超音波計測方法、及び超音波計測装置
【課題】 製造ラインで製造される塗布製品に対し、インライン上で、塗布製品に塗布された塗布材の厚みを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる超音波計測方法、及び超音波計測装置を提供する。
【解決手段】 第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサ１１に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサ１２に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とする。
【解決手段】 第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサ１１に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサ１２に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、電池製造工程において電極製造ラインで金属箔に塗布された電極ペーストの目付け量等、塗布材の厚みを、インラインで計測する超音波計測方法、及び超音波計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池製造工程の中には、電極製造ラインで電極ペーストを金属箔に塗布して電極を製造する工程がある。電極は、製品となった電池の性能に大きく影響を及ぼすため、品質管理上、塗布後に、塗布された電極ペーストの目付け量や目付けプロファイルについて、品質検査を行うことが重要である。
従来、品質検査は、電極製造ラインで製造される電極から任意に抜き取った所定形状のサンプルを、アウトラインで、電極ペースト塗布前との重量差を計測して行っているほか、Ｘ線またはβ線による計測装置（以下、「放射線計測装置」という。）を用いて行っている。
【０００３】
その一方で、塗布材の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査では、品質管理上、電極製造ラインで製造される電極の電極ペーストに対し、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施したい場合がある。
そこで、出願人は、例えば、特許文献１に開示されているような超音波計測装置を用いて、電極製造ラインで製造される電極に対し、その電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルを、インライン上で全数検査ができないかを考えた。
図２２に、特許文献１に開示された超音波計測装置の説明図を示す。特許文献１は、図２２に示すように、一対の超音波送信手段８１と超音波受信手段８２とを計測対象物９０の上方に配置し、超音波送信手段８１から送信された入射波を計測対象物９０に透過させ、計測対象物９０からの反射波を超音波受信手段８２で受信する超音波計測装置である。超音波送信手段８１及び超音波受信手段８２は、超音波の伝播がスポットタイプのセンサである。
【０００４】
特許文献１は、超音波送信手段８１の入射信号と、超音波受信手段８２で受信する反射信号とに基づき、伝播時間測定手段８３により計測対象物９０を伝播する超音波の伝播速度を測定すると共に、速度校正手段８５により、温度測定手段８４ａ，８４ｂで測定した液相９１、固相９２の各温度に基づき、伝播時間測定手段８３で演算した伝播速度を校正する。伝播経路長測定手段８６は、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度と、速度校正手段８５による伝播速度の校正値とに基づいて、計測対象物９０の厚みのほか、液相９１と固相９２とが積層された計測対象物９０の相変化の位置を計測できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような問題があった。
金属箔に対し、電極ペーストの塗布前後の重量差を計測する方法は、稼動中の電極製造ラインに適用できないため、電極製造ラインからサンプリングした電極を対象に、アウトラインで実施していたが、電極ペーストの重量差によるこの方法では、作業者が、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルについて、正確に確認できない。
【０００７】
また、放射線計測装置を用いて、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査をインラインで実施しようとすると、一般的に放射線計測装置は非常に高価であり、設備コストが過大にかかる。
しかも、このような放射線計測装置は、線源から放射線を集束して被計測物の測定部位に照射することにより、被計測物における測定部位の厚みを計測するようになっているため、厚みが測定できる範囲として、例えば、Φ０．３（ｍｍ）等、非常に微小な領域でしか計測できない。そのため、電極を電極製造ラインからサンプリングして計測しているが、そのサンプリングした電極でさえも、放射線計測装置では、電極に、密度の高い金属箔を含んでいるため、電極ペーストの目付け量及び電極ペーストの目付けプロファイルを、信頼性が高い測定精度で計測することができない。
【０００８】
また、特許文献１のように、スポットタイプの超音波センサを用いた超音波計測装置では、超音波センサで測定できる範囲は、上記の放射線計測装置と同様、測定部位に向けて窄まり非常に狭い。そのため、電極ペーストの厚み、すなわち電極ペーストの目付け量は、局部的にしか測定できない。
また、電極ペーストの目付けプロファイルの検査は、電極ペーストのエッジ部で厚みを所定範囲にかけて測定することにより、エッジ部全体の形状を把握する検査であることから、スポットタイプの超音波センサでは、電極ペーストの目付けプロファイルを、信頼性が高い測定精度で計測することができない。
従って、従来の超音波計測装置では、電極製造ラインで製造される電極に対し、その電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査を、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施することができない問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、製造ラインで製造される塗布製品に対し、インライン上で、塗布製品に塗布された塗布材の厚みを、低コストで高精度に計測することができる超音波計測方法、及び超音波計測装置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】
上記の問題点を解決するために、本発明の超音波計測方法、及び超音波計測装置は、次の構成を有している。
（１）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とする。
【００１１】
なお、本発明の超音波計測方法では、「超音波の伝播がフラットタイプの送信センサ」とは、第１超音波センサで超音波を送波する第１振動面が、１つの振動面、または複数に分割された振動面からなり、第１振動面の全体形状が、例えば、矩形状、円形状等に形成された超音波センサである。また、送波した超音波を、空気層を介して、塗布製品のうち、第１振動面と対向するエリア内に少なくとも伝播させることができる超音波センサをいう。
また、「超音波の伝播がフラットタイプの受信センサ」とは、第２超音波センサで超音波を受波する第２振動面が、１つの振動面、または複数に分割された振動面からなり、第２振動面の全体形状が、例えば、矩形状、円形状等に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサから送波、照射されて塗布製品を少なくとも透過した超音波（透過波）を、空気層を介して第２振動面で受波することができる超音波センサをいう。
【００１２】
（２）（１）に記載する超音波計測方法において、第１超音波センサ及び第２超音波センサには、超音波を送信及び受信が可能なセンサが用いられ、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を備え、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させることを特徴とする。
【００１３】
（３）（１）または（２）に記載する超音波計測方法において、第３超音波センサとして、超音波の伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサと第３超音波センサとを、空気層を介して塗布製品の一方側に、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサを、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置すること、を特徴とする。
【００１４】
なお、「超音波の伝播がフラットタイプのセンサ」とは、第３超音波センサで超音波を受波する第３振動面が、１つの振動面、または複数に分割された振動面からなり、第３振動面の全体形状が、例えば、矩形状、円形状等に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサから送波されて塗布製品で少なくとも反射した超音波（反射波）を、空気層を介して第３振動面で受波することができる超音波センサをいう。
【００１５】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に、超音波阻害手段を移動させて配置した後、第１超音波センサが塗布材のエッジ部に向けて超音波を送波し、第２超音波センサで受波することを特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサの各周波数を、塗布材の厚みに応じて、より低く設定することを特徴とする。
【００１６】
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、塗布材の厚みを、第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて算出することを特徴とする。
（７）（５）または（６）に記載する超音波計測方法において、塗布製品を挟み、第１超音波センサと第２超音波センサとを、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２超音波センサで超音波振動する第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置すること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測することを特徴とする。
（８）（７）に記載する超音波計測方法において、塗布材の厚さを、第１群音波波形による受信信号に基づいて計測することを特徴とする。
【００１７】
（９）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測装置において、第１超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサであること、第２超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサであること、を特徴とする。
（１０）（９）に記載する超音波計測装置において、第１超音波センサ及び第２超音波センサは、超音波を送信及び受信が可能なセンサであり、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を有し、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させることを特徴とする。
【００１８】
（１１）（９）または（１０）に記載する超音波計測装置において、超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサを有し、第１超音波センサと第３超音波センサとが、空気層を介して塗布製品の一方側で、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置されていること、第２超音波センサは、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置されていること、を特徴とする。
（１２）（９）乃至（１１）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、第１超音波センサが超音波を送波し、第２超音波センサが第１超音波センサから送波した超音波を受波すること、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、超音波阻害手段は、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【００１９】
（１３）（９）乃至（１２）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布材の厚みに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くしたセンサであることを特徴とする。
（１４）（９）乃至（１３）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて、塗布材の厚みを算出する厚み演算手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
（１５）（１３）または（１４）に記載する超音波計測装置において、第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布製品を挟み、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、厚み演算手段が、塗布材の厚みを計測することを特徴とする。
（１６）（１５）に記載する超音波計測装置において、厚み演算手段は、第１群音波波形による受信信号に基づいて、塗布材の厚さを計測することを特徴とする。
（１７）（９）乃至（１６）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、空気層の密度の変化を抑止する空気対流抑止手段が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする。
【００２１】
（１８）（９）乃至（１７）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、捲回されている基材は、長尺状であり、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、空気対流抑止手段の内部に、基材の短辺に沿う幅方向に少なくとも１対または１組設けられ、空気対流抑止手段は、塗布材の厚みを求める計測エリア内で、基材の長辺に沿う長手方向と幅方向とに対し、移動可能に設けられていることを特徴とする。
（１９）（１７）または（１８）に記載する超音波計測装置において、空気対流抑止手段には、空気層の温度を測定する温度計測手段が設けられていることを特徴とする。
（２０）（９）乃至（１９）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、空気対流抑止手段は、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振手段を備えていることを特徴とする。
（２１）（９）乃至（２０）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、基材は、塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、塗布材は、金属箔に塗布された電極ペーストであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記構成を有する本発明の超音波計測方法、及び超音波計測装置の作用・効果について説明する。
本発明の超音波計測方法では、
（１）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とするので、例えば、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する製造ラインで、塗布材の目付け量、及び目付けプロファイル等、塗布材の厚みを、インラインで計測する場合、第１超音波センサから送波した超音波が、塗布製品に対し広い面積にわたって照射されて塗布製品中の基材と塗布材とを透過し、第２超音波センサが、より広範囲にわたって基材及び塗布材を透過した超音波（透過波）を受波することにより、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサに比べ、塗布製品の広い範囲で得られる。
【００２３】
すなわち、第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサが、第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサが用いられている。
これにより、第１超音波センサが、送波した超音波を、空気層を介して、塗布製品のうち、第１振動面と対向するエリア内に少なくとも伝播させ、第２超音波センサが、第１超音波センサより送波、照射されて塗布製品を少なくとも透過した超音波（透過波）を、空気層を介して第２超音波センサの第２振動面で受波する。
よって、本発明の超音波計測方法では、第２超音波センサにおいて、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、塗布製品の広い範囲で得られ、例示したような電極ペーストの目付け量や目付けプロファイル等、塗布材の厚みに係る品質検査を、塗布製品の製造ライン上で実施することができる。
【００２４】
また、第２超音波センサで受波した透過波による受信信号を、塗布製品の広域から得ることができるため、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で塗布材の厚みのバラツキ等がより正確に把握でき、塗布材の目付け量等、塗布製品の所定範囲内における塗布材の全体的な厚みを、高い信頼性で計測することができる。
その一方で、塗布材の目付けプロファイル等の検査は、塗布材のエッジ部で塗布材の厚みを所定範囲にかけて測定することにより、エッジ部全体の形状を把握することから、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できる分、塗布材の目付けプロファイル等の検査を、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より精度良く計測することができる。
【００２５】
また、電極ペーストの塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【００２６】
これに対し、本発明の超音波計測方法では、塗布製品を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査が実施できるため、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。また、本発明の超音波計測方法で用いる第１超音波センサ及び第２超音波センサ等を構成する装置の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、塗布製品に反映されるコストが大きく削減できる。
従って、本発明の超音波計測方法によれば、製造ラインで製造される塗布製品に対し、インライン上で、塗布製品に塗布された塗布材の厚みを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【００２７】
（２）第１超音波センサ及び第２超音波センサには、超音波を送信及び受信が可能なセンサが用いられ、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を備え、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサが受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサが受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、塗布材の厚みを求めることができる。
【００２８】
すなわち、本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサ及び第２超音波センサには、公称の周波数として、同じ周波数帯の超音波センサが用いられる。
超音波センサは、同じ周波数帯でも厳密に言えば、個々の超音波センサ毎に微妙に周波数が異なっており、それぞれ固有の周波数となっているのが一般的である。本発明の超音波計測方法は、超音波センサの性能上、このような周波数差が必然的に生じ得る現象を、第１超音波センサと第２超音波センサとに利用している。
すなわち、第１超音波センサは、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサは、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサであり、周波数ｆ１と周波数ｆ２とは、ｆ１≒ｆ２の関係にある。
【００２９】
ここで、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、次式より求められる。
（１）音速
Ｃ＝ｆ×λ…式１
Ｃ：音速（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ：周波数（ｋＨｚ）、λ：波長（ｍ）
また、
Ｃ＝３３１．５＋（０．６１×ｔ）…式２
ｔ：温度（℃）
（２）密度
ρ＝１．２９３×（２７３．１５／（２７３．１５＋ｔ））×（Ｐ／１０１３．２５）…式３
ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）（ｎｔｐ）、ｔ：温度（℃）、Ｐ：気圧（ａｔｍ）
（３）音響インピーダンス
Ｚ＝ρ×Ｃ…式４
Ｚ：音響インピーダンス（Ｐａ・ｓ／ｍ）
【００３０】
式１及び式４より、λ＝Ｚ／ｆ／ρ…式５が得られる。大気圧の下、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、式１乃至式３により、空気の温度に比例するため、式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすと、波長λは、周波数ｆに反比例する関係にある。
【００３１】
すなわち、第１状態のときに、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサから送波した超音波が塗布製品を透過し、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサで受波した超音波（透過波）の波長λ２（第２受波信号）は、式５より、
λ２＝Ｚ２／ｆ２／ρ２
λ２：第２超音波センサで受波する超音波の波長（ｍ）、Ｚ２及びρ２：定数
また、第２状態のときに、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサから送波した超音波が塗布製品を透過し、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサで受波した透過波の波長λ１（第１受波信号）は、波長λ２と同様、式５より、
λ１＝Ｚ１／ｆ１／ρ１
λ１：第１超音波センサで受波する超音波の波長（ｍ）、Ｚ１及びρ１：定数
となり、定数は、Ｚ１≒Ｚ２、ρ１≒ρ２の関係にあり、周波数は、ｆ１≒ｆ２の関係にあることから、第１受波信号である波長λ１と、第２受波信号である波長λ２とは、λ１≒λ２の関係となる。
【００３２】
塗布材の厚みを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、本発明の超音波計測方法では、超音波発振制御手段により、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気の温度変化に対応しつつ、塗布材の厚みを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサで受波した超音波の第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサで受波した超音波の第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【００３３】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係で得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができる。
特に、超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の受信パワー（超音波強度）の大きさと受波する超音波の波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より大きく低下する特性がある。
そのため、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係になると、第１受波信号λ１に対応する超音波強度のピーク値と、第２受波信号λ２に対応する超音波強度のピーク値とが、いずれもほぼ同じ大きさのピーク値に近づき、第１受波信号及び第２受波信号による超音波強度も同じような大きさとなる。
【００３４】
本発明の超音波計測方法では、塗布材の厚みを計測する前に、超音波が金属製の基材を透過するときの減衰率等の基材透過信号、あるいは基材の厚みを予め把握しておいた上で、超音波強度がほぼ同じ大きさのピーク値になる第１受波信号及び第２受波信号に基づいて、塗布材の厚みを算出すれば、信頼性が高く、高精度な計測を実現することができる。
従って、第１受波信号と第２受波信号とに基づき、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００３５】
（３）第３超音波センサとして、超音波の伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサと第３超音波センサとを、空気層を介して塗布製品の一方側に、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサを、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置するので、塗布材が基材の両面に塗布された塗布製品に対し、基材一面側の塗布材の厚みを、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みを、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚みを計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００３６】
すなわち、塗布材の厚みを計測する前には、塗布材が塗布されていない状態の基材に対し、超音波が金属製の基材を透過するときの減衰率等の基材透過信号により、基材の厚み、あるいは基材の目付け量を予め把握しておく。
本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサから送波した超音波が、横波として、基材一面側の塗布材を介して基材に伝播し、第３超音波センサが、基材で正反射した反射波を、再び基材一面側の塗布材を介して受波する。
これにより、第３超音波センサが、基材の一面で正反射した反射波を受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、基材一面側の塗布材の厚み、あるいは基材一面側の塗布材の目付け量を把握する。
【００３７】
その一方で、第１超音波センサから超音波を第３超音波センサに送波すると同時に、第１超音波センサから送波した超音波が、縦波として、基材一面側の塗布材、基材、及び基材他面側の塗布材に伝播し、第２超音波センサが、基材他面側の塗布材まで透過した透過波を受波する。
これにより、第２超音波センサが、基材の他面側まで透過した透過波を受波するときの塗布製品透過信号を取得し、この塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の厚みを算出し、算出した塗布製品の厚みから、基材の厚みと、基材一面側の塗布材の厚みとを減算し、基材他面側の塗布材の厚みを求める。
【００３８】
あるいは、塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の目付け量を算出し、算出した塗布製品の目付け量から、基材の目付け量と、基材一面側の塗布材の目付け量とを減算し、基材他面側の塗布材の目付け量を求める。
従って、基材一面側の塗布材の厚みは、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みは、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚み計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００３９】
ところで、第１超音波センサ乃至第３超音波センサに対し、キャリブレーションを行うには、第３超音波センサを、超音波を送信及び受信が可能なセンサとしておき、第１超音波センサ及び第２超音波センサに加え、第１超音波センサと第３超音波センサとに対しても、超音波発振制御手段により、超音波の送受信が制御できるようにしておく必要がある。
第１超音波センサと第２超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。また、第１超音波センサと第３超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。
【００４０】
（４）第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に、超音波阻害手段を移動させて配置した後、第１超音波センサが塗布材のエッジ部に向けて超音波を送波し、第２超音波センサで受波するので、第１超音波センサから第２超音波センサに向けて送波した超音波のうち、エッジ部周囲を伝播した振動は、超音波阻害手段により阻まれ、エッジ部を透過する振動より大きく減衰し、第２超音波センサまで伝播し難く、または伝播しなくなる。
【００４１】
一方、エッジ部には、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部で部位によって厚みが異なると、エッジ部を伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサで受波される透過波の減衰率等の受信信号が、エッジ部の形状に対応して異なったものになる。
よって、超音波阻害手段によりエッジ部周囲の形状がほとんど露出せず、例示した電極ペーストの目付けプロファイル等、塗布材のエッジ部の形状が、第２超音波センサで受信された受信信号に基づき、塗布材の厚みに対応してはっきりと検出できる。
【００４２】
（５）空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサの各周波数を、塗布材の厚みに応じて、より低く設定するので、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサで受波した受信信号の分解能をより高くして、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００４３】
すなわち、受波側超音波センサで検出される複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波した超音波が基材と塗布材とを透過した透過波だけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。
第２群音波波形は、送波した超音波が塗布製品を透過せず塗布製品でいったん反射した後に、塗布製品を透過して受波された第１反射波による受信信号と、送波した超音波が塗布製品を透過して受波側超音波センサ側でいったん反射した後、塗布製品に戻ってここで反射して受波された第２反射波による受信信号とを含むエコーであり、塗布材の厚みを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなることがある。
従って、第１群音波波形と第２群音波波形とが重ならない条件が前提となる。
【００４４】
ところで、塗布製品では、基材は、密度の大きい金属製であり、超音波は、波長が長く、低い周波数でも基材を伝播し易い。また、基材を伝播する間、超音波の減衰は小さく、超音波の波長から得られる分解能も良好である。その一方で、超音波の伝播距離が同じでも、周波数がより低いと、伝播時間は長くなることから、第１群音波波形に第２群音波波形が重なる現象が生じ得る。
【００４５】
また、例えば、電極ペースト等の塗布材は、密度が基材より低い非金属の材質であり、塗布材には、波長が長く、周波数の低い超音波は、基材に比して伝播し難く、波長が短く、周波数の高い超音波が伝播し易い。その一方で、塗布材を伝播させる超音波の周波数をむやみに高くすると、超音波の伝播距離が同じである場合、伝播時間はより短くなるが、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰はより大きくなり、超音波の波長から得られる分解能は悪化する。
【００４６】
本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサ乃至第３超音波センサの各周波数は、第１群音波波形と第２群音波波形とが重ならない条件を満たし、かつ超音波が塗布材を正常に伝播できる周波数で、塗布材の厚みに応じて、より低く設定されている。
これにより、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサで受波した受信信号の分解能をより高くして、塗布材の厚みが高精度に求められる。
【００４７】
（６）塗布材の厚みを、第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて算出するので、例えば、超音波の減衰率に対応する塗布製品の目付け量から、超音波の減衰率に対応する基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
超音波の減衰率は、媒質の密度及び媒質の厚さをパラメータとして変化する。基材を透過するとき超音波の減衰率と基材の目付け量とに関する検量線、及び塗布製品において超音波の減衰率と塗布材の目付け量に関する検量線に基づき、塗布製品の目付け量から基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
【００４８】
すなわち、塗布材が基材の片面に塗布された塗布製品の場合には、例えば、片面に塗布された塗布製品向けの実測用検量線により、塗布製品（基材及び塗布材）の目付け量が得られる。また、基材向けの実測用検量線により、基材の目付け量が得られる。
よって、塗布製品の目付け量と基材の目付け量との差から、塗布材の目付け量が簡単に得られる。
【００４９】
また、塗布材が基材の両面に塗布された塗布製品の場合には、基材向けの実測用検量線により、基材の目付け量が得られる。
