の周方向に複数の前記パイプ部材が配置されている、
   請求項５に記載の測定機器。
9. 複数の前記渦電流変位センサを備え、
   複数の前記コイルの外周部の間に前記パイプ部材が挟んで配置されている、
   請求項５に記載の測定機器。
10. 前記第１測定部及び前記第２測定部の少なくとも一方の測定部の温度を検出する温度センサと、
    前記少なくとも一方の測定部に設けられ、前記温度センサの検出結果に基づいて前記少なくとも一方の測定部を加熱または冷却する温度調節部と、を更に備える、
    請求項１に記載の測定機器。
11. 前記第１測定部及び前記第２測定部の少なくとも一方の測定部の温度を検出する温度センサと、
    前記温度センサの検出結果に基づいて前記少なくとも一方の測定部が測定した距離を補正する制御回路と、を更に備える、
    請求項１に記載の測定機器。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の測定機器と、
    前記測定機器を移動可能に支持する支持部と、
    前記測定対象物に対して前記測定軸方向に直交する方向に前記測定機器を移動させる駆動部と、
    前記測定機器及び前記駆動部を制御する制御部と、を備える、
    測定装置。
13. 前記制御部は、前記測定機器に対して前記測定軸方向に直交する方向に搬送される前記測定対象物を前記第１測定部と前記第２測定部が同時に測定を行うように制御する、
    請求項１２に記載の測定装置。
14. 前記測定対象物が載せられる載置部材を更に備え、
    前記基材の導電率に対する前記載置部材の導電率の比率は、
    ０．９以上、１．１以下である、
    請求項１２に記載の測定装置。
15. 基材の表面上に被覆層が形成された測定対象物における前記被覆層の厚さを測定軸方向に対して測定する測定方法であって、
    第１測定基準位置としての第１端面を有する第１端部が設けられて前記第１端面と前記基材の前記表面との間の前記測定軸方向に対する第１距離を電磁気的に測定する第１測定部と、第２測定基準位置としての第２端面を有する第２端部が設けられて前記第２端面と前記被覆層の表面との間の前記測定軸方向に対する第２距離を光学的に測定する第２測定部とが、前記測定軸方向に直交する方向に隣り合って配置されている測定機器を用いて測定する、測定方法。
16. 前記基材が金属箔であり、前記被覆層が活性物質である、
    請求項１５に記載の測定方法。