その一方で、塗布材が基材の一面に塗工された塗布製品向けの片面塗工実測用検量線により、塗布製品の目付け量を得ておき、この塗布製品の目付け量から基材の目付け量を減算し、基材の一面側の塗布材の目付け量を得る。
【００５０】
塗布材が基材の両面に塗工された塗布製品向けの両面塗工実測用検量線により、両面に塗布された塗布材の目付け量を得て、基材の目付け量と、基材一面側の塗布材の目付け量とを減算し、基材他面側の塗布材の目付け量を得る。
よって、塗布製品の目付け量と基材の目付け量との差から、塗布材の目付け量が簡単に得られる。
【００５１】
（７）塗布製品を挟み、第１超音波センサと第２超音波センサとを、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２超音波センサで超音波振動する第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置すること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される塗布製品が、第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた基材にうねりがなく、作業者は、塗布材が良好な状態で基材に塗布されていることを確認することができる。
【００５２】
すなわち、複数群の音波波形は、受波側超音波センサで受波後、時間の経過と共に、断続的に検出されるが、前述したように、受波側超音波センサで検出される複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波した超音波が基材と塗布材とを透過した透過波だけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。
特に、第１振動面及び第２振動面に対し、第１超音波センサの第１振動面と第２超音波センサの第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で配置されていると、第１群音波波形以降の奇数群の音波波形については、第１群音波波形と同様の傾向となるが、送信後、伝播距離が長くなり超音波の減衰が大きくなり、超音波強度が小さくなる。そのため、塗布材の厚みを求めるのには、第１群音波波形による受信信号を用いるのが適切である。
また、第２群音波波形は、前述したように、第１反射波による受信信号と第２反射波とによる受信信号とを共に含むエコーとなり、塗布材の厚みを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなる。
【００５３】
ここで、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で塗布製品を配置する位置と、第２群音波波形との関係について説明する。
（ａ）塗布製品が第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置にある場合
この場合には、第２群音波波形は、前述の第１反射波と第２反射波とが同周期で合成し、このときの合成波の振幅は最大となる。
（ｂ）塗布製品が第１超音波センサと第２超音波センサとの中央位置から少し片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、前述の第１反射波と第２反射波との位相がずれて干渉し合い、第１反射波と第２反射波との位相が半周期ずれたところで、第２群音波波形の振幅は最小となる。
（ｃ）塗布製品が第１超音波センサと第２超音波センサとの中央位置から大きく片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波との位相が完全にずれてしまい、第１反射波と第２反射波とが２つに分離する。
なお、第１群音波波形は、上記の（ａ）乃至（ｃ）の何れの場合においても、送波した超音波が基材と塗布材とを透過した透過波だけの受信信号となり、第１反射波及び第２反射波による多重反射波の影響を受けない。
【００５４】
本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサの第１振動面と第２超音波センサの第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測する。
従って、計測時に、製造ラインに製造される塗布製品が、第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた基材にうねりがなく、作業者は、良好な状態にある基材に塗布材が塗布されていることを確認することができる。
【００５５】
（８）塗布材の厚さを、第１群音波波形による受信信号に基づいて計測するので、ロール状に捲回されていた基材に残留するうねりによる計測誤差の要因を排除して、塗布材の厚みを計測することができる。
【００５６】
また、本発明の超音波計測装置では、
（９）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測装置において、第１超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサであること、第２超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサであること、を特徴とするので、前述で例示したように、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する製造ラインで、塗布材の目付け量、及び目付けプロファイル等、塗布材の厚みを、インラインで計測する場合、第１超音波センサから送波した超音波が、塗布製品に対し広い面積にわたって照射されて塗布製品中の基材と塗布材とを透過し、第２超音波センサが、より広範囲にわたって基材及び塗布材を透過した超音波（透過波）を受波することにより、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、塗布製品の広い範囲で得られる。
【００５７】
すなわち、本発明の超音波計測装置では、第２超音波センサにおいて、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、塗布製品の広い範囲で得られ、例示したような電極ペーストの目付け量や目付けプロファイル等、塗布材の厚みに係る品質検査を、塗布製品の製造ライン上で実施することができる。
特に、製造ラインで製造される塗布製品に対し、塗布材の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、品質管理上、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施したい場合でも、次々と製造される塗布製品に対し、塗布材の厚みを、インラインで全数検査ができるようになる。
【００５８】
また、第２超音波センサで受波した透過波による受信信号を、塗布製品の広域から得ることができるため、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で塗布材の厚みのバラツキ等がより正確に把握でき、塗布材の目付け量等、塗布製品の所定範囲内における塗布材の全体的な厚みを、高い信頼性で計測することができる。
また、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できる分、塗布材の目付けプロファイル等の検査が、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より精度良く計測できる。
【００５９】
また、電極ペーストの塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【００６０】
これに対し、本発明の超音波計測装置では、塗布製品を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査を実施することができ、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。
また、本発明の超音波計測装置の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、塗布製品に反映されるコストが大きく削減できる。
【００６１】
特に、本発明の超音波計測装置は、塗布製品を製造する製造ラインに対し、新設または既設にかかわらず容易に組み込むことができるため、本発明の超音波計測装置を製造ラインに設備するときのコストも安価である。
従って、本発明の超音波計測装置では、製造ラインで製造される塗布製品に対し、インライン上で、塗布製品に塗布された塗布材の厚みを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【００６２】
（１０）第１超音波センサ及び第２超音波センサは、超音波を送信及び受信が可能なセンサであり、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を有し、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサが受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサが受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００６３】
すなわち、塗布材の厚みを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、本発明の超音波計測装置では、超音波発振制御手段により、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気の温度変化に対応しつつ、塗布材の厚みを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサで受波した超音波の第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサで受波した超音波の第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【００６４】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係が得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができ、塗布材の厚みを求めるのに、信頼性が高く、高精度な計測が可能となる。
【００６５】
（１１）超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサを有し、第１超音波センサと第３超音波センサとが、空気層を介して塗布製品の一方側で、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置されていること、第２超音波センサは、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置されていること、を特徴とするので、塗布材が基材の両面に塗布された塗布製品に対し、基材一面側の塗布材の厚みを、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みを、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚み計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００６６】
すなわち、塗布材の厚みを計測する前には、塗布材が塗布されていない状態の基材に対し、超音波が金属製の基材を透過するときの減衰率等の基材透過信号により、基材の厚み、あるいは基材の目付け量を予め把握しておく。
本発明の超音波計測装置では、第１超音波センサから送波した超音波が、横波として、基材一面側の塗布材を介して基材に伝播し、第３超音波センサが、基材で正反射した反射波を、再び基材一面側の塗布材を介して受波する。
これにより、第３超音波センサが、基材の一面で正反射した反射波を受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、基材一面側の塗布材の厚み、あるいは基材一面側の塗布材の目付け量を把握する。
【００６７】
その一方で、第１超音波センサから超音波を第３超音波センサに送波すると同時に、第１超音波センサから送波した超音波が、縦波として、基材一面側の塗布材、基材、及び基材他面側の塗布材に伝播し、第２超音波センサが、基材他面側の塗布材まで透過した透過波を受波する。
これにより、第２超音波センサが、基材の他面側まで透過した透過波を受波するときの塗布製品透過信号を取得し、この塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の厚みを算出し、算出した塗布製品の厚みから、基材の厚みと、基材一面側の塗布材の厚みとを減算し、基材他面側の塗布材の厚みを求める。
【００６８】
あるいは、塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の目付け量を算出し、算出した塗布製品の目付け量から、基材の目付け量と、基材一面側の塗布材の目付け量とを減算し、基材他面側の塗布材の目付け量を求める。
従って、基材一面側の塗布材の厚みは、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みは、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚み計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００６９】
ところで、第１超音波センサ乃至第３超音波センサに対し、キャリブレーションを行うには、第３超音波センサを、超音波を送信及び受信が可能なセンサとしておき、第１超音波センサ及び第２超音波センサに加え、第１超音波センサと第３超音波センサとに対しても、超音波発振制御手段により、超音波の送受信が制御できるようにしておく必要がある。
第１超音波センサと第２超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。また、第１超音波センサと第３超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。
【００７０】
（１２）第１超音波センサが超音波を送波し、第２超音波センサが第１超音波センサから送波した超音波を受波すること、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、超音波阻害手段は、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に移動可能に設けられているので、第１超音波センサから第２超音波センサに向けて送波した超音波のうち、エッジ部周囲を伝播した振動は、超音波阻害手段により阻まれ、エッジ部を透過する振動より大きく減衰し、第２超音波センサまで伝播し難く、または伝播しなくなる。
【００７１】
一方、エッジ部には、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部で部位によって厚みが異なると、エッジ部を伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサで受波される透過波の減衰率等の受信信号が、エッジ部の形状に対応して異なったものになる。
よって、超音波阻害手段によりエッジ部周囲の形状がほとんど露出せず、例示した電極ペーストの目付けプロファイル等、塗布材のエッジ部の形状が、第２超音波センサで受信された受信信号に基づき、塗布材の厚みに対応してはっきりと検出できる。
【００７２】
なお、超音波阻害手段は、例えば、ゴム、スポンジ、フエルト等、超音波振動を吸収し易い材質で形成する。
【００７３】
（１３）空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布材の厚みに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くしたセンサであるので、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサで受波した受信信号の分解能をより高くして、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００７４】
（１４）第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて、塗布材の厚みを算出する厚み演算手段を備えているので、厚み演算部手段が、超音波の減衰率に対応する塗布製品の目付け量から、超音波の減衰率に対応する基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
超音波の減衰率は、媒質の密度及び媒質の厚さをパラメータとして変化する。基材を透過するとき超音波の減衰率と基材の目付け量とに関する検量線、及び塗布製品において超音波の減衰率と塗布材の目付け量に関する検量線に基づき、塗布製品の目付け量から基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
【００７５】
（１５）第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布製品を挟み、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、厚み演算手段が、塗布材の厚みを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される塗布製品が、第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置に配置されていることから、作業者が、ロール状に捲回されていた基材にうねりが残留せず、厚み演算手段により塗布材の厚みが求められた塗布製品に対し、塗布材が良好な状態で基材に塗布されていることを確認することができる。
【００７６】
（１６）厚み演算手段は、第１群音波波形による受信信号に基づいて、塗布材の厚さを計測するので、ロール状に捲回されていた基材のうねりに起因した計測誤差の要因を排除して、塗布材の厚みを計測することができる。
【００７７】
ところで、特許文献１では、温度測定手段８４ａ，８４ｂが液相９１、固相９２の各温度を測定し、速度校正手段８５が、超音波が伝播する媒質の一つである（液相９１、固相９２）の音響インピーダンスを、測定したそれぞれの温度に基づいて検知し、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を校正している。伝播経路長測定手段８６は、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度と、速度校正手段８５による伝播速度の校正値とに基づいて、計測対象物９０の厚みのほか、液相９１と固相９２とが積層された計測対象物９０の相変化の位置を計測できるようになっている。
【００７８】
しかしながら、超音波送信手段８１から計測対象物９０に向けて送波された超音波や、計測対象物９０から反射して超音波受信手段８２で受波した超音波は、計測対象物９０以外の媒質の一つである空気層を伝播する。この空気層の温度が一定でなければ、温度変化に伴って空気層での音響インピーダンスは変動してしまい、空気層を伝播する超音波の波長が変化してしまう。その結果、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を、たとえ速度校正手段８５で校正しても、計測対象物９０の厚み等をより正確に計測することができない。
【００７９】
特に、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、空気層での対流により、空気層の温度（密度）が送波側と受波側で異なる場合がある。また、稼働中の製造ラインで連続的に製造される塗布製品が、ライン上で部分的に僅かに動いて生じる微妙な空気層の対流のほか、ライン近傍に作業者が移動したときに生じる空気層の対流等により、空気層の密度が部分的に変化する場合がある。
このような場合、超音波が伝播する媒質の一つでもある空気層の密度が、超音波センサで計測する部分と、その他の部分とで異なると、塗布材の厚みをより正確に計測することができない。
【００８０】
また、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、塗布製品を通じた透過波や塗布製品で反射した反射波が受波側超音波センサに受波される間に、外部から何らかの外部振動が受波側超音波センサに伝わると、この外部振動に上記透過波または上記反射波が合成されてしまうことがある。
受波側超音波センサが、このような合成波を受波すると、外部振動の影響を受けずに送信側超音波センサから送波された超音波の波長と、受波側超音波センサで受波した合成波の波長に差異が生じてしまい、受信感度が悪化する問題がある。
【００８１】
これに対し、
（１７）本発明の超音波計測装置では、空気層の密度の変化を抑止する空気対流抑止手段が少なくとも１つ設けられているので、塗布製品の製造ライン上で、塗布された塗布材の目付け量や目付けプロファイル等、塗布材の厚みをインラインで計測するときに、空気対流抑止手段により、空気層を伝播する超音波の波長が変動し難く、塗布材の厚みを、より正確で高精度に計測することができる。
【００８２】
すなわち、前述したように、例えば、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する製造ラインでは、温度管理された雰囲気の下、基材に塗布材を塗布し乾燥させて塗布製品が製造され、本発明の超音波計測装置は、このような雰囲気の下、製造ラインにインラインで設置される。
このような製造ラインは、温度管理された場所で設置されているため、製造ラインで次々と連続して製造される塗布製品に対し、その基材及び塗布材そのものの温度は、ライン稼働中、変化せず一定とみなすことができる。そのため、ライン稼働中、超音波が基材及び塗布材を透過するときには、基材及び塗布材における音響インピーダンスは変化しないため、塗布材の厚みの計測時に、基材及び塗布材の各温度による影響は生じない。
【００８３】
その一方で、本発明の超音波計測装置は、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する。
本発明の超音波計測装置は、温度管理された雰囲気の下に設置されるものの、設置室内には空気の対流が生じ得るため、本発明の超音波計測装置の空気層に、空気密度の変化を抑止する空気対流抑止手段を少なくとも１つ設けている。
これにより、本発明の超音波計測装置の空気層には、空気等の気体の対流に起因して空気の温度にバラツキがほとんど生じず、例えば、第１超音波センサと塗布製品との間の温度分布、塗布製品と第２超音波センサとの間の温度分布、場合によって第３超音波センサと塗布製品との間の温度分布、及び塗布製品を挟む両側の温度分布等、空気層全体で温度差を持たないより均一な温度分布とすることができる。
【００８４】
空気層全体が均一な温度分布になることで、前述した式２より、温度に比例して変化する空気の音速は、空気層全体でより均一になると共に、前述した式３より、温度に比例して変化する空気の密度も、空気層全体でより均一な分布となる。
また、前述した式２乃至式４より、空気層全体が均一な温度分布になることで、音響インピーダンスは変化しない。
【００８５】
換言すれば、空気層全体が均一な温度分布となり、空気の密度がより均一な分布になることで、前述した式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすことができ、波長λは、周波数ｆに反比例した関数となる。
前述したように、第１超音波センサは、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサは、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とし、第３超音波センサは、周波数ｆ３（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサである。
第１超音波センサと塗布製品との間の空気層では、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサが伝播する超音波の波長λ１は変化しない。第３超音波センサがある場合、第３超音波センサと塗布製品との間の空気層では、周波数ｆ３（ｆ）の第３超音波センサが伝播する超音波の波長λ３は変化しない。
また、塗布製品と第２超音波センサとの間の空気層では、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサが伝播する超音波の波長λ２は変化しない。
【００８６】
特に、本発明の超音波計測装置をインライン上に設けた製造ラインにおいて、次々と連続して製造される塗布製品に対し、その塗布材の厚みを連続して計測している間、第２超音波センサが塗布材を透過した透過波（超音波）を受波したときの波長や、第３超音波センサが塗布材を反射した反射波（超音波）を受波したときの波長は、ライン稼働中、ほとんど変化しない。
【００８７】
ところで、超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の持つパワー（超音波強度）の大きさと波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より低下する特性がある。
【００８８】
本発明の超音波計測装置では、超音波強度が上記ピーク値となる波長の大きさを変化させず維持することで、第１超音波センサから送波する超音波が、超音波強度が最も大きい状態で、空気層を伝播し塗布製品に向けて伝播する。
これにより、塗布製品を透過する透過波（超音波）も、超音波強度が最も大きい状態で、塗布製品に伝播し、この塗布製品から再び空気層を伝播して第２超音波センサで受波される超音波についても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
【００８９】
また、塗布製品を反射する反射波（超音波）も、超音波強度が最も大きい状態で、塗布製品に伝播し、この塗布製品で反射して再び空気層を伝播して第３超音波センサで受波される超音波についても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
従って、受波した超音波において、その波長の大きさ、到達時間、減衰率等の受信信号に基づいて塗布製品の塗布材の厚みを計測すると、塗布製品ごと、あるいは塗布製品の測定部位ごとによって、厚みの測定誤差は生じ難く、塗布材の厚みを高精度に計測することができる。
【００９０】
（１８）捲回されている基材は、長尺状であり、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、空気対流抑止手段の内部に、基材の短辺に沿う幅方向に少なくとも１対または１組設けられ、空気対流抑止手段は、塗布材の厚みを求める計測エリア内で、基材の長辺に沿う長手方向と幅方向とに対し、移動可能に設けられているので、本発明の超音波計測装置をインラインで設けた製造ラインにおいて、連続で次々と製造される塗布製品に対し、その塗布材の厚みを、ラインを停止しないでライン稼働中に計測することができる。また、塗布材の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施することができるようになることから、品質管理上、信頼性の高い品質検査を行うことが可能となる。
【００９１】
（１９）空気対流抑止手段には、空気層の温度を測定する温度計測手段が設けられているので、第１超音波センサ乃至第３超音波センサにおいて、例えば、超音波センサ自体からの発熱等に起因して空気層に温度変化が生じた場合でも、空気層における音速、密度、音響インピーダンスを、温度計測手段により計測した温度に基づいて補正し、空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサの受信信号を、空気層の実際の温度または温度分布に対応するよう、適切な状態にすることができる。これにより、計測精度を高くして塗布材の厚みを求めることができる。
【００９２】
（２０）空気対流抑止手段は、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振手段を備えているので、例えば、塗布製品の製造ライン等で生じる機械的振動が、第１超音波センサ及び第２超音波センサのほか、第３超音波センサが存在する場合には、この第３超音波センサにも伝わることに起因して、送受する超音波の指向性の精度が悪化するのを防止することができる。
【００９３】
（２１）基材は、塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、塗布材は、金属箔に塗布された電極ペーストであるので、電池製造工程において、金属箔に電極ペーストを塗布して電極を製造する製造ラインで、ライン稼働中に、電極に対し、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルに係る品質検査を満遍なく広範囲にわたって実施できるようになる上、電極の全数検査をも可能にできるようになることから、高品質で高性能な電池が提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態のうち、第１実施例に係る超音波計測装置を示す斜視図である。
【図２】図１中、Ａ−Ａ矢視断面図であり、主要部を説明する図である。
【図３】図２中、Ｃ−Ｃ矢視断面図であり、図２と同様、主要部を説明する図である。
【図４】第１実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する模式図である。
【図５】図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する方向から見た電極の断面図である。
【図６】電極ペーストの目付けプロファイルを検査する様子を説明する図である。
【図７】電極を透過する超音波の減衰率と、電極の目付け量との関係を示す検量線を示す図である。
【図８】実施形態に係る超音波計測装置で、第１，第２超音波センサのキャリブレーションの手順を示すフローチャート図である。
【図９】電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置にある場合を模式的に示す説明図である。
【図１０】電極が図９に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を示すグラフである。
【図１１】電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から少し片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。
【図１２】電極が図１１に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を示すグラフである。
【図１３】電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から大きく片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。
【図１４】電極が図１３に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を示すグラフである。
【図１５】受波側超音波センサにおける受信パワーと発熱温度との関係を示すグラフである。
【図１６】実施形態に係る超音波計測装置で、電極ペーストの目付け量を算出するまでの手順を示すフローチャート図である。
【図１７】実施形態のうち、第２実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する模式図であり、図を見易くするために、カバーと一体であるセンサ取付け部の図示を省略した図である。
【図１８】電極を幅方向からみた側面図であり、金属箔両面に塗工された電極ペーストに対し、目付け量の検査をするときの説明図である。
【図１９】送波側超音波センサと受波側超音波センサとのプローブ間距離と、受波側超音波センサで受波する超音波の受信波最大振幅との関係について、スポット型の超音波センサとフラット型の超音波センサとを対比させたグラフを示す。
【図２０】受波された超音波における波長と受信パワーとの関係を示すグラフである。
【図２１】受波された超音波において、伝播する温度と、音響インピーダンスと、音圧透過率との関係を説明する説明図である。
【図２２】特許文献１に開示された超音波計測装置の説明図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
以下、本発明に係る超音波計測方法、及び超音波計測装置について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る超音波計測装置は、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する電極製造ラインにインラインで設置され、乾燥した電極ペーストの目付け量、及び目付けプロファイルの品質検査を行う目的で設置される。
また、本実施形態に係る超音波計測方法は、この超音波計測装置を用いて電極ペーストの目付け量、及び目付けプロファイルの品質検査を行うときの方法である。
【００９６】
（実施例１）
本実施例では、電極ペーストを金属箔片面に塗工する場合について説明する。
図１は、第１実施例に係る超音波計測装置を示す斜視図である。図２は、図１中、Ａ−Ａ矢視断面図であり、図３は、図２中、Ｃ−Ｃ矢視断面図であり、図２及び図３は、超音波計測装置の主要部を説明する図である。図４は、第１実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する図である。図５は、図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する方向から見た電極の断面図を示す。図６は、電極ペーストの目付けプロファイルを検査する様子を説明する図である。
【００９７】
なお、本実施形態では、図１において、金属箔６１の長辺、及びこの長辺に沿う超音波計測装置１の方向を、長手方向ＬＤとし、金属箔６１の短辺、及びこの短辺に沿う超音波計測装置１の方向を、幅方向ＷＤとする。また、電極６０（金属箔６１及び電極ペースト６２）の厚み、及びこの厚みに沿う超音波計測装置１の方向を、厚み方向ＴＤとする。以下、図２以降の図についても、図１に準ずる。
【００９８】
はじめに、電極について、簡単に説明する。
本発明において、基材は、塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、塗布材は、金属箔に塗布された電極ペーストである。
具体的には、電極６０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電源として、二次電池に用いる電極であり、図５に示すように、Ａｌ，Ｃｕ等の金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布してなる。
【００９９】
長尺状の金属箔６１は、その厚さが２０μｍ程度であり、図示しない電極製造ラインの捲回コンベア５０に、ロール状に捲回されている。金属箔６１は、送出コンベア５１によりロール状から水平状に送出されながら、電極ペースト６２が、このような状態の金属箔６１に塗布される。
電極６０は、電極ペースト６２を金属箔６１に押圧してから乾燥させた後、電極ペースト６２の厚みが４０〜５０μｍ程度に形成され、コンベア５０により、連続的に製造される電極６０の切断等、次工程に向けて送出される。
【０１００】
次に、超音波計測装置について、図１乃至図４を用いて説明する。
超音波計測装置１は、前述したように、電極製造ラインで電極ペースト６２を乾燥させた後、図１に示すように、コンベア５１により電極６０を次工程に送出する前の位置に、配設されている。
超音波計測装置１は、ロール状に捲回されていた金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置している。この超音波計測装置１は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることで、電極６０中の電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１０１】
本実施形態に係る超音波計測装置１は、説明の便宜上、４つの第１超音波センサ１１と、４つの第２超音波センサ１２とをそれぞれ有し、１つの第１超音波センサ１１と１つの第２超音波センサ１２とが一対となって、４組の第１，第２超音波センサ１１，１２を備えている。また、超音波計測装置１は、超音波発振制御部１０（超音波発振制御手段）、厚み演算部２０（厚み演算手段）、カバー３５（空気対流抑止手段）、８つの温度計３７（温度計測手段）、防振プレート３８（防振手段）、及びマスク４０（超音波阻害手段）等を有している。
【０１０２】
第１，第２超音波センサについて説明する。
第１超音波センサ１１は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサであり、超音波の受信をも可能とする超音波センサである。
フラットタイプの送信センサとは、第１超音波センサ１１で超音波ＵＳを送波する第１振動面１１ａが、本実施形態では、１つであり、第１振動面１１ａの全体形状が矩形状に形成された超音波センサである。また、送波した超音波ＵＳを、空気層ＡＲを介して、電極６０のうち、第１振動面１１ａと対向するエリア内に少なくとも伝播させることができる超音波センサをいう。
第２超音波センサ１２が送信側になる場合についても、第１振動面１１ａが第２振動面１２ａに変わるだけで、第１超音波センサ１１と実質的に同じである。
【０１０３】
第２超音波センサ１２は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサであり、超音波の送信をも可能とする超音波センサである。
フラットタイプの受信センサとは、第２超音波センサ１２で超音波ＵＳを受波する第２振動面１２ａが、本実施形態では、１つであり、第２振動面１２ａの全体形状が矩形状に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサ１１から送波、照射されて電極６０を少なくとも透過した超音波（透過波）ＵＳを、空気層ＡＲを介して第２振動面１２ａで受波することができる超音波センサをいう。
第１超音波センサ１１が受信側になる場合についても、第２振動面１２ａが第１振動面１１ａに変わるだけで、第２超音波センサ１２と実質的に同じである。
【０１０４】
ここで、第１，第２超音波センサ１１，１２の周波数について、説明する。
第１，第２超音波センサ１１，１２のうち、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形とする（図９及び図１０等参照）。
第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くした超音波センサであり、具体的には、周波数４００ｋＨｚ以下の超音波センサである。
第１超音波センサ１１と、第２超音波センサ１２とは、公称周波数として同じ周波数帯の超音波センサである。
【０１０５】
超音波計測装置１には、空気層ＡＲの密度の変化を抑止するカバー３５が１つ設けられている。４組の第１，第２超音波センサ１１，１２は、このカバー３５の内部空間にあるセンサ取付け部３０に、幅方向ＷＤに並んで設けられている。
センサ取付け部３０は、図２及び図３に示すように、開口部３２を有したコ字型形状の本体部３１と、この本体部３１から下方に立設された支柱を介して接続する平板状の支持部３３とからなる。
カバー３５は、電極６０の送出経路である送出口３６を除き、センサ取付け部３０の開口部３２と本体部３１との周囲をすっぽりと覆い、センサ取付け部３０と一体で形成されている。
【０１０６】
４つの第１超音波センサ１１は、本体部３１の上部で、幅方向ＷＤに対し所定の間隔で一列に配列され、各第１超音波センサ１１の第１振動面１１ａが、何れも鉛直方向下方に向けて配置されている。
また、４つの第２超音波センサ１２は、本体部３１の下部で、幅方向ＷＤに対し所定の間隔で一列に配列され、各第２超音波センサ１１の第２振動面１２ａが、何れも鉛直方向上方に向けて配置されている。
【０１０７】
一対の第１，第２超音波センサ１１，１２において、これらの第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとが対向する配置で、第１振動面１１ａ及び第２振動面１２ａに対し、垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとのプローブ間距離が、電極６０を挟み、１００（ｍｍ）以下に配置され、本実施形態では、そのプローブ間距離が７０（ｍｍ）となっている。
４つの第１超音波センサ１１は、図１及び図６に示すように、電極６０の幅方向ＷＤに対し、両側にあるエッジ部６２Ｃを含む電極ペースト６２全体の照射エリアＭＢに、超音波ＵＳを照射できるようになっている。電極６０中の金属箔６１の他面６１ｂでは、照射エリアＭＢにおいて、４つの第１超音波センサ１１により送波された超音波ＵＳが、４つの第２超音波センサ１２に向けて空気層ＡＲを伝播するようになっている。
【０１０８】
センサ取付け部３０の本体部３１の開口部３２は、一対の第１，第２超音波センサ１１，１２において、超音波ＵＳが伝播する媒質の一つである空気層ＡＲとなっている。開口部３２では、本体部３１の上部と下部との間は、このようなプローブ間距離を確保できる大きさとなっており、開口部３２は、幅方向ＷＤに対し、電極６０の幅寸法に対応させた大きさとなっている。
【０１０９】
カバー３５の内部空間に存在する開口部３２の内部には、空気層ＡＲの温度を測定する温度計３７が、図２に示すように、本実施形態では、電極６０が開口部３２を送出する経路の上方側と下方側にそれぞれ４箇所、計８箇所に、設けられている。
【０１１０】
図２及び図３に示すように、床面である超音波計測装置１の設置面ＧＬには、４つの第１，第２超音波センサ１１，１２のそれぞれに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振プレート３８が敷設されている。防振プレート３８は、例えば、ゴム、ダンパ、フエルト等、振動を吸収し易い弾性を有する材料からなり、支持部３３よりも大きく形成され、この防振プレート３８上に支持部３３が載置されている。
センサ取付け部３０及びカバー３５は、図１に示すように、電極ペースト６２の厚みを求める計測エリアＭＡ内で、長手方向ＬＤ及び幅方向ＷＤに対し、図示しない駆動源により、防振プレート３８と相対的に移動可能に配設されている。
【０１１１】
図４に示すように、４つの第１超音波センサ１１は、第１超音波発振器１１Ｆと電気的に接続されている。第１超音波発振器１１Ｆは、第１振動面１１ａに電圧を印加して超音波振動させるための発振回路と、第１振動面１１ａで受波した超音波振動を電圧に変換して受信するための受信回路とを有している。
【０１１２】
４つの第２超音波センサ１２は、第２振動面１２ａに超音波振動を発振させる第２超音波発振器１２Ｆと電気的に接続されている。第２超音波発振器１２Ｆは、第２振動面１２ａに電圧を印加して超音波振動させるための発振回路と、第２振動面１２ａで受波した超音波振動を電圧に変換して受信するための受信回路とを有している。
第１超音波発振器１１Ｆと第２超音波発振器１２Ｆとは、超音波発振制御部１０と電気的に接続されている。
【０１１３】
超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する。
具体的には、第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させる。
【０１１４】
超音波発振制御部１０は、モニタ２１に接続した厚み演算部２０と電気的に接続されている。厚み演算部２０は、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２のうち、いずれか一方の受波側超音波センサで受波した超音波ＵＳの受信信号に基づいて、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル、すなわち電極ペースト６２の厚みを算出する。
具体的には、第１群音波波形と第２群音波波形については、後に詳述するが、厚み演算部２０は、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、第１群音波波形による受信信号に基づいて、電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１１５】
すなわち、この厚み演算部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等公知の構成のマイクロコンピュータ（図示しない）を備えている。
ＲＡＭには、超音波が空気層ＡＲを伝播するときの減衰率、超音波が金属箔６１を透過するときの減衰率または金属箔６１の厚み、温度計３７により計測した空気層ＡＲの温度、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとのプローブ間距離、空気層ＡＲにおいて、温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンス等が、設定値として入力できるようになっている。
【０１１６】
また、ＲＯＭには、第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションを実行するプログラム、第１超音波センサ１１または第２超音波センサ１２により受波され、電極６０（電極ペースト６２）を透過した透過波の減衰率を算出するプログラム、受波した透過波の音波波形をサイン波に近似補正するプログラム、算出された透過波の減衰率に基づいて、電極ペースト６２の厚み、目付け量を演算処理する目付け量算出プログラム、演算処理した結果をモニタ２１に数値や画像で表示するプログラム、その他のプログラムが記憶されている。
【０１１７】
厚み演算部２０では、ＣＰＵにロードすることにより、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルをモニタ２１に数値や画像で表示することのほか、カバー３５と一体のセンサ取付け部３０を長手方向ＬＤ及び幅方向ＷＤへ移動すること、次述するマスク４０を電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃまで移動させること等の所定の動作が実行できるようになっている。
【０１１８】
次に、マスク４０について、図２、図４及び図６を用いて説明する。
マスク４０は、センサ取付け部３０の本体部３１の開口部３２において、電極６０と第２超音波センサ１２との間に空気層ＡＲのうち、図２に示すように、電極６０の幅方向ＷＤ両側にある電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に、図示しない駆動源により、長手方向ＬＤ及び幅方向ＷＤに移動可能に設けられている。
【０１１９】
マスク４０は、例えば、スポンジ、ゴム、フエルト等、超音波振動を吸収し易い材質からなり、図４及び図６に示しように、幅方向ＷＤに対し、エッジ部６２Ｃの範囲より大きいマスク開口部４１を有した平板状の部材である。マスク４０は、本実施形態では、２つ有している。
第１超音波センサ１１が超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２が第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波する前述の第１状態のときに、マスク４０は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻む。このマスク４０は、幅方向ＷＤに対する電極６０の大きさと、金属箔６１に形成されたエッジ部６２Ｃの位置に対応する位置に固定されるようになっている。
【０１２０】
次に、超音波計測装置１を用いて電極ペースト６２の厚みを計測し、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査を行う方法について、説明する。
図７に、電極を透過する超音波の減衰率と、電極の目付け量との関係を示す検量線のグラフを示す。超音波計測装置１により、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルを検査するには、電極ペースト６２の厚みを計測する前に、第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションを行うほか、図７に示すような検量線を、予め作成しておく必要がある。
【０１２１】
なお、図７には、参考までに受波側の超音波センサの周波数が９２ｋＨｚと１６５ｋＨｚの場合について図示しているが、検量線は、実際に使用する第１超音波センサ１１、第２超音波センサ１２の周波数に応じて作成する必要がある。
特に、計測対象である電極６０において、金属箔６１の厚みや電極ペースト６２の塗工条件によっては、受波側となる超音波センサの周波数が高くなると、分解能の高い目付け量が検量線から得られる。
また、検量線は、図７に示す電極６０向けの実測用検量線のほか、後述する第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーション向けに用いる検量線、及び金属箔６１向けの実測用検量線を予め作成しておく必要がある。
【０１２２】
金属箔６１向けの実測用検量線は、電極ペースト６２を塗布する前の段階で、金属箔６１を透過する透過波ＵＳの減衰率に基づいて、金属箔６１の目付け量を算出した検量線である。
電極６０向けの実測用検量線は、電極ペースト６２の実測時に用いるもので、電極６０（金属箔６１及び電極ペースト６２）を透過する透過波ＵＳの減衰率に基づいて、電極６０の目付け量を算出した検量線である。
キャリブレーション向けの検量線、金属箔６１向けの実測用検量線、及び電極６０向けの実測用検量線を作成するときには、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とも同じ超音波センサを用い、それぞれの検量線毎に、第１超音波センサ１１の周波数と第２超音波センサ１２の周波数とがそれぞれ変化しないようにしておく。
【０１２３】
ここで、検量線の求め方について簡単に説明する。
検量線は、室内において、温度一定、及び湿度１０％以下で一定に保たれた雰囲気の下、一対の送信側超音波センサ及び受信側超音波センサにより、厚みが異なる複数種の基準被検体に対し、送波した超音波をそれぞれの基準被検体に透過させ、このときに受信側超音波センサで受波する透過波（超音波）の減衰率を求める。
キャリブレーション向けの検量線を求めるのに用いる基準被検体は、酸化等に起因した材質変化のない材質として、Ｃｕ製の箔を用いる。基準被検体は、所定厚さのものを用いられる。勿論、Ｃｕの密度は、ＪＩＳ規格等の機械的性質で自明となっている。
【０１２４】
一般的に超音波の減衰率は、基準被検体の密度が一定（定数）の場合、基準被検体の厚みに反比例する関係にある。
電極ペースト等の目付け量は密度と同じディメンジョンであり、基準被検体の厚さは定数であることから、次式により、
目付け量＝Ａ／超音波の減衰率
Ａ：定数（基準被検体の厚み、密度の単位換算に必要な係数、及び温度変化に対応した補正係数）
の関係が得られる。
【０１２５】
次に、各種の検量線を作成した後、超音波計測装置１により電極ペースト６２の厚みを計測する前に、第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションを行う。
第１，第２超音波センサ１１，１２では、第１状態の場合と第２状態の場合の何れの場合でも、キャリブレーションは、実質的に同じ手順で行われるため、ここでは、第１状態のキャリブレーションの手順を代表して、図８を用いて説明する。図８は、第１，第２超音波センサのキャリブレーションの手順を示すフローチャート図である。
【０１２６】
キャリブレーションを行う前提として、図示しない電極製造ラインに設置された超音波計測装置１において、電極６０が存在しない位置までセンサ取付け部３０を移動させておき、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間の空気層ＡＲに、被検体（電極ペースト６２に相当）を有していない基準被検体を配置しておく。また、キャリブレーションを行うときの条件（空気層ＡＲにおいて、温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンス等の設定値、基準被検体の温度等）を、厚み演算部２０に入力しておく。
【０１２７】
また、超音波計測装置１では、送波側の第１超音波センサ１１が、受波側の第２超音波センサ１２に向けて送波し、空気層ＡＲを介して超音波ＵＳを第２超音波センサ１２で受波できる状態にしておく。第２状態でキャリブレーションを行う場合には、送波側の第２超音波センサ１２が、受波側の第１超音波センサ１１に向けて送波し、空気層ＡＲを介して超音波ＵＳを第１超音波センサ１１で受波できる状態にしておく。
【０１２８】
はじめに、ステップＳ１１では、カバー３５内のうち、本体部３１の開口部３２内の空気層ＡＲの温度を、温度計３７により測定する。
次に、ステップＳ１２では、下記の式２乃至式４と、８つの温度計３７により検出された温度（例えば、開口部３２内の８箇所の平均温度等）とに基づき、空気層ＡＲの温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンスを、補正定数として決定する。
〔空気における音速、密度、及び音響インピーダンス〕
（１）音速
Ｃ＝ｆ×λ…式１
Ｃ：音速（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ：周波数（ｋＨｚ）、λ：波長（ｍ）
また、
Ｃ＝３３１．５＋（０．６１×ｔ）…式２
ｔ：温度（℃）
（２）密度
ρ＝１．２９３×（２７３．１５／（２７３．１５＋ｔ））×（Ｐ／１０１３．２５）…式３
ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）（ｎｔｐ）、ｔ：温度（℃）、Ｐ：気圧（ａｔｍ）
（３）音響インピーダンス
Ｚ＝ρ×Ｃ…式４
Ｚ：音響インピーダンス（Ｐａ・ｓ／ｍ）
【０１２９】
次に、ステップＳ１３では、第１超音波センサ１１により、超音波ＵＳを所定時間（所定回数のパルス）、第２超音波センサ１２に向けて基準被検体に送波する。第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波し、厚み演算部２０が、第２超音波発振器１２Ｆ及び超音波発振制御部１０を介して受波した超音波ＵＳの受信信号として、超音波ＵＳの音波波形（縦軸：受信電圧（ｍＶ）、横軸：時間（μｓ））を取得する（図１０等参照）。
ステップＳ１４では、基準被検体を透過して受波した超音波ＵＳで、所定回数分のパルスの音波波形を、厚み演算部２０により、正弦波に近似させた音波波形に補正し、補正した正弦波近似波形の最大の振幅値Ｆ１を算出する。
【０１３０】
次に、ステップＳ１５では、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間から基準被検体を取り外し、第１超音波センサ１１により、超音波ＵＳを所定時間（所定回数のパルス）、第２超音波センサ１２に向けて送波する。第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波し、厚み演算部２０が、第２超音波発振器１２Ｆ及び超音波発振制御部１０を介して受波した超音波ＵＳの受信信号として、超音波ＵＳの音波波形（縦軸：受信電圧（ｍＶ）、横軸：時間（μｓ））を取得する。
ステップＳ１６では、第１超音波センサ１１から第２超音波センサ１２に直接受波した超音波ＵＳで、所定回数のパルス分の音波波形を、厚み演算部２０により、正弦波に近似させた音波波形に補正し、補正した正弦波近似波形の最大の振幅値Ｆ２を算出する。
【０１３１】
次に、ステップＳ１７では、第２超音波センサ１２で受波する超音波ＵＳの減衰率αを算出する。具体的には、減衰率αは、厚み演算部２０により、ステップＳ１４で算出した最大振幅値Ｆ１と、ステップＳ１６で算出した最大振幅値Ｆ２とに基づいて算出され、Ｆ１／Ｆ２×１００の積である。
次に、ステップＳ１８では、予め作成したキャリブレーション向けの検量線により、ステップＳ１７で算出された減衰率αに対応する目付け量、すなわち基準被検体の密度を算出する。
【０１３２】
次に、ステップＳ１９では、ステップＳ１８で算出された基準被検体の密度が、機械的性質で示されているＣｕの密度と整合しているかを比べて、キャリブレーションの精度確認を行う。整合（ＹＥＳ）していれば、キャリブレーションは終了し、後述する電極ペースト６２の厚みを実測する。
整合（ＮＯ）していなければ、再度ステップＳ１１に戻り、基準被検体の密度が規定の密度と整合するまで、上述した流れのステップを実行する。
【０１３３】
次に、本実施形態に係る超音波計測方法について説明する。
電極ペースト６２における目付け量及び目付けプロファイルを検査するのに、超音波計測装置１が用いられる。
すなわち、本実施形態に係る超音波計測方法は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、上方側に第１超音波センサ１１を、下方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置する。
【０１３４】
第１超音波センサ１１には、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサを用い、第２超音波センサ１２には、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサを用いる。この第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２を、超音波ＵＳを送信及び受信が可能なセンサとする。
このような第１，第２超音波センサ１１，１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する超音波発振制御部１０を備えておく。
【０１３５】
第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させる。
以下、超音波ＵＳを送波する超音波センサを送波側超音波センサ１１Ａと称し、透過した超音波ＵＳを受波する超音波センサを受波側超音波センサ１２Ａと称する。
【０１３６】
また、第１，第２超音波センサ１１，１２のうち、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形とする（図９及び図１０等参照）。
この第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２の各周波数を、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、より低く設定する。具体的には、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２を、周波数４００ｋＨｚ以下の超音波センサとし、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２に、公称周波数として同じ周波数帯の超音波センサを用いる。
【０１３７】
電極ペースト６２の厚みは、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２のうち、受波側超音波センサ１２Ａで受波した超音波ＵＳの減衰率に基づいて算出する。
また、電極６０を挟み、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを、第１超音波センサ１１で超音波振動する第１振動面１１ａ、及び第２超音波センサ１２で超音波振動する第２振動面１２ａに対し垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとのプローブ間距離を１００ｍｍ以下（本実施形態では、７０（ｍｍ））にして配置する。
その上で、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、第１群音波波形による受信信号、すなわち第１群音波波形の減衰率に基づいて、電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１３８】
このようにして、本実施形態に係る超音波計測方法は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることによって、電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１３９】
ここで、送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとの間で電極６０を配置する位置と、第２群音波波形との関係について、図９乃至図１４を用いて説明する。
図９は、電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置にある場合を模式的に示す説明図であり、電極が図９に示す位置に配置された場合、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を、図１０に示す。
図１１は、電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から少し片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。電極が図１１に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を、図１２に示す。
図１３は、電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から大きく片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。電極が図１３に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を、図１４に示す。
【０１４０】
前述したように、受波側超音波センサ１２Ａでは、受波後、時間の経過と共に、複数群の音波波形が生じる。複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波側超音波センサ１１Ａにより電極６０に向けて送波した超音波ＵＳは金属箔６１と電極ペースト６２とを透過した透過波だけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。また、第１群音波波形以降の奇数群音波波形についても、第１群音波波形と同様の傾向となる。
【０１４１】
一方、第１群音波波形に次いで検出される第２群音波波形は、第１反射波による受信信号と、第２反射波による受信信号とを含むエコーであり、電極ペースト６２の厚みを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなることがある。
第１反射波による受信信号は、送波した超音波ＵＳが電極６０の照射エリアＭＢを透過せず電極６０でいったん反射した後に、電極６０を透過して受波された受信信号である。
第２反射波による受信信号は、送波した超音波ＵＳが電極６０の照射エリアＭＢを透過して受波側超音波センサ側１２Ａでいったん反射した後、電極６０に戻ってここで反射して受波された受信信号である。
【０１４２】
特に、送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとのプローブ間距離が１００ｍｍ以下であるときには、第１群音波波形と第２群音波波形とは、次述する（１）乃至（３）に記載する関係にある。
（１）図９に示すように、電極６０が送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとのちょうど中央位置にある場合
この場合には、図１０に示すように、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波とが同周期で合成し、このときの合成波の振幅は最大となる。
（２）図１１に示すように、電極６０が送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとの中央位置から少し片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波との位相がずれて干渉し合い、第１反射波と第２反射波との位相が半周期ずれたところで、第２群音波波形の振幅は最小となる。
【０１４３】
（３）図１３に示すように、電極６０が送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとの中央位置から大きく片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波との位相が完全にずれてしまい、第１反射波と第２反射波とが２つに分離する。
なお、第１群音波波形は、上記の（１）乃至（３）の何れの場合においても、送波側超音波センサ１１Ａにより送波した超音波ＵＳが金属箔６１と電極ペースト６２とを透過した透過波だけの受信信号となり、第１反射波及び第２反射波による多重反射波の影響を受けない。
従って、第１群音波波形と第２群音波波形とが重ならない条件が前提となる。
【０１４４】
ところで、電極６０内の金属箔６１は、密度の大きい金属製であり、超音波ＵＳは、波長が長く、低い周波数でも金属箔６１を伝播し易い。また、金属箔６１を伝播する間、超音波ＵＳの減衰は小さく、超音波ＵＳの波長から得られる分解能も良好である。
その一方で、超音波ＵＳの伝播距離が同じでも、周波数がより低いと、伝播時間は長くなることから、第１群音波波形に第２群音波波形が重なる現象が生じ得る。
【０１４５】
また、電極ペースト６２は、密度が金属箔６１より低い非金属の材質であり、電極ペースト６２には、波長が長く、周波数の低い超音波ＵＳは、金属箔６１に比して伝播し難く、波長が短く、周波数の高い超音波ＵＳが伝播し易い。
その一方で、電極ペースト６２を伝播させる超音波ＵＳの周波数をむやみに高くすると、超音波ＵＳの伝播距離が同じである場合、伝播時間はより短くなるが、電極ペースト６２を伝播するときに生じる超音波ＵＳの減衰はより大きくなり、超音波ＵＳの波長から得られる分解能は悪化する。
よって、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下で、送波側超音波センサ１１Ａ及び受波側超音波センサ１２Ａ（第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２）の各周波数を、前述したように、電極ペースト６２の厚みｔ（図５参照）に応じて、周波数４００ｋＨｚ以下の範囲内でより低く設定することが好ましい。
【０１４６】
ここで、受波側超音波センサ１２Ａで受波する超音波ＵＳの受信パワーと、受波側超音波センサ１２Ａの発熱温度との関係について、図１５を用いて簡単に触れる。図１５は、受波側超音波センサにおける受信パワーと発熱温度との関係を示すグラフである。
受波側超音波センサ１２Ａの作動時間が長くなると、当該受波側超音波センサ１２Ａで発熱し、図１０に示すように、受波側超音波センサ１２Ａ自体の温度が上昇するにつれ、受波した超音波を電圧に変換した受信パワーは低下する。
電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの計測時に、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２を冷却して、受波側超音波センサ１２Ａ自体の温度上昇を防ぎ、受信パワーの低下を抑止しておくことが好ましい。
【０１４７】
次に、本実施形態に係る超音波計測方法により、電極ペースト６２の厚みの計測、すなわち電極ペースト６２において目付け量及び目付けプロファイルの検査を行う手順について、図１６を用いて説明する。図１６は、電極ペースト６２の目付け量を算出するまでの手順を示すフローチャート図である。
【０１４８】
超音波計測装置１で電極ペースト６２の目付け量を算出するにあたり、超音波計測装置１では、前述した第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションが完了していることが前提となる。
また、図１に示すように、図示しない電極製造ライン上にある電極６０に対し、その電極ペースト６２の目付け量を計測する計測エリアＭＡで、電極ペースト６２の厚みが計測できるよう、カバー３５と一体のセンサ取付け部３０を移動させておく。
【０１４９】
はじめに、ステップＳ３１では、カバー３５内にある本体部３１の開口部３２内の空気層ＡＲの温度を、温度計３７により測定する。
次に、ステップＳ３２では、前述した式２乃至式４と、８つの温度計３７により検出された温度（例えば、開口部３２内の８箇所の平均温度等）とに基づき、空気層ＡＲの温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンスを、補正定数として決定する。
【０１５０】
次に、ステップＳ３３では、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間の空気層ＡＲに配置した電極６０に対し、第１状態では、第１超音波センサ１１を１回発振させて、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを、電極６０内の金属箔６１、及び電極ペースト６２（被検体）に透過させる。
このとき、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２の公称周波数が４００ｋＨｚ近傍で、第１，第２超音波センサ１１，１２のプローブ間距離が７０（ｍｍ）程度の場合には、第１超音波センサ１１を１回発振させると、第２超音波センサ１２で、受信信号が、被検体、金属箔６１を透過した約３０パルス分の超音波ＵＳ（透過波）による音波波形となって得られる。
【０１５１】
また、超音波発振制御部１０により、第１状態と交互に置換させて第２状態となったときでは、第２超音波センサ１２を１回発振させて、第２超音波センサ１２から送波した超音波ＵＳを、電極６０内の電極ペースト６２（被検体）、及び金属箔６１に透過させる。
このとき、第２超音波センサ１２を１回発振させると、第１超音波センサ１１で、受信信号が、金属箔６１、被検体を透過した約３０パルス分の超音波ＵＳ（透過波）による音波波形となって得られる。
ステップＳ３３では、第１状態、第２状態に関わらず、取得する透過波ＵＳ約３０パルス分の音波波形は、図９及び図１０に示すように、送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとのちょうど中央位置に電極６０を配置した場合に生じる第２群音波波形で、この波形の振幅が最大値となる状態を前提とした第１群音波波形である。
【０１５２】
次に、ステップＳ３４では、ステップＳ３３で上述した第１群音波波形に基づき、補正した正弦波近似波形の最大の振幅値Ｆ３を算出する。
具体的には、取得した透過波ＵＳ約３０パルス分のうち、立ち上がりまでのはじめの約５パルス分の透過波ＵＳについては、安定した受信信号として取得できないため、安定化する残りの約２５パルス分の透過波ＵＳを、平均化等により正弦波に近似させた音波波形に補正し、補正した正弦波近似波形の最大振幅値Ｆ３を算出する。
最大振幅値Ｆ３は、第１状態と第２状態の場合で２種類得られる。
【０１５３】
次に、ステップＳ３５では、電極６０を透過するときの透過波ＵＳの減衰率βを、第１状態及び第２状態の場合について、それぞれ算出する。
具体的には、減衰率βは、ステップＳ３４で算出した最大振幅値Ｆ３と、図８中、ステップＳ１４で算出した最大振幅値Ｆ１とに基づいて算出され、Ｆ３／Ｆ１×１００の積で求められる。
【０１５４】
次に、ステップＳ３６では、予め作成した電極６０の実測向けの検量線により、ステップＳ３５で算出された２つの減衰率βに対応する電極６０の目付け量を、それぞれ算出する。
具体的には、例えば、第１状態において、受波側超音波センサ１２Ａが周波数１６５ｋＨｚのセンサで、減衰率βが１．０％であった場合には、電極ペースト６２の目付け量は、図１０に示す実測向けの検量線から、約７５（ｇ／ｍ２）であると読み取れる。
また、上記第１状態から置換された第２状態において、受波側超音波センサ１２Ａが周波数９２ｋＨｚのセンサで、減衰率βが１．７％であった場合には、電極ペースト６２の目付け量は、図１０に示す電極６０向けの実測用検量線から、約８０（ｇ／ｍ２）であると読み取れる。
【０１５５】
次に、ステップＳ３７では、ステップＳ３６において算出された２種類の電極６０の目付け量と金属箔６１の目付け量との差から、電極ペースト６２の目付け量を算出し、電極ペースト６２の目付け量の算出値が、計測誤差の許容範囲に入り、信頼性のある値であるか否かを判断する。
すなわち、ステップＳ３６で例示した場合において、第１状態において、周波数１６５ｋＨｚの受波側超音波センサ１２Ａで、金属箔６１を透過する透過波の減衰率がγ１であった場合には、金属箔６１の目付け量は、予め用意した金属箔６１向けの実測用検量線からｓ１（ｇ／ｍ２）を読み取る。
また、第２状態において、周波数９２ｋＨｚの受波側超音波センサ１２Ａで、金属箔６１を透過する透過波の減衰率がγ２であった場合には、金属箔６１の目付け量は、予め用意した金属箔６１向けの実測用検量線からｓ２（ｇ／ｍ２）を読み取る。
【０１５６】
ステップＳ３６において、第１状態で算出した電極ペースト６２の目付け量約７５（ｇ／ｍ２）から、同じ第１状態で算出した金属箔６１の目付け量ｓ１（ｇ／ｍ２）を減算し、この差が、第１状態で算出される電極ペースト６２の目付け量ｔ１（ｇ／ｍ２）となる。
また、第２状態で算出した電極ペースト６２の目付け量約８０（ｇ／ｍ２）から、同じ第２状態で算出した金属箔６１の目付け量ｓ２（ｇ／ｍ２）を減算し、この差が、第２状態で算出される電極ペースト６２の目付け量ｔ２（ｇ／ｍ２）となる。
【０１５７】
第１状態における電極ペースト６２の目付け量ｔ１（ｇ／ｍ２）と、第２状態における電極ペースト６２の目付け量ｔ２（ｇ／ｍ２）との各算出値が、実際に電極製造ラインで製造される電極６０の電極ペースト６２の目付け量として、計測誤差の許容範囲内にあり、信頼性のある値であるか否かを、作業者が判断する。
電極ペースト６２の目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）の算出値が、正常値として判断されれば、出力として、２種類の目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）について、平均化等の演算処理を行い、演算処理後の計測値が、ライン上で計測した電極６０の電極ペースト６２の目付け量として得られ、計測を終了する（ＹＥＳ）。
【０１５８】
目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）の算出値が、互いに大きくかけ離れた数値である場合や、電極製造ラインで製造される電極６０に対し、電極ペースト６２が設計上の目付け量と大きく異なる数値である場合等には、正常値として判断されず、２種類の目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）について、上記した演算処理を行わず、再度ステップＳ３３に戻る（ＮＯ）。ステップＳ３３に戻ったら、目付け量を算出するまでの計測に問題がある場合には、この問題が解決するまで、上述した流れのステップを実行する。
【０１５９】
次に、電極ペースト６２の目付けプロファイルの計測について、図６を用いて説明する。
４つの第１超音波センサ１１の照射エリアＭＢ（図１参照）内に、幅方向ＷＤ両側にエッジ部６２Ｃが入るよう、４つの第１超音波センサ１１のうち、幅方向ＷＤ両側にある２つの第１超音波センサ１１と、これらの第１超音波センサ１１の対となる第２超音波センサ１２とが配置されていることが前提となる。
本実施形態に係る超音波計測方法は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻むマスク４０を用い、電極６０と第２超音波センサ１２との間のうち、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に、マスク４０を移動させて配置した後、第１超音波センサ１１が電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃに向けて超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２で受波する。
【０１６０】
すなわち、実際に電極製造ラインで製造される電極６０では、その仕様によって金属箔６１及び電極ペースト６２の幅寸法がそれぞれ異なることがある。
電極６０には、電極ペースト６２の幅方向ＷＤ両側にエッジ部６２Ｃが存在する。エッジ部６２Ｃは、図５及び図６に示すように、金属箔６１の一面６１ａに対して傾斜しており、電極ペースト６２の厚みｔがｔ＝０から徐々に大きく変化している部分である。
２つのマスク４０は、このような電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの位置するところまでそれぞれ移動させ、図６に示すように、マスク開口部４１の内側に相当する部分にエッジ部６２Ｃが配置されたところで停止させる。
【０１６１】
次いで、４組の第１，第２超音波センサ１１，１２のうち、幅方向ＷＤ両側にある２組の第１，第２超音波センサ１１，１２において、第１超音波センサ１１が、電極６０に向けて超音波ＵＳを送波し照射する。
第１超音波センサ１１はフラットタイプの送信センサであり、第２超音波センサ１２はフラットタイプの受信センサであるため、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳは、図６に示すように、電極６０を透過した後、マスク４０へ伝わる部分と、マスク４０のマスク開口部４１を通過して第２超音波センサ１２に受波される部分とに分かれる。
マスク４０に伝わった超音波ＵＳは、マスク４０から透過しないよう、マスク４０に吸収させる。
【０１６２】
（実施例２）
本実施例では、電極ペーストを金属箔両面に塗工する場合について説明する。
本実施例は、第３超音波センサ１３の有無、第１，第２超音波センサ１１，１２の配置等の点で、実施例１と異なるが、それ以外の部分は、実施例１と同様である。
従って、実施例２は、実施例１とは異なる部分を中心に説明し、その他について説明を簡略または省略する。
【０１６３】
図１７は、第２実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する模式図であり、図を見易くするために、カバーと一体であるセンサ取付け部の図示を省略した図である。図１８は、電極を幅方向ＷＤからみた側面図であり、金属箔両面に塗工された電極ペーストに対し、目付け量の検査をするときの説明図である。
【０１６４】
本実施例に係る超音波計測装置１０１では、図１７及び図１８に示すように、超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサ１３を４つ有し、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とが、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側で、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置されている。また、第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置されている。
【０１６５】
第３超音波センサ１３において、フラットタイプのセンサとは、第３超音波センサ１３で超音波ＵＳを受波する第３振動面１３ａが、本実施形態では、１つであり、第３振動面１３ａの全体形状が、矩形状に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサ１１から送波されて電極６０で少なくとも反射した超音波（反射波）ＵＳを、空気層ＡＲを介して第３振動面１３ａで受波することができる超音波センサをいう。
第３超音波センサ１３は、第１，第２超音波センサ１１，１２と同様、超音波の受信をも可能とする超音波センサであり、周波数４００ｋＨｚ以下の同じ周波数帯の超音波センサである。
【０１６６】
１つの第１超音波センサ１１と、１つの第２超音波センサ１２と、１つの第３超音波センサ１３とが１組をなし、図１７に図示していないが、４組の第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３が、実施例１と同様、カバー３５と一体であるセンサ取付け部３０に配設されている。
第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２は、電極６０の金属箔６１に対し、例えば、θ＝１３°の角度に配置され、第３超音波センサ１３は、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが電極６０で正反射する角度に配置されている。
【０１６７】
図１７に示すように、４つの第３超音波センサ１３は、第３超音波発振器１３Ｆと電気的に接続されている。第３超音波発振器１３Ｆは、第３振動面１３ａに電圧を印加して超音波振動させるための発振回路と、第３振動面１３ａで受波した超音波振動を電圧に変換して受信するための受信回路とを有している。
第１超音波発振器１１Ｆ、第２超音波発振器１２Ｆ、及び第３超音波発振器１３Ｆは、超音波発振制御部１０と電気的に接続されている。
【０１６８】
超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御すると共に、第１超音波センサ１１及び第３超音波センサ１３に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する。
第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で行うキャリブレーションは、実施例１で説明した第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で行うキャリブレーションと同じ要領で、超音波発振制御部１０により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。
【０１６９】
次に、本実施形態に係る超音波計測方法について説明する。
金属箔６１の一面６１ａと他面６１ｂの両面に塗工した電極ペースト６２の目付け量を、一面６１ａ側と他面６１ｂ側で検査するのに、超音波計測装置１０１を用いる。
検査の前には、電極６０を透過するときの超音波ＵＳの減衰率と、金属箔６１を透過するときの超音波ＵＳの減衰率βとを予め把握し、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３でキャリブレーションを完了しておく。
電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａと他面６１ｂの両面に塗工された電極６０向けの両面塗工実測用検量線、電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａに塗工された電極６０向けの片面塗工実測用検量線、及び金属箔６１向けの実測用検量線を予め作成しておく。
【０１７０】
本実施形態に係る超音波計測方法は、第３超音波センサ１３として、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とを、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側に、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサ１２を、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置する．
【０１７１】
前述した構成を有する本実施形態に係る超音波計測方法、及び超音波計測装置の作用・効果について説明する。
本実施形態に係る超音波計測方法では、
（１）第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属箔６１の一面６１ａまたは両面６１ａ，６１ｂに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みｔを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサ１１に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサ１２に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とするので、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインで、電極ペースト６２の目付け量、及び目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔを、インラインで計測する場合、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、電極６０に対し広い面積（照射エリアＭＢ）にわたって照射されて電極６０中の金属箔６１と電極ペースト６２とを透過し、第２超音波センサＵＳが、より広範囲にわたって金属箔６１及び電極ペースト６２を透過した超音波（透過波）ＵＳを受波することにより、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサに比べ、電極６０の広い範囲で得られる。
【０１７２】
すなわち、第１超音波センサ１１に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサが、第２超音波センサ１２に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサが用いられている。
これにより、第１超音波センサ１１が、送波した超音波ＵＳを、空気層ＡＲを介して、電極６０のうち、第１振動面１１ａと対向するエリア内に少なくとも伝播させ、第２超音波センサ１２が、第１超音波センサ１２より送波、照射されて電極６０を少なくとも透過した超音波（透過波）ＵＳを、空気層ＡＲを介して第２超音波センサ１２の第２振動面１２ａで受波する。
よって、本実施形態に係る超音波計測方法では、第２超音波センサ１２において、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、電極６０の広い範囲で得られる。そのため、電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔに係る品質検査を、電極６０の製造ライン上で実施することができる。
【０１７３】
また、第２超音波センサ１２で受波した透過波ＵＳによる受信信号を、電極６０の広域から得ることができるため、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で電極ペースト６２の厚みｔのバラツキ等がより正確に把握でき、電極ペースト６２の目付け量等、電極６０に対し、第１，第２超音波センサ１１，１２による照射エリアＭＢ内におけるペースト６２の全体的な厚みｔを、高い信頼性で計測することができる。
その一方で、電極ペースト６２の目付けプロファイルの検査は、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃで電極ペースト６２の厚みを所定範囲にかけて測定することにより、エッジ部６２Ｃ全体の形状を把握することから、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できる分、電極ペースト６２の目付けプロファイルの検査を、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より精度良く計測することができる。
【０１７４】
ここで、図１９に、送波側超音波センサと受波側超音波センサとのプローブ間距離と、受波側超音波センサで受波する超音波の受信波最大振幅との関係について、スポット型の超音波センサとフラット型の超音波センサとを対比させたグラフを示す。
図１９に示すように、フラット型の超音波センサでは、プローブ間距離が大きく変化しても、受波側超音波センサで受波される受信波の振幅の大きさは、プローブ間距離によって大きく変化しない。
これに対し、特許文献１のような従来のスポット型の超音波センサでは、フラット型の超音波センサと比較して、同じプローブ間距離の範囲でも、プローブ間距離がたとえ１（ｍｍ）ずれても、受波側超音波センサで受波される受信波の振幅の大きさは、プローブ間距離によっては１０％〜２０％も低下してしまう。
よって、電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイルの検査では、フラット型の超音波センサを用いると、プローブ間距離が多少変化しても、計測精度に影響が少なくなく、高精度に計測することができる。
【０１７５】
また、電極ペースト６２の塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極６０を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【０１７６】
これに対し、本実施形態に係る超音波計測方法では、電極６０を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査が実施できるため、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。また、本実施形態に係る超音波計測方法で用いる第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２等を構成する装置（超音波計測装置１）の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、電極６０に反映されるコストが大きく削減できる。
従って、本実施形態に係る超音波計測方法によれば、製造ラインで製造される電極６０に対し、インライン上で、電極６０に塗布された電極ペースト６２の厚みｔを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【０１７７】
（２）また、本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２には、超音波ＵＳを送信及び受信が可能なセンサが用いられ、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する超音波発振制御部１０を備え、第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサ１２が受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１が受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０１７８】
すなわち、本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２には、公称の周波数として、同じ周波数帯の超音波センサが用いられる。
超音波センサは、同じ周波数帯でも厳密に言えば、個々の超音波センサ毎に微妙に周波数が異なっており、それぞれ固有の周波数となっているのが一般的である。本実施形態に係る超音波計測方法は、超音波センサの性能上、このような周波数差が必然的に生じ得る現象を、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに利用している。
すなわち、第１超音波センサ１１は、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサ１２は、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサであり、周波数ｆ１と周波数ｆ２とは、ｆ１≒ｆ２の関係にある。
【０１７９】
前述したように、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、次式より求められる。
（１）音速
Ｃ＝ｆ×λ…式１
Ｃ：音速（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ：周波数（ｋＨｚ）、λ：波長（ｍ）
また、
Ｃ＝３３１．５＋（０．６１×ｔ）…式２
ｔ：温度（℃）
（２）密度
ρ＝１．２９３×（２７３．１５／（２７３．１５＋ｔ））×（Ｐ／１０１３．２５）…式３
ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）（ｎｔｐ）、ｔ：温度（℃）、Ｐ：気圧（ａｔｍ）
（３）音響インピーダンス
Ｚ＝ρ×Ｃ…式４
Ｚ：音響インピーダンス（Ｐａ・ｓ／ｍ）
【０１８０】
式１及び式４より、λ＝Ｚ／ｆ／ρ…式５が得られる。大気圧の下、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、式１乃至式３により、空気の温度に比例するため、式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすと、波長λは、周波数ｆに反比例する関係にある。
【０１８１】
すなわち、第１状態のときに、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが電極６０を透過し、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサ１２で受波した超音波（透過波）ＵＳの波長λ２（第２受波信号）は、式５より、
λ２＝Ｚ２／ｆ２／ρ２
λ２：第２超音波センサ１２で受波する超音波ＵＳの波長（ｍ）、Ｚ２及びρ２：定数
また、第２状態のときに、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサ１２から送波した超音波ＵＳが電極６０を透過し、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサ１１で受波した透過波ＵＳの波長λ１（第１受波信号）は、波長λ２と同様、式５より、
λ１＝Ｚ１／ｆ１／ρ１
λ１：第１超音波センサ１１で受波する超音波ＵＳの波長（ｍ）、Ｚ１及びρ１：定数
となり、定数は、Ｚ１≒Ｚ２、ρ１≒ρ２の関係にあり、周波数は、ｆ１≒ｆ２の関係にあることから、第１受波信号である波長λ１と、第２受波信号である波長λ２とは、λ１≒λ２の関係となる。
【０１８２】
電極ペースト６２の厚みｔを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、本実施形態に係る超音波計測方法では、超音波発振制御部１０により、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気の温度変化に対応しつつ、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１で受波した超音波ＵＳの第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【０１８３】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係で得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができる。
【０１８４】
ここで、図２０に、受波された超音波における波長と受信パワーとの関係を示すグラフを示す。
超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の受信パワー（超音波強度）の大きさと受波する超音波の波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、図２０に示すように、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より大きく低下する特性がある。また、図２０に示すように、受波する超音波Ｐ，Ｑの波長が異なり、波長のピーク値が異なると、受波する超音波Ｐ，Ｑの超音波強度の大きさに大きく差異が生じる。
第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係になると、第１受波信号λ１に対応する超音波強度のピーク値と、第２受波信号λ２に対応する超音波強度のピーク値とが、いずれもほぼ同じ大きさのピーク値に近づき、超音波強度も同じような大きさとなる。
【０１８５】
本実施形態に係る超音波計測方法では、電極ペースト６２の厚みｔを計測する前に、超音波ＵＳが金属箔６１を透過するときの減衰率、あるいは金属箔６１の厚みを予め把握しておいた上で、超音波強度がほぼ同じ大きさのピーク値になる第１受波信号及び第２受波信号に基づいて、電極ペースト６２の厚みｔを算出すれば、信頼性が高く、高精度な計測を実現することができる。
従って、第１受波信号と第２受波信号とに基づき、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０１８６】
（３）また、本実施形態に係る超音波計測方法では、第３超音波センサ１３として、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とを、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側に、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサ１２を、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置するので、電極ペースト６２が金属箔６１の両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０に対し、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
【０１８７】
すなわち、電極ペースト６２の厚みｔを計測する前には、電極ペースト６２が塗布されていない状態の金属箔６１に対し、超音波ＵＳが金属箔６１を透過するときの基材透過信号として、減衰率に基づいて作成された金属箔６１向けの検量線により、金属箔６１の目付け量を予め把握しておく。
本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、横波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して金属箔６１に伝播し、第３超音波センサ１３が、金属箔６１で正反射した反射波ＵＳを、再び金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して受波する。
これにより、第３超音波センサ１３が、金属箔６１の一面６１ａで正反射した反射波ＵＳを受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を把握する。
【０１８８】
その一方で、第１超音波センサ１１から超音波ＵＳを第３超音波センサ１３に送波すると同時に、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、縦波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２、金属箔６１、及び金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２に伝播し、第２超音波センサ１２が、電極透過信号として、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２まで透過した透過波ＵＳを受波する。
これにより、電極透過信号に基づき、電極６０の目付け量を算出し、算出した電極６０の目付け量から、金属箔６１の目付け量と、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量とを減算し、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を求める。
【０１８９】
従って、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
よって、電極６０において両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極ペースト６２の厚みをそれぞれ計測する設備の簡素化を図ることができる。
【０１９０】
（４）本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻むマスク４０を備え、電極６０と第２超音波センサ１２との間のうち、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に、マスク４０を移動させて配置した後、第１超音波センサ１１が電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃに向けて超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２で受波するので、第１超音波センサ１１から第２超音波センサ１２に向けて送波した超音波ＵＳのうち、エッジ部６２Ｃ周囲を伝播した振動は、カバー４０により阻まれ、エッジ部６２Ｃを透過する振動はカバー４０に吸収され、第２超音波センサまで伝播しなくなる。
【０１９１】
一方、エッジ部６２Ｃには、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部６２Ｃで部位によって厚みが異なると、エッジ部６２Ｃを伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサ１２で受波される透過波ＵＳの減衰率の受信信号が、エッジ部６２Ｃの形状に対応して異なったものになる。
よって、カバー４０によりエッジ部６２Ｃ周囲の形状が露出せず、電極ペースト６２の目付けプロファイル、すなわち電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの形状が、第２超音波センサ１２で受信された受信信号に基づき、電極ペースト６２の厚みｔに対応してはっきりと検出できる。
【０１９２】
（５）本実施形態に係る超音波計測方法では、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２の各周波数を、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、より低く設定するので、電極ペースト６２を伝播するときに生じる超音波ＵＳの減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサ１２Ａで受波した受信信号の分解能をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０１９３】
（６）本実施形態に係る超音波計測方法では、電極ペースト６２の厚みｔを、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１２のうち、受波側超音波センサ１２Ａで受波した超音波ＵＳの減衰率βに基づいて算出するので、金属箔６１を透過するときの超音波ＵＳの減衰率が予め把握され、金属箔６１において超音波ＵＳの減衰率γと目付け量との関係を示す検量線が予め作成されている上で、超音波ＵＳの減衰率βに対応する電極６０の目付け量から、超音波ＵＳの減衰率γに対応する金属箔６１の目付け量を減算することで、電極ペースト６２の厚みｔがより簡単に算出することができる。
【０１９４】
（７）本実施形態に係る超音波計測方法では、電極６０を挟み、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを、第１超音波センサ１１で超音波振動する第１振動面１１ａ、及び第２超音波センサ１２で超音波振動する第２振動面１２ａに対し垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下（本実施形態では７０（ｍｍ））で、配置すること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、電極ペースト６２の厚みｔを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される電極６０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた金属箔６１にうねりがなく、作業者は、電極ペースト６２が良好な状態で金属箔６１に塗布されていることをも確認することができ、ひいては電極６０の品質が良好であることが確認できる。
【０１９５】
すなわち、複数群の音波波形は、受波側超音波センサ１２Ａで受波後、時間の経過と共に、断続的に検出されるが、前述したように、受波側超音波センサ１２Ａで検出される複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波した超音波が金属箔６１と電極ペースト６２とを透過した透過波ＵＳだけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。
特に、第１振動面１１ａ及び第２振動面１２ａに対し、第１超音波センサ１１の第１振動面１１ａと第２超音波センサ１２の第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下で配置されていると、第１群音波波形以降の奇数群の音波波形については、第１群音波波形と同様の傾向となり、送信後、伝播距離が長くなり超音波ＵＳの減衰が大きくなり、超音波強度が小さくなる。そのため、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのには、第１群音波波形による受信信号を用いるのが適切である。
また、第２群音波波形は、前述したように、第１反射波による受信信号と第２反射波とによる受信信号とを共に含むエコーとなり、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなる。
【０１９６】
本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１の第１振動面１１ａと第２超音波センサ１２の第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下で、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測する。
従って、計測時に、製造ラインに製造される電極６０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた金属箔６１にうねりがなく、作業者は、良好な状態にある金属箔６１に電極ペースト６２が塗布されていることをも確認することができる。
【０１９７】
（８）本実施形態に係る超音波計測方法では、電極ペースト６２の厚さを、第１群音波波形による受信信号に基づいて計測するので、ロール状に捲回されていた金属箔６１に残留するうねりによる計測誤差の要因を排除して、電極ペースト６２の厚みを計測することができる。
【０１９８】
また、本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、
（９）第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属箔６１の一面６１ａまたは両面６１ａ，６１ｂに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みｔを計測する超音波計測装置１，１０１において、第１超音波センサ１１は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサであること、第２超音波センサ１２は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサであること、を特徴とするので、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインで、電極ペースト６２の目付け量、及び目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔを、インラインで計測する場合、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、電極６０に対し広い面積（照射エリアＭＢ）にわたって照射されて電極６０中の金属箔６１と電極ペースト６２とを透過し、第２超音波センサＵＳが、より広範囲にわたって金属箔６１及び電極ペースト６２を透過した超音波（透過波）ＵＳを受波することにより、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、電極６０の広い範囲で得られる。
【０１９９】
すなわち、本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第２超音波センサ１２において、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、電極６０の広い範囲で得られ、電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔに係る品質検査を、電極６０の製造ライン上で実施することができる。
特に、製造ラインで製造される電極６０に対し、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、品質管理上、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施したい場合でも、次々と製造される電極６０に対し、電極ペースト６２の厚みｔを、インラインで全数検査ができるようになる。
【０２００】
また、第２超音波センサ１２で受波した透過波ＵＳによる受信信号を、電極６０の広域から得ることができるため、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で電極ペースト６２の厚みｔのバラツキ等がより正確に把握でき、電極ペースト６２の目付け量等、電極６０に対し、第１，第２超音波センサ１１，１２による照射エリアＭＢ内におけるペースト６２の全体的な厚みｔを、高い信頼性で計測することができる。
また、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できる分、電極ペースト６２の目付けプロファイルの検査が、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より正確に精度良く計測できる。
【０２０１】
また、電極ペースト６２の塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極６０を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【０２０２】
これに対し、超音波計測装置１，１０１では、電極６０を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査を実施することができ、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。
また、超音波計測装置１，１０１の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、電極６０に反映されるコストが大きく削減できる。
特に、超音波計測装置１，１０１は、電極６０を製造する製造ラインに対し、新設または既設にかかわらず容易に組み込むことができるため、超音波計測装置１，１０１を製造ラインに設備するときのコストも安価である。
従って、本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、製造ラインで製造される電極６０に対し、インライン上で、電極６０に塗布された電極ペースト６２の厚みｔを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【０２０３】
（１０）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、超音波ＵＳを送信及び受信が可能なセンサであり、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する超音波発振制御部１０を有し、第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサ１２が受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１が受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０２０４】
すなわち、電極ペースト６２の厚みｔを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、超音波計測装置１，１０１は、超音波発振制御部１０により、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気ＡＲの温度変化に対応しつつ、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１で受波した超音波ＵＳの第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【０２０５】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係が得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができ、電極ペースト６２の厚みを求めるのに、信頼性が高く、高精度な計測が可能となる。
【０２０６】
（１１）本実施形態に係る超音波計測装置１０１では、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサ１３を有し、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とが、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側で、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置されていること、第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置されていること、を特徴とするので、電極ペースト６２が金属箔６１の両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０に対し、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
【０２０７】
すなわち、電極ペースト６２の厚みｔを計測する前には、電極ペースト６２が塗布されていない状態の金属箔６１に対し、超音波ＵＳが金属箔６１を透過するときの基材透過信号として、減衰率に基づいて作成された金属箔６１向けの検量線により、金属箔６１の目付け量を予め把握しておく。
超音波計測装置１０１では、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、横波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して金属箔６１に伝播し、第３超音波センサ１３が、金属箔６１で正反射した反射波ＵＳを、再び金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して受波する。
これにより、第３超音波センサ１３が、金属箔６１の一面６１ａで正反射した反射波ＵＳを受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を把握する。
【０２０８】
その一方で、第１超音波センサ１１から超音波ＵＳを第３超音波センサ１３に送波すると同時に、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、縦波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２、金属箔６１、及び金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２に伝播し、第２超音波センサ１２が、電極透過信号として、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２まで透過した透過波ＵＳを受波する。
これにより、厚み演算部２０が、電極透過信号に基づき、電極６０の目付け量を算出し、算出した電極６０の目付け量から、金属箔６１の目付け量と、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量とを減算し、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を求める。
【０２０９】
従って、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
よって、電極６０において両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極ペースト６２の厚みをそれぞれ計測する設備の簡素化を図ることができる。
【０２１０】
（１２）本実施形態に係る超音波計測装置１では、第１超音波センサ１１が超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２が第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波すること、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻むマスク４０を備え、マスク４０は、電極６０と第２超音波センサ１２との間のうち、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に移動可能に設けられているので、第１超音波センサ１１から第２超音波センサ１２に向けて送波した超音波ＵＳのうち、エッジ部６２Ｃ周囲を伝播した振動は、マスク４０により吸収され、第２超音波センサ１２まで伝播しなくなる。
【０２１１】
一方、エッジ部６２Ｃには、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部６２Ｃで部位によって厚みが異なると、エッジ部６２Ｃを伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサ１２で受波される透過波ＵＳの減衰率の受信信号が、エッジ部６２Ｃの形状に対応して異なったものになる。
よって、カバー４０によりエッジ部６２Ｃ周囲の形状が露出せず、電極ペースト６２の目付けプロファイル、すなわち電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの形状が、第２超音波センサ１２で受信された受信信号に基づき、電極ペースト６２の厚みｔに対応してはっきりと検出できる。
【０２１２】
（１３）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数を４００ｋＨｚ以下でより低くしたセンサであるので、電極ペースト６２を伝播するときに生じる超音波ＵＳの減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサ１２Ａで受波した受信信号の分解能をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０２１３】
（１４）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３のうち、受波側超音波センサ１２Ａで受波した超音波ＵＳの減衰率に基づいて、電極ペースト６２の厚みを算出する厚み演算部２０を備えているので、厚み演算部２０が、超音波ＵＳの減衰率βに対応する電極６０の目付け量から、超音波ＵＳの減衰率γに対応する金属箔６１の目付け量を減算することにより、電極ペースト６２の目付け量を求めることができる。
超音波の減衰率は、媒質の密度及び媒質の厚さをパラメータとして変化する。金属箔６１を透過するとき超音波ＵＳの減衰率γと金属箔６１の目付け量に関する検量線、及び電極６０において超音波ＵＳの減衰率βと電極６０の目付け量に関する検量線に基づき、電極６０の目付け量から金属箔６１の目付け量を減算することにより、電極ペースト６２の目付け量を求めることができる。
【０２１４】
すなわち、実施例１のように、電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａに塗布された電極６０の場合には、図７に示すような電極６０向けの実測用検量線により、電極６０（金属箔６１及び電極ペースト６２）の目付け量が得られる。また、金属箔６１向けの実測用検量線により、金属箔６１の目付け量が得られる。
よって、電極６０の目付け量と金属箔６１の目付け量との差から、電極ペースト６２の目付け量が簡単に得られる。
【０２１５】
また、実施例２のように、電極ペースト６２が金属箔６１の両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０の場合には、金属箔６１向けの実測用検量線により、金属箔６１の目付け量が得られる。
その一方で、電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａに塗工された電極６０向けの片面塗工実測用検量線により、電極６０の目付け量を得ておき、この電極６０の目付け量から金属箔６１の目付け量を減算し、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量を得る。
【０２１６】
電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａと他面６１ｂの両面に塗工された電極６０向けの両面塗工実測用検量線により、両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０の目付け量を得て、金属箔６１の目付け量と、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量とを減算し、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の目付け量を得る。
よって、電極６０の目付け量と金属箔６１の目付け量との差から、電極ペースト６２の目付け量が簡単に得られる。
【０２１７】
（１５）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、電極６０を挟み、第１超音波センサ１１で超音波振動する第１振動面１１ａ、及び第２振動面１２ａに対し垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、厚み演算部２０が、電極ペースト６２の厚みｔを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される電極６０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とのちょうど中央位置に配置されていることから、作業者は、ロール状に捲回されていた金属箔６１にうねりが残留せず、厚み演算部１０により電極ペースト６２の厚みｔが求められた電極６０に対し、電極ペースト６２が良好な状態で金属箔６１に塗布されていることを確認することができる。
【０２１８】
（１６）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、厚み演算部１０は、第１群音波波形による受信信号に基づいて、電極ペースト６２の厚さを計測するので、ロール状に捲回されていた金属箔６１のうねりに起因した計測誤差の要因を排除して、電極ペースト６２の厚みｔを計測することができる。
【０２１９】
ところで、特許文献１では、温度測定手段８４ａ，８４ｂが液相９１、固相９２の各温度を測定し、速度校正手段８５が、超音波が伝播する媒質の一つである（液相９１、固相９２）の音響インピーダンスを、測定したそれぞれの温度に基づいて検知し、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を校正している。伝播経路長測定手段８６は、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度と、速度校正手段８５による伝播速度の校正値とに基づいて、計測対象物９０の厚みのほか、液相９１と固相９２とが積層された計測対象物９０の相変化の位置を計測できるようになっている。
【０２２０】
しかしながら、超音波送信手段８１から計測対象物９０に向けて送波された超音波や、計測対象物９０から反射して超音波受信手段８２で受波した超音波は、計測対象物９０以外の媒質の一つである空気層を伝播する。この空気層の温度が一定でなければ、温度変化に伴って空気層での音響インピーダンスは変動してしまい、空気層を伝播する超音波の波長が変化してしまう。その結果、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を、たとえ速度校正手段８５で校正しても、計測対象物９０の厚み等をより正確に計測することができない。
【０２２１】
特に、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、空気層での対流により、空気層の温度（密度）が送波側と受波側で異なる場合がある。また、稼働中の製造ラインで連続的に製造される塗布製品が、ライン上で部分的に僅か動いて生じる微妙な空気層の対流のほか、ライン近傍に作業者が移動したときに生じる空気層の対流等により、空気層の密度が部分的に変化する場合がある。
このような場合、超音波が伝播する媒質の一つでもある空気層の密度が、超音波センサで計測する部分と、その他の部分とで異なると、塗布材の厚みを正確に計測することができない。
【０２２２】
また、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、塗布製品を通じた透過波や塗布製品で反射した反射波が受波側超音波センサに受波される間に、外部から何らかの外部振動が受波側超音波センサに伝わると、この外部振動に上記透過波または上記反射波が合成されてしまうことがある。
受波側超音波センサが、このような合成波を受波すると、外部振動の影響を受けずに送信側超音波センサから送波された超音波の波長と、受波側超音波センサで受波した合成波の波長に差異が生じてしまい、受信感度が悪化する問題がある。
【０２２３】
これに対し、
（１７）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、空気層ＡＲの密度の変化を抑止するカバー３５が少なくとも１つ設けられているので、電極６０の製造ライン上で、塗布された電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔをインラインで計測するときに、カバー３５により、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳの波長が変動し難く、電極ペースト６２の厚みを、より正確で高精度に計測することができる。
【０２２４】
すなわち、前述したように、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインでは、温度管理された雰囲気の下、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布し乾燥させて電極６０が製造され、超音波計測装置１，１０１は、このような雰囲気の下、製造ラインにインラインで設置される。
このような製造ラインは、温度管理された場所で設置されているため、製造ラインで次々と連続して製造される電極６０に対し、その金属箔６１及び電極ペースト６２そのものの温度は、ライン稼働中、変化せず一定とみなすことができる。そのため、ライン稼働中、超音波ＵＳが金属箔６１及び電極ペースト６２を透過するときには、金属箔６１及び電極ペースト６２における音響インピーダンスは変化しないため、電極ペースト６２の厚みｔの計測時に、金属箔６１及び電極ペースト６２の各温度による影響は生じない。
【０２２５】
その一方で、超音波計測装置１，１０１は、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みｔを計測する。
超音波計測装置１，１０１は、温度管理された雰囲気の下に設置されるものの、設置室内には空気の対流が生じ得るため、超音波計測装置１，１０１の空気層ＡＲに、空気密度の変化を抑止するカバー４０を少なくとも１つ設けている。
これにより、超音波計測装置１，１０１の空気層ＡＲには、空気等の気体の対流に起因して空気の温度にバラツキがほとんど生じず、例えば、第１超音波センサ１１と電極６０との間の温度分布、電極６０と第２超音波センサ１２との間の温度分布、場合によって第３超音波センサ１３と電極６０との間の温度分布、及び電極６０を挟む両側の温度分布等、空気層ＡＲ全体で温度差を持たないより均一な温度分布とすることができる。
【０２２６】
空気層ＡＲ全体が均一な温度分布になることで、前述した式２より、温度に比例して変化する空気の音速は、空気層全体でより均一になると共に、前述した式３より、温度に比例して変化する空気の密度も、空気層全体でより均一な分布となる。
また、前述した式２乃至式４より、空気層ＡＲ全体が均一な温度分布になることで、音響インピーダンスは変化しない。
【０２２７】
ここで、図２１に、受波された超音波において、伝播する温度と、音響インピーダンスと、音圧透過率との関係を説明する説明図を示す。
超音波センサには、音波伝播の特性上、図２１に示すような相関関係があり、音響インピーダンスが変化しなければ、超音波の音圧透過率も変化しない。
【０２２８】
換言すれば、空気層ＡＲ全体が均一な温度分布となり、空気の密度がより均一な分布になることで、前述した式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすことができ、波長λは、周波数ｆに反比例した関数となる。
前述したように、第１超音波センサ１１は、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサ１２は、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とし、第３超音波センサ１３は、周波数ｆ３（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサである。
第１超音波センサ１１と電極６０との間の空気層ＡＲでは、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサ１１が伝播する超音波ＵＳの波長λ１は変化しない。第３超音波センサ１３がある場合、第３超音波センサ１３と電極６０との間の空気層ＡＲでは、周波数ｆ３（ｆ）の第３超音波センサ１３が伝播する超音波ＵＳの波長λ３は変化しない。
また、電極６０と第２超音波センサ１２との間の空気層ＡＲでは、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサ１２が伝播する超音波ＵＳの波長λ２は変化しない。
【０２２９】
特に、超音波計測装置１，１０１をインライン上に設けた製造ラインにおいて、次々と連続して製造される電極６０に対し、その電極ペースト６２の厚みｔを連続して計測している間、第２超音波センサ１２が電極ペースト６２を透過した透過波（超音波）ＵＳを受波したときの波長や、第３超音波センサ１３が電極ペースト６２を反射した反射波（超音波）ＵＳを受波したときの波長は、ライン稼働中、ほとんど変化しない。
【０２３０】
ところで、超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の受信パワー（超音波強度）の大きさと波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より低下する特性がある。
【０２３１】
超音波計測装置１，１０１では、超音波強度が上記ピーク値となる波長の大きさを変化させず維持することで、第１超音波センサ１１から送波する超音波ＵＳが、超音波強度が最も大きい状態で、空気層ＡＲを伝播し電極６０に向けて伝播する。
これにより、電極６０を透過する透過波（超音波）ＵＳも、超音波強度が最も大きい状態で、電極６０に伝播し、この電極６０から再び空気層ＡＲを伝播して第２超音波センサ１２で受波される超音波ＵＳについても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
【０２３２】
また、電極６０を反射する反射波（超音波）ＵＳも、超音波強度が最も大きい状態で、電極６０に伝播し、この電極６０で反射して再び空気層ＡＲを伝播して第３超音波センサ１３で受波される超音波ＵＳについても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
従って、受波した超音波ＵＳにおいて、その波長の大きさ、到達時間、減衰率等の受信信号に基づいて電極６０の電極ペースト６２の厚みを計測すると、電極６０ごと、あるいは電極６０の測定部位ごとによって、厚みの測定誤差は生じ難く、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に計測することができる。
【０２３３】
（１８）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、捲回されている金属箔６１は、長尺状であり、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、カバー４０の内部に、金属箔６１の短辺に沿う幅方向ＷＤに４組設けられ、カバー４０は、電極ペースト６２の厚みｔを求める計測エリアＭＡ内で、金属箔６１の長辺に沿う長手方向ＬＤと幅方向ＷＤとに対し、移動可能に設けられているので、超音波計測装置１，１０１をインラインで設けた製造ラインにおいて、連続で次々と製造される電極６０に対し、その電極ペースト６２の厚みｔ（電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル）を、ラインを停止しないでライン稼働中に計測することができる。
また、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施することができるようになることから、品質管理上、信頼性の高い品質検査を行うことが可能となる。
【０２３４】
（１９）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、カバー４０には、空気層ＡＲの温度を測定する８つの温度計３７が設けられているので、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３において、例えば、超音波センサ自体からの発熱等に起因して空気層ＡＲに温度変化が生じた場合でも、空気層ＡＲにおける音速、密度、音響インピーダンスを、温度計３７により計測した温度に基づいて、厚み演算部２０で補正し、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａの受信信号を、空気層ＡＲの実際の温度または温度分布に対応するよう、適切な状態にすることができる。これにより、計測精度を高くして電極ペースト６２の厚みｔを求めることができる。
【０２３５】
（２０）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、センサ取付け部３０と一体のカバー４０は、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振プレート３８を備えているので、例えば、電極６０の製造ライン等で生じる機械的振動が、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２のほか、第３超音波センサ１３が存在する場合には、この第３超音波センサ１３にも伝わることに起因して、送受する超音波ＵＳの指向性の精度が悪化するのを防止することができる。
【０２３６】
（２１）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、基材は、塗布製品である電池の電極６０に用いる金属箔６１であり、塗布材は、金属箔６１に塗布された電極ペースト６２であるので、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインで、ライン稼働中に、電極６０に対し、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルに係る品質検査を満遍なく広範囲にわたって実施できるようになる上、電極の全数検査をも可能にできるようになることから、高品質で高性能な電池が提供できるようになる。ひいては、製品となった電池において、充放電容量、耐久性、反応ムラによる不良等の品質保証ができる電池が提供できるようになる。
【０２３７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
【符号の説明】
【０２３８】
１，１０１ 超音波計測装置
１０ 超音波発振制御部（超音波発振制御手段）
１１ 第１超音波センサ
１１ａ 第１振動面
１２ 第２超音波センサ
１２ａ 第２振動面
１３ 第３超音波センサ
１２Ａ 受波側超音波センサ
２０ 厚み演算部（厚み演算手段）
３５ カバー（空気対流抑止手段）
３７ 温度計（温度計測手段）
３８ 防振プレート（防振手段）
４０ マスク（超音波阻害手段）
６０ 電極（塗布製品）
６１ 金属箔（基材）
６１ａ 一面
６１ｂ 他面
６２ 電極ペースト（塗布材）
６２Ｃ エッジ部６２
ｔ （塗布材の）厚み
ＬＤ 長手方向
ＷＤ 幅方向
ＴＤ 厚み方向
ＡＸ 軸心方向
ＵＳ 超音波
ＡＲ 空気層
ＭＡ 計測エリア
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、電池製造工程において電極製造ラインで金属箔に塗布された電極ペーストの目付け量等、塗布材の厚みを、インラインで計測する超音波計測方法、及び超音波計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池製造工程の中には、電極製造ラインで電極ペーストを金属箔に塗布して電極を製造する工程がある。電極は、製品となった電池の性能に大きく影響を及ぼすため、品質管理上、塗布後に、塗布された電極ペーストの目付け量や目付けプロファイルについて、品質検査を行うことが重要である。
従来、品質検査は、電極製造ラインで製造される電極から任意に抜き取った所定形状のサンプルを、アウトラインで、電極ペースト塗布前との重量差を計測して行っているほか、Ｘ線またはβ線による計測装置（以下、「放射線計測装置」という。）を用いて行っている。
【０００３】
その一方で、塗布材の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査では、品質管理上、電極製造ラインで製造される電極の電極ペーストに対し、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施したい場合がある。
そこで、出願人は、例えば、特許文献１に開示されているような超音波計測装置を用いて、電極製造ラインで製造される電極に対し、その電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルを、インライン上で全数検査ができないかを考えた。
図２２に、特許文献１に開示された超音波計測装置の説明図を示す。特許文献１は、図２２に示すように、一対の超音波送信手段８１と超音波受信手段８２とを計測対象物９０の上方に配置し、超音波送信手段８１から送信された入射波を計測対象物９０に透過させ、計測対象物９０からの反射波を超音波受信手段８２で受信する超音波計測装置である。超音波送信手段８１及び超音波受信手段８２は、超音波の伝播がスポットタイプのセンサである。
【０００４】
特許文献１は、超音波送信手段８１の入射信号と、超音波受信手段８２で受信する反射信号とに基づき、伝播時間測定手段８３により計測対象物９０を伝播する超音波の伝播速度を測定すると共に、速度校正手段８５により、温度測定手段８４ａ，８４ｂで測定した液相９１、固相９２の各温度に基づき、伝播時間測定手段８３で演算した伝播速度を校正する。伝播経路長測定手段８６は、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度と、速度校正手段８５による伝播速度の校正値とに基づいて、計測対象物９０の厚みのほか、液相９１と固相９２とが積層された計測対象物９０の相変化の位置を計測できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような問題があった。
金属箔に対し、電極ペーストの塗布前後の重量差を計測する方法は、稼動中の電極製造ラインに適用できないため、電極製造ラインからサンプリングした電極を対象に、アウトラインで実施していたが、電極ペーストの重量差によるこの方法では、作業者が、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルについて、正確に確認できない。
【０００７】
また、放射線計測装置を用いて、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査をインラインで実施しようとすると、一般的に放射線計測装置は非常に高価であり、設備コストが過大にかかる。
しかも、このような放射線計測装置は、線源から放射線を集束して被計測物の測定部位に照射することにより、被計測物における測定部位の厚みを計測するようになっているため、厚みが測定できる範囲として、例えば、Φ０．３（ｍｍ）等、非常に微小な領域でしか計測できない。そのため、電極を電極製造ラインからサンプリングして計測しているが、そのサンプリングした電極でさえも、放射線計測装置では、電極に、密度の高い金属箔を含んでいるため、電極ペーストの目付け量及び電極ペーストの目付けプロファイルを、信頼性が高い測定精度で計測することができない。
【０００８】
また、特許文献１のように、スポットタイプの超音波センサを用いた超音波計測装置では、超音波センサで測定できる範囲は、上記の放射線計測装置と同様、測定部位に向けて窄まり非常に狭い。そのため、電極ペーストの厚み、すなわち電極ペーストの目付け量は、局部的にしか測定できない。
また、電極ペーストの目付けプロファイルの検査は、電極ペーストのエッジ部で厚みを所定範囲にかけて測定することにより、エッジ部全体の形状を把握する検査であることから、スポットタイプの超音波センサでは、電極ペーストの目付けプロファイルを、信頼性が高い測定精度で計測することができない。
従って、従来の超音波計測装置では、電極製造ラインで製造される電極に対し、その電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査を、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施することができない問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、製造ラインで製造される塗布製品に対し、インライン上で、塗布製品に塗布された塗布材の厚みを、低コストで高精度に計測することができる超音波計測方法、及び超音波計測装置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】
上記の問題点を解決するために、本発明の超音波計測方法、及び超音波計測装置は、次の構成を有している。
（１）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とする。
【００１１】
なお、本発明の超音波計測方法では、「超音波の伝播がフラットタイプの送信センサ」とは、第１超音波センサで超音波を送波する第１振動面が、１つの振動面、または複数に分割された振動面からなり、第１振動面の全体形状が、例えば、矩形状、円形状等に形成された超音波センサである。また、送波した超音波を、空気層を介して、塗布製品のうち、第１振動面と対向するエリア内に少なくとも伝播させることができる超音波センサをいう。
また、「超音波の伝播がフラットタイプの受信センサ」とは、第２超音波センサで超音波を受波する第２振動面が、１つの振動面、または複数に分割された振動面からなり、第２振動面の全体形状が、例えば、矩形状、円形状等に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサから送波、照射されて塗布製品を少なくとも透過した超音波（透過波）を、空気層を介して第２振動面で受波することができる超音波センサをいう。
【００１２】
（２）（１）に記載する超音波計測方法において、第１超音波センサ及び第２超音波センサには、超音波を送信及び受信が可能なセンサが用いられ、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を備え、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させることを特徴とする。
【００１３】
（３）（１）または（２）に記載する超音波計測方法において、第３超音波センサとして、超音波の伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサと第３超音波センサとを、空気層を介して塗布製品の一方側に、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサを、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置すること、を特徴とする。
【００１４】
なお、「超音波の伝播がフラットタイプのセンサ」とは、第３超音波センサで超音波を受波する第３振動面が、１つの振動面、または複数に分割された振動面からなり、第３振動面の全体形状が、例えば、矩形状、円形状等に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサから送波されて塗布製品で少なくとも反射した超音波（反射波）を、空気層を介して第３振動面で受波することができる超音波センサをいう。
【００１５】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に、超音波阻害手段を移動させて配置した後、第１超音波センサが塗布材のエッジ部に向けて超音波を送波し、第２超音波センサで受波することを特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサの各周波数を、塗布材の厚みに応じて、より低く設定することを特徴とする。
【００１６】
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、塗布材の厚みを、第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて算出することを特徴とする。
（７）（５）または（６）に記載する超音波計測方法において、塗布製品を挟み、第１超音波センサと第２超音波センサとを、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２超音波センサで超音波振動する第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置すること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測することを特徴とする。
（８）（７）に記載する超音波計測方法において、塗布材の厚さを、第１群音波波形による受信信号に基づいて計測することを特徴とする。
【００１７】
（９）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測装置において、第１超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサであること、第２超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサであること、を特徴とする。
（１０）（９）に記載する超音波計測装置において、第１超音波センサ及び第２超音波センサは、超音波を送信及び受信が可能なセンサであり、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を有し、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させることを特徴とする。
【００１８】
（１１）（９）または（１０）に記載する超音波計測装置において、超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサを有し、第１超音波センサと第３超音波センサとが、空気層を介して塗布製品の一方側で、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置されていること、第２超音波センサは、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置されていること、を特徴とする。
（１２）（９）乃至（１１）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、第１超音波センサが超音波を送波し、第２超音波センサが第１超音波センサから送波した超音波を受波すること、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、超音波阻害手段は、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【００１９】
（１３）（９）乃至（１２）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布材の厚みに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くしたセンサであることを特徴とする。
（１４）（９）乃至（１３）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて、塗布材の厚みを算出する厚み演算手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
（１５）（１３）または（１４）に記載する超音波計測装置において、第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布製品を挟み、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、厚み演算手段が、塗布材の厚みを計測することを特徴とする。
（１６）（１５）に記載する超音波計測装置において、厚み演算手段は、第１群音波波形による受信信号に基づいて、塗布材の厚さを計測することを特徴とする。
（１７）（９）乃至（１６）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、空気層の密度の変化を抑止する空気対流抑止手段が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする。
【００２１】
（１８）（９）乃至（１７）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、捲回されている基材は、長尺状であり、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、空気対流抑止手段の内部に、基材の短辺に沿う幅方向に少なくとも１対または１組設けられ、空気対流抑止手段は、塗布材の厚みを求める計測エリア内で、基材の長辺に沿う長手方向と幅方向とに対し、移動可能に設けられていることを特徴とする。
（１９）（１７）または（１８）に記載する超音波計測装置において、空気対流抑止手段には、空気層の温度を測定する温度計測手段が設けられていることを特徴とする。
（２０）（９）乃至（１９）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、空気対流抑止手段は、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振手段を備えていることを特徴とする。
（２１）（９）乃至（２０）のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、基材は、塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、塗布材は、金属箔に塗布された電極ペーストであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上記構成を有する本発明の超音波計測方法、及び超音波計測装置の作用・効果について説明する。
本発明の超音波計測方法では、
（１）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とするので、例えば、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する製造ラインで、塗布材の目付け量、及び目付けプロファイル等、塗布材の厚みを、インラインで計測する場合、第１超音波センサから送波した超音波が、塗布製品に対し広い面積にわたって照射されて塗布製品中の基材と塗布材とを透過し、第２超音波センサが、より広範囲にわたって基材及び塗布材を透過した超音波（透過波）を受波することにより、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサに比べ、塗布製品の広い範囲で得られる。
【００２３】
すなわち、第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサが、第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサが用いられている。
これにより、第１超音波センサが、送波した超音波を、空気層を介して、塗布製品のうち、第１振動面と対向するエリア内に少なくとも伝播させ、第２超音波センサが、第１超音波センサより送波、照射されて塗布製品を少なくとも透過した超音波（透過波）を、空気層を介して第２超音波センサの第２振動面で受波する。
よって、本発明の超音波計測方法では、第２超音波センサにおいて、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、塗布製品の広い範囲で得られ、例示したような電極ペーストの目付け量や目付けプロファイル等、塗布材の厚みに係る品質検査を、塗布製品の製造ライン上で実施することができる。
【００２４】
また、第２超音波センサで受波した透過波による受信信号を、塗布製品の広域から得ることができるため、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で塗布材の厚みのバラツキ等がより正確に把握でき、塗布材の目付け量等、塗布製品の所定範囲内における塗布材の全体的な厚みを、高い信頼性で計測することができる。
その一方で、塗布材の目付けプロファイル等の検査は、塗布材のエッジ部で塗布材の厚みを所定範囲にかけて測定することにより、エッジ部全体の形状を把握することから、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できる分、塗布材の目付けプロファイル等の検査を、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より精度良く計測することができる。
【００２５】
また、電極ペーストの塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【００２６】
これに対し、本発明の超音波計測方法では、塗布製品を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査が実施できるため、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。また、本発明の超音波計測方法で用いる第１超音波センサ及び第２超音波センサ等を構成する装置の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、塗布製品に反映されるコストが大きく削減できる。
従って、本発明の超音波計測方法によれば、製造ラインで製造される塗布製品に対し、インライン上で、塗布製品に塗布された塗布材の厚みを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【００２７】
（２）第１超音波センサ及び第２超音波センサには、超音波を送信及び受信が可能なセンサが用いられ、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を備え、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサが受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサが受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、塗布材の厚みを求めることができる。
【００２８】
すなわち、本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサ及び第２超音波センサには、公称の周波数として、同じ周波数帯の超音波センサが用いられる。
超音波センサは、同じ周波数帯でも厳密に言えば、個々の超音波センサ毎に微妙に周波数が異なっており、それぞれ固有の周波数となっているのが一般的である。本発明の超音波計測方法は、超音波センサの性能上、このような周波数差が必然的に生じ得る現象を、第１超音波センサと第２超音波センサとに利用している。
すなわち、第１超音波センサは、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサは、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサであり、周波数ｆ１と周波数ｆ２とは、ｆ１≒ｆ２の関係にある。
【００２９】
ここで、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、次式より求められる。
（１）音速
Ｃ＝ｆ×λ…式１
Ｃ：音速（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ：周波数（ｋＨｚ）、λ：波長（ｍ）
また、
Ｃ＝３３１．５＋（０．６１×ｔ）…式２
ｔ：温度（℃）
（２）密度
ρ＝１．２９３×（２７３．１５／（２７３．１５＋ｔ））×（Ｐ／１０１３．２５）…式３
ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）（ｎｔｐ）、ｔ：温度（℃）、Ｐ：気圧（ａｔｍ）
（３）音響インピーダンス
Ｚ＝ρ×Ｃ…式４
Ｚ：音響インピーダンス（Ｐａ・ｓ／ｍ）
【００３０】
式１及び式４より、λ＝Ｚ／ｆ／ρ…式５が得られる。大気圧の下、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、式１乃至式３により、空気の温度に比例するため、式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすと、波長λは、周波数ｆに反比例する関係にある。
【００３１】
すなわち、第１状態のときに、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサから送波した超音波が塗布製品を透過し、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサで受波した超音波（透過波）の波長λ２（第２受波信号）は、式５より、
λ２＝Ｚ２／ｆ２／ρ２
λ２：第２超音波センサで受波する超音波の波長（ｍ）、Ｚ２及びρ２：定数
また、第２状態のときに、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサから送波した超音波が塗布製品を透過し、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサで受波した透過波の波長λ１（第１受波信号）は、波長λ２と同様、式５より、
λ１＝Ｚ１／ｆ１／ρ１
λ１：第１超音波センサで受波する超音波の波長（ｍ）、Ｚ１及びρ１：定数
となり、定数は、Ｚ１≒Ｚ２、ρ１≒ρ２の関係にあり、周波数は、ｆ１≒ｆ２の関係にあることから、第１受波信号である波長λ１と、第２受波信号である波長λ２とは、λ１≒λ２の関係となる。
【００３２】
塗布材の厚みを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、本発明の超音波計測方法では、超音波発振制御手段により、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気の温度変化に対応しつつ、塗布材の厚みを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサで受波した超音波の第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサで受波した超音波の第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【００３３】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係で得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができる。
特に、超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の受信パワー（超音波強度）の大きさと受波する超音波の波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より大きく低下する特性がある。
そのため、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係になると、第１受波信号λ１に対応する超音波強度のピーク値と、第２受波信号λ２に対応する超音波強度のピーク値とが、いずれもほぼ同じ大きさのピーク値に近づき、第１受波信号及び第２受波信号による超音波強度も同じような大きさとなる。
【００３４】
本発明の超音波計測方法では、塗布材の厚みを計測する前に、超音波が金属製の基材を透過するときの減衰率等の基材透過信号、あるいは基材の厚みを予め把握しておいた上で、超音波強度がほぼ同じ大きさのピーク値になる第１受波信号及び第２受波信号に基づいて、塗布材の厚みを算出すれば、信頼性が高く、高精度な計測を実現することができる。
従って、第１受波信号と第２受波信号とに基づき、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００３５】
（３）第３超音波センサとして、超音波の伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサと第３超音波センサとを、空気層を介して塗布製品の一方側に、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサを、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置するので、塗布材が基材の両面に塗布された塗布製品に対し、基材一面側の塗布材の厚みを、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みを、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚みを計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００３６】
すなわち、塗布材の厚みを計測する前には、塗布材が塗布されていない状態の基材に対し、超音波が金属製の基材を透過するときの減衰率等の基材透過信号により、基材の厚み、あるいは基材の目付け量を予め把握しておく。
本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサから送波した超音波が、横波として、基材一面側の塗布材を介して基材に伝播し、第３超音波センサが、基材で正反射した反射波を、再び基材一面側の塗布材を介して受波する。
これにより、第３超音波センサが、基材の一面で正反射した反射波を受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、基材一面側の塗布材の厚み、あるいは基材一面側の塗布材の目付け量を把握する。
【００３７】
その一方で、第１超音波センサから超音波を第３超音波センサに送波すると同時に、第１超音波センサから送波した超音波が、縦波として、基材一面側の塗布材、基材、及び基材他面側の塗布材に伝播し、第２超音波センサが、基材他面側の塗布材まで透過した透過波を受波する。
これにより、第２超音波センサが、基材の他面側まで透過した透過波を受波するときの塗布製品透過信号を取得し、この塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の厚みを算出し、算出した塗布製品の厚みから、基材の厚みと、基材一面側の塗布材の厚みとを減算し、基材他面側の塗布材の厚みを求める。
【００３８】
あるいは、塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の目付け量を算出し、算出した塗布製品の目付け量から、基材の目付け量と、基材一面側の塗布材の目付け量とを減算し、基材他面側の塗布材の目付け量を求める。
従って、基材一面側の塗布材の厚みは、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みは、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚み計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００３９】
ところで、第１超音波センサ乃至第３超音波センサに対し、キャリブレーションを行うには、第３超音波センサを、超音波を送信及び受信が可能なセンサとしておき、第１超音波センサ及び第２超音波センサに加え、第１超音波センサと第３超音波センサとに対しても、超音波発振制御手段により、超音波の送受信が制御できるようにしておく必要がある。
第１超音波センサと第２超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。また、第１超音波センサと第３超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。
【００４０】
（４）第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に、超音波阻害手段を移動させて配置した後、第１超音波センサが塗布材のエッジ部に向けて超音波を送波し、第２超音波センサで受波するので、第１超音波センサから第２超音波センサに向けて送波した超音波のうち、エッジ部周囲を伝播した振動は、超音波阻害手段により阻まれ、エッジ部を透過する振動より大きく減衰し、第２超音波センサまで伝播し難く、または伝播しなくなる。
【００４１】
一方、エッジ部には、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部で部位によって厚みが異なると、エッジ部を伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサで受波される透過波の減衰率等の受信信号が、エッジ部の形状に対応して異なったものになる。
よって、超音波阻害手段によりエッジ部周囲の形状がほとんど露出せず、例示した電極ペーストの目付けプロファイル等、塗布材のエッジ部の形状が、第２超音波センサで受信された受信信号に基づき、塗布材の厚みに対応してはっきりと検出できる。
【００４２】
（５）空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサの各周波数を、塗布材の厚みに応じて、より低く設定するので、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサで受波した受信信号の分解能をより高くして、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００４３】
すなわち、受波側超音波センサで検出される複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波した超音波が基材と塗布材とを透過した透過波だけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。
第２群音波波形は、送波した超音波が塗布製品を透過せず塗布製品でいったん反射した後に、塗布製品を透過して受波された第１反射波による受信信号と、送波した超音波が塗布製品を透過して受波側超音波センサ側でいったん反射した後、塗布製品に戻ってここで反射して受波された第２反射波による受信信号とを含むエコーであり、塗布材の厚みを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなることがある。
従って、第１群音波波形と第２群音波波形とが重ならない条件が前提となる。
【００４４】
ところで、塗布製品では、基材は、密度の大きい金属製であり、超音波は、波長が長く、低い周波数でも基材を伝播し易い。また、基材を伝播する間、超音波の減衰は小さく、超音波の波長から得られる分解能も良好である。その一方で、超音波の伝播距離が同じでも、周波数がより低いと、伝播時間は長くなることから、第１群音波波形に第２群音波波形が重なる現象が生じ得る。
【００４５】
また、例えば、電極ペースト等の塗布材は、密度が基材より低い非金属の材質であり、塗布材には、波長が長く、周波数の低い超音波は、基材に比して伝播し難く、波長が短く、周波数の高い超音波が伝播し易い。その一方で、塗布材を伝播させる超音波の周波数をむやみに高くすると、超音波の伝播距離が同じである場合、伝播時間はより短くなるが、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰はより大きくなり、超音波の波長から得られる分解能は悪化する。
【００４６】
本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサ乃至第３超音波センサの各周波数は、第１群音波波形と第２群音波波形とが重ならない条件を満たし、かつ超音波が塗布材を正常に伝播できる周波数で、塗布材の厚みに応じて、より低く設定されている。
これにより、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサで受波した受信信号の分解能をより高くして、塗布材の厚みが高精度に求められる。
【００４７】
（６）塗布材の厚みを、第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて算出するので、例えば、超音波の減衰率に対応する塗布製品の目付け量から、超音波の減衰率に対応する基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
超音波の減衰率は、媒質の密度及び媒質の厚さをパラメータとして変化する。基材を透過するとき超音波の減衰率と基材の目付け量とに関する検量線、及び塗布製品において超音波の減衰率と塗布材の目付け量に関する検量線に基づき、塗布製品の目付け量から基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
【００４８】
すなわち、塗布材が基材の片面に塗布された塗布製品の場合には、例えば、片面に塗布された塗布製品向けの実測用検量線により、塗布製品（基材及び塗布材）の目付け量が得られる。また、基材向けの実測用検量線により、基材の目付け量が得られる。
よって、塗布製品の目付け量と基材の目付け量との差から、塗布材の目付け量が簡単に得られる。
【００４９】
また、塗布材が基材の両面に塗布された塗布製品の場合には、基材向けの実測用検量線により、基材の目付け量が得られる。
その一方で、塗布材が基材の一面に塗工された塗布製品向けの片面塗工実測用検量線により、塗布製品の目付け量を得ておき、この塗布製品の目付け量から基材の目付け量を減算し、基材の一面側の塗布材の目付け量を得る。
【００５０】
塗布材が基材の両面に塗工された塗布製品向けの両面塗工実測用検量線により、両面に塗布された塗布材の目付け量を得て、基材の目付け量と、基材一面側の塗布材の目付け量とを減算し、基材他面側の塗布材の目付け量を得る。
よって、塗布製品の目付け量と基材の目付け量との差から、塗布材の目付け量が簡単に得られる。
【００５１】
（７）塗布製品を挟み、第１超音波センサと第２超音波センサとを、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２超音波センサで超音波振動する第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置すること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される塗布製品が、第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた基材にうねりがなく、作業者は、塗布材が良好な状態で基材に塗布されていることを確認することができる。
【００５２】
すなわち、複数群の音波波形は、受波側超音波センサで受波後、時間の経過と共に、断続的に検出されるが、前述したように、受波側超音波センサで検出される複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波した超音波が基材と塗布材とを透過した透過波だけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。
特に、第１振動面及び第２振動面に対し、第１超音波センサの第１振動面と第２超音波センサの第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で配置されていると、第１群音波波形以降の奇数群の音波波形については、第１群音波波形と同様の傾向となるが、送信後、伝播距離が長くなり超音波の減衰が大きくなり、超音波強度が小さくなる。そのため、塗布材の厚みを求めるのには、第１群音波波形による受信信号を用いるのが適切である。
また、第２群音波波形は、前述したように、第１反射波による受信信号と第２反射波とによる受信信号とを共に含むエコーとなり、塗布材の厚みを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなる。
【００５３】
ここで、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で塗布製品を配置する位置と、第２群音波波形との関係について説明する。
（ａ）塗布製品が第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置にある場合
この場合には、第２群音波波形は、前述の第１反射波と第２反射波とが同周期で合成し、このときの合成波の振幅は最大となる。
（ｂ）塗布製品が第１超音波センサと第２超音波センサとの中央位置から少し片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、前述の第１反射波と第２反射波との位相がずれて干渉し合い、第１反射波と第２反射波との位相が半周期ずれたところで、第２群音波波形の振幅は最小となる。
（ｃ）塗布製品が第１超音波センサと第２超音波センサとの中央位置から大きく片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波との位相が完全にずれてしまい、第１反射波と第２反射波とが２つに分離する。
なお、第１群音波波形は、上記の（ａ）乃至（ｃ）の何れの場合においても、送波した超音波が基材と塗布材とを透過した透過波だけの受信信号となり、第１反射波及び第２反射波による多重反射波の影響を受けない。
【００５４】
本発明の超音波計測方法では、第１超音波センサの第１振動面と第２超音波センサの第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測する。
従って、計測時に、製造ラインに製造される塗布製品が、第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた基材にうねりがなく、作業者は、良好な状態にある基材に塗布材が塗布されていることを確認することができる。
【００５５】
（８）塗布材の厚さを、第１群音波波形による受信信号に基づいて計測するので、ロール状に捲回されていた基材に残留するうねりによる計測誤差の要因を排除して、塗布材の厚みを計測することができる。
【００５６】
また、本発明の超音波計測装置では、
（９）第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する超音波計測装置において、第１超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサであること、第２超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサであること、を特徴とするので、前述で例示したように、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する製造ラインで、塗布材の目付け量、及び目付けプロファイル等、塗布材の厚みを、インラインで計測する場合、第１超音波センサから送波した超音波が、塗布製品に対し広い面積にわたって照射されて塗布製品中の基材と塗布材とを透過し、第２超音波センサが、より広範囲にわたって基材及び塗布材を透過した超音波（透過波）を受波することにより、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、塗布製品の広い範囲で得られる。
【００５７】
すなわち、本発明の超音波計測装置では、第２超音波センサにおいて、塗布材の厚みを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、塗布製品の広い範囲で得られ、例示したような電極ペーストの目付け量や目付けプロファイル等、塗布材の厚みに係る品質検査を、塗布製品の製造ライン上で実施することができる。
特に、製造ラインで製造される塗布製品に対し、塗布材の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、品質管理上、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施したい場合でも、次々と製造される塗布製品に対し、塗布材の厚みを、インラインで全数検査ができるようになる。
【００５８】
また、第２超音波センサで受波した透過波による受信信号を、塗布製品の広域から得ることができるため、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で塗布材の厚みのバラツキ等がより正確に把握でき、塗布材の目付け量等、塗布製品の所定範囲内における塗布材の全体的な厚みを、高い信頼性で計測することができる。
また、塗布製品において塗布材の厚みをより広い範囲で検出できる分、塗布材の目付けプロファイル等の検査が、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より精度良く計測できる。
【００５９】
また、電極ペーストの塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【００６０】
これに対し、本発明の超音波計測装置では、塗布製品を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査を実施することができ、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。
また、本発明の超音波計測装置の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、塗布製品に反映されるコストが大きく削減できる。
【００６１】
特に、本発明の超音波計測装置は、塗布製品を製造する製造ラインに対し、新設または既設にかかわらず容易に組み込むことができるため、本発明の超音波計測装置を製造ラインに設備するときのコストも安価である。
従って、本発明の超音波計測装置では、製造ラインで製造される塗布製品に対し、インライン上で、塗布製品に塗布された塗布材の厚みを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【００６２】
（１０）第１超音波センサ及び第２超音波センサは、超音波を送信及び受信が可能なセンサであり、第１超音波センサ及び第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を有し、第１超音波センサが送波し、第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサが受波し、第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御手段は、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサが受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサが受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００６３】
すなわち、塗布材の厚みを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、本発明の超音波計測装置では、超音波発振制御手段により、第１超音波センサと第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気の温度変化に対応しつつ、塗布材の厚みを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサで受波した超音波の第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサで受波した超音波の第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【００６４】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係が得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができ、塗布材の厚みを求めるのに、信頼性が高く、高精度な計測が可能となる。
【００６５】
（１１）超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサを有し、第１超音波センサと第３超音波センサとが、空気層を介して塗布製品の一方側で、超音波が第１超音波センサと第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置されていること、第２超音波センサは、第１超音波センサの軸心方向に向けて塗布製品を透過した位置に配置されていること、を特徴とするので、塗布材が基材の両面に塗布された塗布製品に対し、基材一面側の塗布材の厚みを、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みを、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚み計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００６６】
すなわち、塗布材の厚みを計測する前には、塗布材が塗布されていない状態の基材に対し、超音波が金属製の基材を透過するときの減衰率等の基材透過信号により、基材の厚み、あるいは基材の目付け量を予め把握しておく。
本発明の超音波計測装置では、第１超音波センサから送波した超音波が、横波として、基材一面側の塗布材を介して基材に伝播し、第３超音波センサが、基材で正反射した反射波を、再び基材一面側の塗布材を介して受波する。
これにより、第３超音波センサが、基材の一面で正反射した反射波を受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、基材一面側の塗布材の厚み、あるいは基材一面側の塗布材の目付け量を把握する。
【００６７】
その一方で、第１超音波センサから超音波を第３超音波センサに送波すると同時に、第１超音波センサから送波した超音波が、縦波として、基材一面側の塗布材、基材、及び基材他面側の塗布材に伝播し、第２超音波センサが、基材他面側の塗布材まで透過した透過波を受波する。
これにより、第２超音波センサが、基材の他面側まで透過した透過波を受波するときの塗布製品透過信号を取得し、この塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の厚みを算出し、算出した塗布製品の厚みから、基材の厚みと、基材一面側の塗布材の厚みとを減算し、基材他面側の塗布材の厚みを求める。
【００６８】
あるいは、塗布製品透過信号に基づき、塗布製品の目付け量を算出し、算出した塗布製品の目付け量から、基材の目付け量と、基材一面側の塗布材の目付け量とを減算し、基材他面側の塗布材の目付け量を求める。
従って、基材一面側の塗布材の厚みは、第３超音波センサで受波した超音波の横波による受信信号に基づいて、基材他面側の塗布材の厚みは、第２超音波センサで受波した超音波の縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができ、塗布材の厚み計測する設備の簡素化を図ることができる。
【００６９】
ところで、第１超音波センサ乃至第３超音波センサに対し、キャリブレーションを行うには、第３超音波センサを、超音波を送信及び受信が可能なセンサとしておき、第１超音波センサ及び第２超音波センサに加え、第１超音波センサと第３超音波センサとに対しても、超音波発振制御手段により、超音波の送受信が制御できるようにしておく必要がある。
第１超音波センサと第２超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。また、第１超音波センサと第３超音波センサとのキャリブレーションは、超音波発振制御手段により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。
【００７０】
（１２）第１超音波センサが超音波を送波し、第２超音波センサが第１超音波センサから送波した超音波を受波すること、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、超音波阻害手段は、塗布製品と第２超音波センサとの間のうち、塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に移動可能に設けられているので、第１超音波センサから第２超音波センサに向けて送波した超音波のうち、エッジ部周囲を伝播した振動は、超音波阻害手段により阻まれ、エッジ部を透過する振動より大きく減衰し、第２超音波センサまで伝播し難く、または伝播しなくなる。
【００７１】
一方、エッジ部には、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部で部位によって厚みが異なると、エッジ部を伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサで受波される透過波の減衰率等の受信信号が、エッジ部の形状に対応して異なったものになる。
よって、超音波阻害手段によりエッジ部周囲の形状がほとんど露出せず、例示した電極ペーストの目付けプロファイル等、塗布材のエッジ部の形状が、第２超音波センサで受信された受信信号に基づき、塗布材の厚みに対応してはっきりと検出できる。
【００７２】
なお、超音波阻害手段は、例えば、ゴム、スポンジ、フエルト等、超音波振動を吸収し易い材質で形成する。
【００７３】
（１３）空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布材の厚みに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くしたセンサであるので、塗布材を伝播するときに生じる超音波の減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサで受波した受信信号の分解能をより高くして、塗布材の厚みを高精度に求めることができる。
【００７４】
（１４）第１超音波センサ乃至第３超音波センサのうち、受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて、塗布材の厚みを算出する厚み演算手段を備えているので、厚み演算部手段が、超音波の減衰率に対応する塗布製品の目付け量から、超音波の減衰率に対応する基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
超音波の減衰率は、媒質の密度及び媒質の厚さをパラメータとして変化する。基材を透過するとき超音波の減衰率と基材の目付け量とに関する検量線、及び塗布製品において超音波の減衰率と塗布材の目付け量に関する検量線に基づき、塗布製品の目付け量から基材の目付け量を減算することにより、塗布材の目付け量を求めることができる。
【００７５】
（１５）第１超音波センサ及び第２超音波センサは、塗布製品を挟み、第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び第２振動面に対し垂直方向に、第１振動面と第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、厚み演算手段が、塗布材の厚みを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される塗布製品が、第１超音波センサと第２超音波センサとのちょうど中央位置に配置されていることから、作業者が、ロール状に捲回されていた基材にうねりが残留せず、厚み演算手段により塗布材の厚みが求められた塗布製品に対し、塗布材が良好な状態で基材に塗布されていることを確認することができる。
【００７６】
（１６）厚み演算手段は、第１群音波波形による受信信号に基づいて、塗布材の厚さを計測するので、ロール状に捲回されていた基材のうねりに起因した計測誤差の要因を排除して、塗布材の厚みを計測することができる。
【００７７】
ところで、特許文献１では、温度測定手段８４ａ，８４ｂが液相９１、固相９２の各温度を測定し、速度校正手段８５が、超音波が伝播する媒質の一つである（液相９１、固相９２）の音響インピーダンスを、測定したそれぞれの温度に基づいて検知し、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を校正している。伝播経路長測定手段８６は、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度と、速度校正手段８５による伝播速度の校正値とに基づいて、計測対象物９０の厚みのほか、液相９１と固相９２とが積層された計測対象物９０の相変化の位置を計測できるようになっている。
【００７８】
しかしながら、超音波送信手段８１から計測対象物９０に向けて送波された超音波や、計測対象物９０から反射して超音波受信手段８２で受波した超音波は、計測対象物９０以外の媒質の一つである空気層を伝播する。この空気層の温度が一定でなければ、温度変化に伴って空気層での音響インピーダンスは変動してしまい、空気層を伝播する超音波の波長が変化してしまう。その結果、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を、たとえ速度校正手段８５で校正しても、計測対象物９０の厚み等をより正確に計測することができない。
【００７９】
特に、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、空気層での対流により、空気層の温度（密度）が送波側と受波側で異なる場合がある。また、稼働中の製造ラインで連続的に製造される塗布製品が、ライン上で部分的に僅かに動いて生じる微妙な空気層の対流のほか、ライン近傍に作業者が移動したときに生じる空気層の対流等により、空気層の密度が部分的に変化する場合がある。
このような場合、超音波が伝播する媒質の一つでもある空気層の密度が、超音波センサで計測する部分と、その他の部分とで異なると、塗布材の厚みをより正確に計測することができない。
【００８０】
また、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、塗布製品を通じた透過波や塗布製品で反射した反射波が受波側超音波センサに受波される間に、外部から何らかの外部振動が受波側超音波センサに伝わると、この外部振動に上記透過波または上記反射波が合成されてしまうことがある。
受波側超音波センサが、このような合成波を受波すると、外部振動の影響を受けずに送信側超音波センサから送波された超音波の波長と、受波側超音波センサで受波した合成波の波長に差異が生じてしまい、受信感度が悪化する問題がある。
【００８１】
これに対し、
（１７）本発明の超音波計測装置では、空気層の密度の変化を抑止する空気対流抑止手段が少なくとも１つ設けられているので、塗布製品の製造ライン上で、塗布された塗布材の目付け量や目付けプロファイル等、塗布材の厚みをインラインで計測するときに、空気対流抑止手段により、空気層を伝播する超音波の波長が変動し難く、塗布材の厚みを、より正確で高精度に計測することができる。
【００８２】
すなわち、前述したように、例えば、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する製造ラインでは、温度管理された雰囲気の下、基材に塗布材を塗布し乾燥させて塗布製品が製造され、本発明の超音波計測装置は、このような雰囲気の下、製造ラインにインラインで設置される。
このような製造ラインは、温度管理された場所で設置されているため、製造ラインで次々と連続して製造される塗布製品に対し、その基材及び塗布材そのものの温度は、ライン稼働中、変化せず一定とみなすことができる。そのため、ライン稼働中、超音波が基材及び塗布材を透過するときには、基材及び塗布材における音響インピーダンスは変化しないため、塗布材の厚みの計測時に、基材及び塗布材の各温度による影響は生じない。
【００８３】
その一方で、本発明の超音波計測装置は、一方側に第１超音波センサを、他方側に第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、第１超音波センサと第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、塗布材の厚みを計測する。
本発明の超音波計測装置は、温度管理された雰囲気の下に設置されるものの、設置室内には空気の対流が生じ得るため、本発明の超音波計測装置の空気層に、空気密度の変化を抑止する空気対流抑止手段を少なくとも１つ設けている。
これにより、本発明の超音波計測装置の空気層には、空気等の気体の対流に起因して空気の温度にバラツキがほとんど生じず、例えば、第１超音波センサと塗布製品との間の温度分布、塗布製品と第２超音波センサとの間の温度分布、場合によって第３超音波センサと塗布製品との間の温度分布、及び塗布製品を挟む両側の温度分布等、空気層全体で温度差を持たないより均一な温度分布とすることができる。
【００８４】
空気層全体が均一な温度分布になることで、前述した式２より、温度に比例して変化する空気の音速は、空気層全体でより均一になると共に、前述した式３より、温度に比例して変化する空気の密度も、空気層全体でより均一な分布となる。
また、前述した式２乃至式４より、空気層全体が均一な温度分布になることで、音響インピーダンスは変化しない。
【００８５】
換言すれば、空気層全体が均一な温度分布となり、空気の密度がより均一な分布になることで、前述した式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすことができ、波長λは、周波数ｆに反比例した関数となる。
前述したように、第１超音波センサは、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサは、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とし、第３超音波センサは、周波数ｆ３（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサである。
第１超音波センサと塗布製品との間の空気層では、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサが伝播する超音波の波長λ１は変化しない。第３超音波センサがある場合、第３超音波センサと塗布製品との間の空気層では、周波数ｆ３（ｆ）の第３超音波センサが伝播する超音波の波長λ３は変化しない。
また、塗布製品と第２超音波センサとの間の空気層では、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサが伝播する超音波の波長λ２は変化しない。
【００８６】
特に、本発明の超音波計測装置をインライン上に設けた製造ラインにおいて、次々と連続して製造される塗布製品に対し、その塗布材の厚みを連続して計測している間、第２超音波センサが塗布材を透過した透過波（超音波）を受波したときの波長や、第３超音波センサが塗布材を反射した反射波（超音波）を受波したときの波長は、ライン稼働中、ほとんど変化しない。
【００８７】
ところで、超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の持つパワー（超音波強度）の大きさと波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より低下する特性がある。
【００８８】
本発明の超音波計測装置では、超音波強度が上記ピーク値となる波長の大きさを変化させず維持することで、第１超音波センサから送波する超音波が、超音波強度が最も大きい状態で、空気層を伝播し塗布製品に向けて伝播する。
これにより、塗布製品を透過する透過波（超音波）も、超音波強度が最も大きい状態で、塗布製品に伝播し、この塗布製品から再び空気層を伝播して第２超音波センサで受波される超音波についても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
【００８９】
また、塗布製品を反射する反射波（超音波）も、超音波強度が最も大きい状態で、塗布製品に伝播し、この塗布製品で反射して再び空気層を伝播して第３超音波センサで受波される超音波についても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
従って、受波した超音波において、その波長の大きさ、到達時間、減衰率等の受信信号に基づいて塗布製品の塗布材の厚みを計測すると、塗布製品ごと、あるいは塗布製品の測定部位ごとによって、厚みの測定誤差は生じ難く、塗布材の厚みを高精度に計測することができる。
【００９０】
（１８）捲回されている基材は、長尺状であり、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサは、空気対流抑止手段の内部に、基材の短辺に沿う幅方向に少なくとも１対または１組設けられ、空気対流抑止手段は、塗布材の厚みを求める計測エリア内で、基材の長辺に沿う長手方向と幅方向とに対し、移動可能に設けられているので、本発明の超音波計測装置をインラインで設けた製造ラインにおいて、連続で次々と製造される塗布製品に対し、その塗布材の厚みを、ラインを停止しないでライン稼働中に計測することができる。また、塗布材の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施することができるようになることから、品質管理上、信頼性の高い品質検査を行うことが可能となる。
【００９１】
（１９）空気対流抑止手段には、空気層の温度を測定する温度計測手段が設けられているので、第１超音波センサ乃至第３超音波センサにおいて、例えば、超音波センサ自体からの発熱等に起因して空気層に温度変化が生じた場合でも、空気層における音速、密度、音響インピーダンスを、温度計測手段により計測した温度に基づいて補正し、空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサの受信信号を、空気層の実際の温度または温度分布に対応するよう、適切な状態にすることができる。これにより、計測精度を高くして塗布材の厚みを求めることができる。
【００９２】
（２０）空気対流抑止手段は、少なくとも第１超音波センサ及び第２超音波センサに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振手段を備えているので、例えば、塗布製品の製造ライン等で生じる機械的振動が、第１超音波センサ及び第２超音波センサのほか、第３超音波センサが存在する場合には、この第３超音波センサにも伝わることに起因して、送受する超音波の指向性の精度が悪化するのを防止することができる。
【００９３】
（２１）基材は、塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、塗布材は、金属箔に塗布された電極ペーストであるので、電池製造工程において、金属箔に電極ペーストを塗布して電極を製造する製造ラインで、ライン稼働中に、電極に対し、電極ペーストの目付け量及び目付けプロファイルに係る品質検査を満遍なく広範囲にわたって実施できるようになる上、電極の全数検査をも可能にできるようになることから、高品質で高性能な電池が提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態のうち、第１実施例に係る超音波計測装置を示す斜視図である。
【図２】図１中、Ａ−Ａ矢視断面図であり、主要部を説明する図である。
【図３】図２中、Ｃ−Ｃ矢視断面図であり、図２と同様、主要部を説明する図である。
【図４】第１実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する模式図である。
【図５】図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する方向から見た電極の断面図である。
【図６】電極ペーストの目付けプロファイルを検査する様子を説明する図である。
【図７】電極を透過する超音波の減衰率と、電極の目付け量との関係を示す検量線を示す図である。
【図８】実施形態に係る超音波計測装置で、第１，第２超音波センサのキャリブレーションの手順を示すフローチャート図である。
【図９】電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置にある場合を模式的に示す説明図である。
【図１０】電極が図９に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を示すグラフである。
【図１１】電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から少し片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。
【図１２】電極が図１１に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を示すグラフである。
【図１３】電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から大きく片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。
【図１４】電極が図１３に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を示すグラフである。
【図１５】受波側超音波センサにおける受信パワーと発熱温度との関係を示すグラフである。
【図１６】実施形態に係る超音波計測装置で、電極ペーストの目付け量を算出するまでの手順を示すフローチャート図である。
【図１７】実施形態のうち、第２実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する模式図であり、図を見易くするために、カバーと一体であるセンサ取付け部の図示を省略した図である。
【図１８】電極を幅方向からみた側面図であり、金属箔両面に塗工された電極ペーストに対し、目付け量の検査をするときの説明図である。
【図１９】送波側超音波センサと受波側超音波センサとのプローブ間距離と、受波側超音波センサで受波する超音波の受信波最大振幅との関係について、スポット型の超音波センサとフラット型の超音波センサとを対比させたグラフを示す。
【図２０】受波された超音波における波長と受信パワーとの関係を示すグラフである。
【図２１】受波された超音波において、伝播する温度と、音響インピーダンスと、音圧透過率との関係を説明する説明図である。
【図２２】特許文献１に開示された超音波計測装置の説明図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
以下、本発明に係る超音波計測方法、及び超音波計測装置について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る超音波計測装置は、電池製造工程において、金属箔（基材）に電極ペースト（塗布材）を塗布して電極（塗布製品）を製造する電極製造ラインにインラインで設置され、乾燥した電極ペーストの目付け量、及び目付けプロファイルの品質検査を行う目的で設置される。
また、本実施形態に係る超音波計測方法は、この超音波計測装置を用いて電極ペーストの目付け量、及び目付けプロファイルの品質検査を行うときの方法である。
【００９６】
（実施例１）
本実施例では、電極ペーストを金属箔片面に塗工する場合について説明する。
図１は、第１実施例に係る超音波計測装置を示す斜視図である。図２は、図１中、Ａ−Ａ矢視断面図であり、図３は、図２中、Ｃ−Ｃ矢視断面図であり、図２及び図３は、超音波計測装置の主要部を説明する図である。図４は、第１実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する図である。図５は、図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する方向から見た電極の断面図を示す。図６は、電極ペーストの目付けプロファイルを検査する様子を説明する図である。
【００９７】
なお、本実施形態では、図１において、金属箔６１の長辺、及びこの長辺に沿う超音波計測装置１の方向を、長手方向ＬＤとし、金属箔６１の短辺、及びこの短辺に沿う超音波計測装置１の方向を、幅方向ＷＤとする。また、電極６０（金属箔６１及び電極ペースト６２）の厚み、及びこの厚みに沿う超音波計測装置１の方向を、厚み方向ＴＤとする。以下、図２以降の図についても、図１に準ずる。
【００９８】
はじめに、電極について、簡単に説明する。
本発明において、基材は、塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、塗布材は、金属箔に塗布された電極ペーストである。
具体的には、電極６０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電源として、二次電池に用いる電極であり、図５に示すように、Ａｌ，Ｃｕ等の金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布してなる。
【００９９】
長尺状の金属箔６１は、その厚さが２０μｍ程度であり、図示しない電極製造ラインの捲回コンベア５０に、ロール状に捲回されている。金属箔６１は、送出コンベア５１によりロール状から水平状に送出されながら、電極ペースト６２が、このような状態の金属箔６１に塗布される。
電極６０は、電極ペースト６２を金属箔６１に押圧してから乾燥させた後、電極ペースト６２の厚みが４０〜５０μｍ程度に形成され、コンベア５０により、連続的に製造される電極６０の切断等、次工程に向けて送出される。
【０１００】
次に、超音波計測装置について、図１乃至図４を用いて説明する。
超音波計測装置１は、前述したように、電極製造ラインで電極ペースト６２を乾燥させた後、図１に示すように、コンベア５１により電極６０を次工程に送出する前の位置に、配設されている。
超音波計測装置１は、ロール状に捲回されていた金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置している。この超音波計測装置１は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることで、電極６０中の電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１０１】
本実施形態に係る超音波計測装置１は、説明の便宜上、４つの第１超音波センサ１１と、４つの第２超音波センサ１２とをそれぞれ有し、１つの第１超音波センサ１１と１つの第２超音波センサ１２とが一対となって、４組の第１，第２超音波センサ１１，１２を備えている。また、超音波計測装置１は、超音波発振制御部１０（超音波発振制御手段）、厚み演算部２０（厚み演算手段）、カバー３５（空気対流抑止手段）、８つの温度計３７（温度計測手段）、防振プレート３８（防振手段）、及びマスク４０（超音波阻害手段）等を有している。
【０１０２】
第１，第２超音波センサについて説明する。
第１超音波センサ１１は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサであり、超音波の受信をも可能とする超音波センサである。
フラットタイプの送信センサとは、第１超音波センサ１１で超音波ＵＳを送波する第１振動面１１ａが、本実施形態では、１つであり、第１振動面１１ａの全体形状が矩形状に形成された超音波センサである。また、送波した超音波ＵＳを、空気層ＡＲを介して、電極６０のうち、第１振動面１１ａと対向するエリア内に少なくとも伝播させることができる超音波センサをいう。
第２超音波センサ１２が送信側になる場合についても、第１振動面１１ａが第２振動面１２ａに変わるだけで、第１超音波センサ１１と実質的に同じである。
【０１０３】
第２超音波センサ１２は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサであり、超音波の送信をも可能とする超音波センサである。
フラットタイプの受信センサとは、第２超音波センサ１２で超音波ＵＳを受波する第２振動面１２ａが、本実施形態では、１つであり、第２振動面１２ａの全体形状が矩形状に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサ１１から送波、照射されて電極６０を少なくとも透過した超音波（透過波）ＵＳを、空気層ＡＲを介して第２振動面１２ａで受波することができる超音波センサをいう。
第１超音波センサ１１が受信側になる場合についても、第２振動面１２ａが第１振動面１１ａに変わるだけで、第２超音波センサ１２と実質的に同じである。
【０１０４】
ここで、第１，第２超音波センサ１１，１２の周波数について、説明する。
第１，第２超音波センサ１１，１２のうち、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形とする（図９及び図１０等参照）。
第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くした超音波センサであり、具体的には、周波数４００ｋＨｚ以下の超音波センサである。
第１超音波センサ１１と、第２超音波センサ１２とは、公称周波数として同じ周波数帯の超音波センサである。
【０１０５】
超音波計測装置１には、空気層ＡＲの密度の変化を抑止するカバー３５が１つ設けられている。４組の第１，第２超音波センサ１１，１２は、このカバー３５の内部空間にあるセンサ取付け部３０に、幅方向ＷＤに並んで設けられている。
センサ取付け部３０は、図２及び図３に示すように、開口部３２を有したコ字型形状の本体部３１と、この本体部３１から下方に立設された支柱を介して接続する平板状の支持部３３とからなる。
カバー３５は、電極６０の送出経路である送出口３６を除き、センサ取付け部３０の開口部３２と本体部３１との周囲をすっぽりと覆い、センサ取付け部３０と一体で形成されている。
【０１０６】
４つの第１超音波センサ１１は、本体部３１の上部で、幅方向ＷＤに対し所定の間隔で一列に配列され、各第１超音波センサ１１の第１振動面１１ａが、何れも鉛直方向下方に向けて配置されている。
また、４つの第２超音波センサ１２は、本体部３１の下部で、幅方向ＷＤに対し所定の間隔で一列に配列され、各第２超音波センサ１１の第２振動面１２ａが、何れも鉛直方向上方に向けて配置されている。
【０１０７】
一対の第１，第２超音波センサ１１，１２において、これらの第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとが対向する配置で、第１振動面１１ａ及び第２振動面１２ａに対し、垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとのプローブ間距離が、電極６０を挟み、１００（ｍｍ）以下に配置され、本実施形態では、そのプローブ間距離が７０（ｍｍ）となっている。
４つの第１超音波センサ１１は、図１及び図６に示すように、電極６０の幅方向ＷＤに対し、両側にあるエッジ部６２Ｃを含む電極ペースト６２全体の照射エリアＭＢに、超音波ＵＳを照射できるようになっている。電極６０中の金属箔６１の他面６１ｂでは、照射エリアＭＢにおいて、４つの第１超音波センサ１１により送波された超音波ＵＳが、４つの第２超音波センサ１２に向けて空気層ＡＲを伝播するようになっている。
【０１０８】
センサ取付け部３０の本体部３１の開口部３２は、一対の第１，第２超音波センサ１１，１２において、超音波ＵＳが伝播する媒質の一つである空気層ＡＲとなっている。開口部３２では、本体部３１の上部と下部との間は、このようなプローブ間距離を確保できる大きさとなっており、開口部３２は、幅方向ＷＤに対し、電極６０の幅寸法に対応させた大きさとなっている。
【０１０９】
カバー３５の内部空間に存在する開口部３２の内部には、空気層ＡＲの温度を測定する温度計３７が、図２に示すように、本実施形態では、電極６０が開口部３２を送出する経路の上方側と下方側にそれぞれ４箇所、計８箇所に、設けられている。
【０１１０】
図２及び図３に示すように、床面である超音波計測装置１の設置面ＧＬには、４つの第１，第２超音波センサ１１，１２のそれぞれに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振プレート３８が敷設されている。防振プレート３８は、例えば、ゴム、ダンパ、フエルト等、振動を吸収し易い弾性を有する材料からなり、支持部３３よりも大きく形成され、この防振プレート３８上に支持部３３が載置されている。
センサ取付け部３０及びカバー３５は、図１に示すように、電極ペースト６２の厚みを求める計測エリアＭＡ内で、長手方向ＬＤ及び幅方向ＷＤに対し、図示しない駆動源により、防振プレート３８と相対的に移動可能に配設されている。
【０１１１】
図４に示すように、４つの第１超音波センサ１１は、第１超音波発振器１１Ｆと電気的に接続されている。第１超音波発振器１１Ｆは、第１振動面１１ａに電圧を印加して超音波振動させるための発振回路と、第１振動面１１ａで受波した超音波振動を電圧に変換して受信するための受信回路とを有している。
【０１１２】
４つの第２超音波センサ１２は、第２振動面１２ａに超音波振動を発振させる第２超音波発振器１２Ｆと電気的に接続されている。第２超音波発振器１２Ｆは、第２振動面１２ａに電圧を印加して超音波振動させるための発振回路と、第２振動面１２ａで受波した超音波振動を電圧に変換して受信するための受信回路とを有している。
第１超音波発振器１１Ｆと第２超音波発振器１２Ｆとは、超音波発振制御部１０と電気的に接続されている。
【０１１３】
超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する。
具体的には、第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させる。
【０１１４】
超音波発振制御部１０は、モニタ２１に接続した厚み演算部２０と電気的に接続されている。厚み演算部２０は、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２のうち、いずれか一方の受波側超音波センサで受波した超音波ＵＳの受信信号に基づいて、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル、すなわち電極ペースト６２の厚みを算出する。
具体的には、第１群音波波形と第２群音波波形については、後に詳述するが、厚み演算部２０は、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、第１群音波波形による受信信号に基づいて、電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１１５】
すなわち、この厚み演算部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等公知の構成のマイクロコンピュータ（図示しない）を備えている。
ＲＡＭには、超音波が空気層ＡＲを伝播するときの減衰率、超音波が金属箔６１を透過するときの減衰率または金属箔６１の厚み、温度計３７により計測した空気層ＡＲの温度、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとのプローブ間距離、空気層ＡＲにおいて、温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンス等が、設定値として入力できるようになっている。
【０１１６】
また、ＲＯＭには、第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションを実行するプログラム、第１超音波センサ１１または第２超音波センサ１２により受波され、電極６０（電極ペースト６２）を透過した透過波の減衰率を算出するプログラム、受波した透過波の音波波形をサイン波に近似補正するプログラム、算出された透過波の減衰率に基づいて、電極ペースト６２の厚み、目付け量を演算処理する目付け量算出プログラム、演算処理した結果をモニタ２１に数値や画像で表示するプログラム、その他のプログラムが記憶されている。
【０１１７】
厚み演算部２０では、ＣＰＵにロードすることにより、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルをモニタ２１に数値や画像で表示することのほか、カバー３５と一体のセンサ取付け部３０を長手方向ＬＤ及び幅方向ＷＤへ移動すること、次述するマスク４０を電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃまで移動させること等の所定の動作が実行できるようになっている。
【０１１８】
次に、マスク４０について、図２、図４及び図６を用いて説明する。
マスク４０は、センサ取付け部３０の本体部３１の開口部３２において、電極６０と第２超音波センサ１２との間に空気層ＡＲのうち、図２に示すように、電極６０の幅方向ＷＤ両側にある電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に、図示しない駆動源により、長手方向ＬＤ及び幅方向ＷＤに移動可能に設けられている。
【０１１９】
マスク４０は、例えば、スポンジ、ゴム、フエルト等、超音波振動を吸収し易い材質からなり、図４及び図６に示しように、幅方向ＷＤに対し、エッジ部６２Ｃの範囲より大きいマスク開口部４１を有した平板状の部材である。マスク４０は、本実施形態では、２つ有している。
第１超音波センサ１１が超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２が第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波する前述の第１状態のときに、マスク４０は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻む。このマスク４０は、幅方向ＷＤに対する電極６０の大きさと、金属箔６１に形成されたエッジ部６２Ｃの位置に対応する位置に固定されるようになっている。
【０１２０】
次に、超音波計測装置１を用いて電極ペースト６２の厚みを計測し、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査を行う方法について、説明する。
図７に、電極を透過する超音波の減衰率と、電極の目付け量との関係を示す検量線のグラフを示す。超音波計測装置１により、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルを検査するには、電極ペースト６２の厚みを計測する前に、第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションを行うほか、図７に示すような検量線を、予め作成しておく必要がある。
【０１２１】
なお、図７には、参考までに受波側の超音波センサの周波数が９２ｋＨｚと１６５ｋＨｚの場合について図示しているが、検量線は、実際に使用する第１超音波センサ１１、第２超音波センサ１２の周波数に応じて作成する必要がある。
特に、計測対象である電極６０において、金属箔６１の厚みや電極ペースト６２の塗工条件によっては、受波側となる超音波センサの周波数が高くなると、分解能の高い目付け量が検量線から得られる。
また、検量線は、図７に示す電極６０向けの実測用検量線のほか、後述する第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーション向けに用いる検量線、及び金属箔６１向けの実測用検量線を予め作成しておく必要がある。
【０１２２】
金属箔６１向けの実測用検量線は、電極ペースト６２を塗布する前の段階で、金属箔６１を透過する透過波ＵＳの減衰率に基づいて、金属箔６１の目付け量を算出した検量線である。
電極６０向けの実測用検量線は、電極ペースト６２の実測時に用いるもので、電極６０（金属箔６１及び電極ペースト６２）を透過する透過波ＵＳの減衰率に基づいて、電極６０の目付け量を算出した検量線である。
キャリブレーション向けの検量線、金属箔６１向けの実測用検量線、及び電極６０向けの実測用検量線を作成するときには、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とも同じ超音波センサを用い、それぞれの検量線毎に、第１超音波センサ１１の周波数と第２超音波センサ１２の周波数とがそれぞれ変化しないようにしておく。
【０１２３】
ここで、検量線の求め方について簡単に説明する。
検量線は、室内において、温度一定、及び湿度１０％以下で一定に保たれた雰囲気の下、一対の送信側超音波センサ及び受信側超音波センサにより、厚みが異なる複数種の基準被検体に対し、送波した超音波をそれぞれの基準被検体に透過させ、このときに受信側超音波センサで受波する透過波（超音波）の減衰率を求める。
キャリブレーション向けの検量線を求めるのに用いる基準被検体は、酸化等に起因した材質変化のない材質として、Ｃｕ製の箔を用いる。基準被検体は、所定厚さのものを用いられる。勿論、Ｃｕの密度は、ＪＩＳ規格等の機械的性質で自明となっている。
【０１２４】
一般的に超音波の減衰率は、基準被検体の密度が一定（定数）の場合、基準被検体の厚みに反比例する関係にある。
電極ペースト等の目付け量は密度と同じディメンジョンであり、基準被検体の厚さは定数であることから、次式により、
目付け量＝Ａ／超音波の減衰率
Ａ：定数（基準被検体の厚み、密度の単位換算に必要な係数、及び温度変化に対応した補正係数）
の関係が得られる。
【０１２５】
次に、各種の検量線を作成した後、超音波計測装置１により電極ペースト６２の厚みを計測する前に、第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションを行う。
第１，第２超音波センサ１１，１２では、第１状態の場合と第２状態の場合の何れの場合でも、キャリブレーションは、実質的に同じ手順で行われるため、ここでは、第１状態のキャリブレーションの手順を代表して、図８を用いて説明する。図８は、第１，第２超音波センサのキャリブレーションの手順を示すフローチャート図である。
【０１２６】
キャリブレーションを行う前提として、図示しない電極製造ラインに設置された超音波計測装置１において、電極６０が存在しない位置までセンサ取付け部３０を移動させておき、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間の空気層ＡＲに、被検体（電極ペースト６２に相当）を有していない基準被検体を配置しておく。また、キャリブレーションを行うときの条件（空気層ＡＲにおいて、温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンス等の設定値、基準被検体の温度等）を、厚み演算部２０に入力しておく。
【０１２７】
また、超音波計測装置１では、送波側の第１超音波センサ１１が、受波側の第２超音波センサ１２に向けて送波し、空気層ＡＲを介して超音波ＵＳを第２超音波センサ１２で受波できる状態にしておく。第２状態でキャリブレーションを行う場合には、送波側の第２超音波センサ１２が、受波側の第１超音波センサ１１に向けて送波し、空気層ＡＲを介して超音波ＵＳを第１超音波センサ１１で受波できる状態にしておく。
【０１２８】
はじめに、ステップＳ１１では、カバー３５内のうち、本体部３１の開口部３２内の空気層ＡＲの温度を、温度計３７により測定する。
次に、ステップＳ１２では、下記の式２乃至式４と、８つの温度計３７により検出された温度（例えば、開口部３２内の８箇所の平均温度等）とに基づき、空気層ＡＲの温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンスを、補正定数として決定する。
〔空気における音速、密度、及び音響インピーダンス〕
（１）音速
Ｃ＝ｆ×λ…式１
Ｃ：音速（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ：周波数（ｋＨｚ）、λ：波長（ｍ）
また、
Ｃ＝３３１．５＋（０．６１×ｔ）…式２
ｔ：温度（℃）
（２）密度
ρ＝１．２９３×（２７３．１５／（２７３．１５＋ｔ））×（Ｐ／１０１３．２５）…式３
ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）（ｎｔｐ）、ｔ：温度（℃）、Ｐ：気圧（ａｔｍ）
（３）音響インピーダンス
Ｚ＝ρ×Ｃ…式４
Ｚ：音響インピーダンス（Ｐａ・ｓ／ｍ）
【０１２９】
次に、ステップＳ１３では、第１超音波センサ１１により、超音波ＵＳを所定時間（所定回数のパルス）、第２超音波センサ１２に向けて基準被検体に送波する。第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波し、厚み演算部２０が、第２超音波発振器１２Ｆ及び超音波発振制御部１０を介して受波した超音波ＵＳの受信信号として、超音波ＵＳの音波波形（縦軸：受信電圧（ｍＶ）、横軸：時間（μｓ））を取得する（図１０等参照）。
ステップＳ１４では、基準被検体を透過して受波した超音波ＵＳで、所定回数分のパルスの音波波形を、厚み演算部２０により、正弦波に近似させた音波波形に補正し、補正した正弦波近似波形の最大の振幅値Ｆ１を算出する。
【０１３０】
次に、ステップＳ１５では、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間から基準被検体を取り外し、第１超音波センサ１１により、超音波ＵＳを所定時間（所定回数のパルス）、第２超音波センサ１２に向けて送波する。第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波し、厚み演算部２０が、第２超音波発振器１２Ｆ及び超音波発振制御部１０を介して受波した超音波ＵＳの受信信号として、超音波ＵＳの音波波形（縦軸：受信電圧（ｍＶ）、横軸：時間（μｓ））を取得する。
ステップＳ１６では、第１超音波センサ１１から第２超音波センサ１２に直接受波した超音波ＵＳで、所定回数のパルス分の音波波形を、厚み演算部２０により、正弦波に近似させた音波波形に補正し、補正した正弦波近似波形の最大の振幅値Ｆ２を算出する。
【０１３１】
次に、ステップＳ１７では、第２超音波センサ１２で受波する超音波ＵＳの減衰率αを算出する。具体的には、減衰率αは、厚み演算部２０により、ステップＳ１４で算出した最大振幅値Ｆ１と、ステップＳ１６で算出した最大振幅値Ｆ２とに基づいて算出され、Ｆ１／Ｆ２×１００の積である。
次に、ステップＳ１８では、予め作成したキャリブレーション向けの検量線により、ステップＳ１７で算出された減衰率αに対応する目付け量、すなわち基準被検体の密度を算出する。
【０１３２】
次に、ステップＳ１９では、ステップＳ１８で算出された基準被検体の密度が、機械的性質で示されているＣｕの密度と整合しているかを比べて、キャリブレーションの精度確認を行う。整合（ＹＥＳ）していれば、キャリブレーションは終了し、後述する電極ペースト６２の厚みを実測する。
整合（ＮＯ）していなければ、再度ステップＳ１１に戻り、基準被検体の密度が規定の密度と整合するまで、上述した流れのステップを実行する。
【０１３３】
次に、本実施形態に係る超音波計測方法について説明する。
電極ペースト６２における目付け量及び目付けプロファイルを検査するのに、超音波計測装置１が用いられる。
すなわち、本実施形態に係る超音波計測方法は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の金属箔６１の一面６１ａに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、上方側に第１超音波センサ１１を、下方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置する。
【０１３４】
第１超音波センサ１１には、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサを用い、第２超音波センサ１２には、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサを用いる。この第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２を、超音波ＵＳを送信及び受信が可能なセンサとする。
このような第１，第２超音波センサ１１，１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する超音波発振制御部１０を備えておく。
【０１３５】
第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させる。
以下、超音波ＵＳを送波する超音波センサを送波側超音波センサ１１Ａと称し、透過した超音波ＵＳを受波する超音波センサを受波側超音波センサ１２Ａと称する。
【０１３６】
また、第１，第２超音波センサ１１，１２のうち、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形とする（図９及び図１０等参照）。
この第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２の各周波数を、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、より低く設定する。具体的には、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２を、周波数４００ｋＨｚ以下の超音波センサとし、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２に、公称周波数として同じ周波数帯の超音波センサを用いる。
【０１３７】
電極ペースト６２の厚みは、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２のうち、受波側超音波センサ１２Ａで受波した超音波ＵＳの減衰率に基づいて算出する。
また、電極６０を挟み、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを、第１超音波センサ１１で超音波振動する第１振動面１１ａ、及び第２超音波センサ１２で超音波振動する第２振動面１２ａに対し垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとのプローブ間距離を１００ｍｍ以下（本実施形態では、７０（ｍｍ））にして配置する。
その上で、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、第１群音波波形による受信信号、すなわち第１群音波波形の減衰率に基づいて、電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１３８】
このようにして、本実施形態に係る超音波計測方法は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることによって、電極ペースト６２の厚みを計測する。
【０１３９】
ここで、送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとの間で電極６０を配置する位置と、第２群音波波形との関係について、図９乃至図１４を用いて説明する。
図９は、電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置にある場合を模式的に示す説明図であり、電極が図９に示す位置に配置された場合、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を、図１０に示す。
図１１は、電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から少し片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。電極が図１１に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を、図１２に示す。
図１３は、電極が、送波側超音波センサ及び受波側超音波センサに対し、その中央位置から大きく片側寄りに位置する場合を模式的に示す説明図であり、（ａ）は送波側超音波センサ側寄りの場合、（ｂ）は受波側超音波センサ側寄りの場合である。電極が図１３に示す位置に配置された場合に、受波側超音波センサで受波される超音波の音波波形を、図１４に示す。
【０１４０】
前述したように、受波側超音波センサ１２Ａでは、受波後、時間の経過と共に、複数群の音波波形が生じる。複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波側超音波センサ１１Ａにより電極６０に向けて送波した超音波ＵＳは金属箔６１と電極ペースト６２とを透過した透過波だけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。また、第１群音波波形以降の奇数群音波波形についても、第１群音波波形と同様の傾向となる。
【０１４１】
一方、第１群音波波形に次いで検出される第２群音波波形は、第１反射波による受信信号と、第２反射波による受信信号とを含むエコーであり、電極ペースト６２の厚みを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなることがある。
第１反射波による受信信号は、送波した超音波ＵＳが電極６０の照射エリアＭＢを透過せず電極６０でいったん反射した後に、電極６０を透過して受波された受信信号である。
第２反射波による受信信号は、送波した超音波ＵＳが電極６０の照射エリアＭＢを透過して受波側超音波センサ側１２Ａでいったん反射した後、電極６０に戻ってここで反射して受波された受信信号である。
【０１４２】
特に、送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとのプローブ間距離が１００ｍｍ以下であるときには、第１群音波波形と第２群音波波形とは、次述する（１）乃至（３）に記載する関係にある。
（１）図９に示すように、電極６０が送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとのちょうど中央位置にある場合
この場合には、図１０に示すように、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波とが同周期で合成し、このときの合成波の振幅は最大となる。
（２）図１１に示すように、電極６０が送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとの中央位置から少し片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波との位相がずれて干渉し合い、第１反射波と第２反射波との位相が半周期ずれたところで、第２群音波波形の振幅は最小となる。
【０１４３】
（３）図１３に示すように、電極６０が送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとの中央位置から大きく片側寄りに位置する場合
この場合には、第２群音波波形は、第１反射波と第２反射波との位相が完全にずれてしまい、第１反射波と第２反射波とが２つに分離する。
なお、第１群音波波形は、上記の（１）乃至（３）の何れの場合においても、送波側超音波センサ１１Ａにより送波した超音波ＵＳが金属箔６１と電極ペースト６２とを透過した透過波だけの受信信号となり、第１反射波及び第２反射波による多重反射波の影響を受けない。
従って、第１群音波波形と第２群音波波形とが重ならない条件が前提となる。
【０１４４】
ところで、電極６０内の金属箔６１は、密度の大きい金属製であり、超音波ＵＳは、波長が長く、低い周波数でも金属箔６１を伝播し易い。また、金属箔６１を伝播する間、超音波ＵＳの減衰は小さく、超音波ＵＳの波長から得られる分解能も良好である。
その一方で、超音波ＵＳの伝播距離が同じでも、周波数がより低いと、伝播時間は長くなることから、第１群音波波形に第２群音波波形が重なる現象が生じ得る。
【０１４５】
また、電極ペースト６２は、密度が金属箔６１より低い非金属の材質であり、電極ペースト６２には、波長が長く、周波数の低い超音波ＵＳは、金属箔６１に比して伝播し難く、波長が短く、周波数の高い超音波ＵＳが伝播し易い。
その一方で、電極ペースト６２を伝播させる超音波ＵＳの周波数をむやみに高くすると、超音波ＵＳの伝播距離が同じである場合、伝播時間はより短くなるが、電極ペースト６２を伝播するときに生じる超音波ＵＳの減衰はより大きくなり、超音波ＵＳの波長から得られる分解能は悪化する。
よって、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下で、送波側超音波センサ１１Ａ及び受波側超音波センサ１２Ａ（第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２）の各周波数を、前述したように、電極ペースト６２の厚みｔ（図５参照）に応じて、周波数４００ｋＨｚ以下の範囲内でより低く設定することが好ましい。
【０１４６】
ここで、受波側超音波センサ１２Ａで受波する超音波ＵＳの受信パワーと、受波側超音波センサ１２Ａの発熱温度との関係について、図１５を用いて簡単に触れる。図１５は、受波側超音波センサにおける受信パワーと発熱温度との関係を示すグラフである。
受波側超音波センサ１２Ａの作動時間が長くなると、当該受波側超音波センサ１２Ａで発熱し、図１０に示すように、受波側超音波センサ１２Ａ自体の温度が上昇するにつれ、受波した超音波を電圧に変換した受信パワーは低下する。
電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの計測時に、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２を冷却して、受波側超音波センサ１２Ａ自体の温度上昇を防ぎ、受信パワーの低下を抑止しておくことが好ましい。
【０１４７】
次に、本実施形態に係る超音波計測方法により、電極ペースト６２の厚みの計測、すなわち電極ペースト６２において目付け量及び目付けプロファイルの検査を行う手順について、図１６を用いて説明する。図１６は、電極ペースト６２の目付け量を算出するまでの手順を示すフローチャート図である。
【０１４８】
超音波計測装置１で電極ペースト６２の目付け量を算出するにあたり、超音波計測装置１では、前述した第１，第２超音波センサ１１，１２のキャリブレーションが完了していることが前提となる。
また、図１に示すように、図示しない電極製造ライン上にある電極６０に対し、その電極ペースト６２の目付け量を計測する計測エリアＭＡで、電極ペースト６２の厚みが計測できるよう、カバー３５と一体のセンサ取付け部３０を移動させておく。
【０１４９】
はじめに、ステップＳ３１では、カバー３５内にある本体部３１の開口部３２内の空気層ＡＲの温度を、温度計３７により測定する。
次に、ステップＳ３２では、前述した式２乃至式４と、８つの温度計３７により検出された温度（例えば、開口部３２内の８箇所の平均温度等）とに基づき、空気層ＡＲの温度に対応した音速、密度、及び音響インピーダンスを、補正定数として決定する。
【０１５０】
次に、ステップＳ３３では、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間の空気層ＡＲに配置した電極６０に対し、第１状態では、第１超音波センサ１１を１回発振させて、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを、電極６０内の金属箔６１、及び電極ペースト６２（被検体）に透過させる。
このとき、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２の公称周波数が４００ｋＨｚ近傍で、第１，第２超音波センサ１１，１２のプローブ間距離が７０（ｍｍ）程度の場合には、第１超音波センサ１１を１回発振させると、第２超音波センサ１２で、受信信号が、被検体、金属箔６１を透過した約３０パルス分の超音波ＵＳ（透過波）による音波波形となって得られる。
【０１５１】
また、超音波発振制御部１０により、第１状態と交互に置換させて第２状態となったときでは、第２超音波センサ１２を１回発振させて、第２超音波センサ１２から送波した超音波ＵＳを、電極６０内の電極ペースト６２（被検体）、及び金属箔６１に透過させる。
このとき、第２超音波センサ１２を１回発振させると、第１超音波センサ１１で、受信信号が、金属箔６１、被検体を透過した約３０パルス分の超音波ＵＳ（透過波）による音波波形となって得られる。
ステップＳ３３では、第１状態、第２状態に関わらず、取得する透過波ＵＳ約３０パルス分の音波波形は、図９及び図１０に示すように、送波側超音波センサ１１Ａと受波側超音波センサ１２Ａとのちょうど中央位置に電極６０を配置した場合に生じる第２群音波波形で、この波形の振幅が最大値となる状態を前提とした第１群音波波形である。
【０１５２】
次に、ステップＳ３４では、ステップＳ３３で上述した第１群音波波形に基づき、補正した正弦波近似波形の最大の振幅値Ｆ３を算出する。
具体的には、取得した透過波ＵＳ約３０パルス分のうち、立ち上がりまでのはじめの約５パルス分の透過波ＵＳについては、安定した受信信号として取得できないため、安定化する残りの約２５パルス分の透過波ＵＳを、平均化等により正弦波に近似させた音波波形に補正し、補正した正弦波近似波形の最大振幅値Ｆ３を算出する。
最大振幅値Ｆ３は、第１状態と第２状態の場合で２種類得られる。
【０１５３】
次に、ステップＳ３５では、電極６０を透過するときの透過波ＵＳの減衰率βを、第１状態及び第２状態の場合について、それぞれ算出する。
具体的には、減衰率βは、ステップＳ３４で算出した最大振幅値Ｆ３と、図８中、ステップＳ１４で算出した最大振幅値Ｆ１とに基づいて算出され、Ｆ３／Ｆ１×１００の積で求められる。
【０１５４】
次に、ステップＳ３６では、予め作成した電極６０の実測向けの検量線により、ステップＳ３５で算出された２つの減衰率βに対応する電極６０の目付け量を、それぞれ算出する。
具体的には、例えば、第１状態において、受波側超音波センサ１２Ａが周波数１６５ｋＨｚのセンサで、減衰率βが１．０％であった場合には、電極ペースト６２の目付け量は、図１０に示す実測向けの検量線から、約７５（ｇ／ｍ２）であると読み取れる。
また、上記第１状態から置換された第２状態において、受波側超音波センサ１２Ａが周波数９２ｋＨｚのセンサで、減衰率βが１．７％であった場合には、電極ペースト６２の目付け量は、図１０に示す電極６０向けの実測用検量線から、約８０（ｇ／ｍ２）であると読み取れる。
【０１５５】
次に、ステップＳ３７では、ステップＳ３６において算出された２種類の電極６０の目付け量と金属箔６１の目付け量との差から、電極ペースト６２の目付け量を算出し、電極ペースト６２の目付け量の算出値が、計測誤差の許容範囲に入り、信頼性のある値であるか否かを判断する。
すなわち、ステップＳ３６で例示した場合において、第１状態において、周波数１６５ｋＨｚの受波側超音波センサ１２Ａで、金属箔６１を透過する透過波の減衰率がγ１であった場合には、金属箔６１の目付け量は、予め用意した金属箔６１向けの実測用検量線からｓ１（ｇ／ｍ２）を読み取る。
また、第２状態において、周波数９２ｋＨｚの受波側超音波センサ１２Ａで、金属箔６１を透過する透過波の減衰率がγ２であった場合には、金属箔６１の目付け量は、予め用意した金属箔６１向けの実測用検量線からｓ２（ｇ／ｍ２）を読み取る。
【０１５６】
ステップＳ３６において、第１状態で算出した電極ペースト６２の目付け量約７５（ｇ／ｍ２）から、同じ第１状態で算出した金属箔６１の目付け量ｓ１（ｇ／ｍ２）を減算し、この差が、第１状態で算出される電極ペースト６２の目付け量ｔ１（ｇ／ｍ２）となる。
また、第２状態で算出した電極ペースト６２の目付け量約８０（ｇ／ｍ２）から、同じ第２状態で算出した金属箔６１の目付け量ｓ２（ｇ／ｍ２）を減算し、この差が、第２状態で算出される電極ペースト６２の目付け量ｔ２（ｇ／ｍ２）となる。
【０１５７】
第１状態における電極ペースト６２の目付け量ｔ１（ｇ／ｍ２）と、第２状態における電極ペースト６２の目付け量ｔ２（ｇ／ｍ２）との各算出値が、実際に電極製造ラインで製造される電極６０の電極ペースト６２の目付け量として、計測誤差の許容範囲内にあり、信頼性のある値であるか否かを、作業者が判断する。
電極ペースト６２の目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）の算出値が、正常値として判断されれば、出力として、２種類の目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）について、平均化等の演算処理を行い、演算処理後の計測値が、ライン上で計測した電極６０の電極ペースト６２の目付け量として得られ、計測を終了する（ＹＥＳ）。
【０１５８】
目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）の算出値が、互いに大きくかけ離れた数値である場合や、電極製造ラインで製造される電極６０に対し、電極ペースト６２が設計上の目付け量と大きく異なる数値である場合等には、正常値として判断されず、２種類の目付け量ｔ１，ｔ２（ｇ／ｍ２）について、上記した演算処理を行わず、再度ステップＳ３３に戻る（ＮＯ）。ステップＳ３３に戻ったら、目付け量を算出するまでの計測に問題がある場合には、この問題が解決するまで、上述した流れのステップを実行する。
【０１５９】
次に、電極ペースト６２の目付けプロファイルの計測について、図６を用いて説明する。
４つの第１超音波センサ１１の照射エリアＭＢ（図１参照）内に、幅方向ＷＤ両側にエッジ部６２Ｃが入るよう、４つの第１超音波センサ１１のうち、幅方向ＷＤ両側にある２つの第１超音波センサ１１と、これらの第１超音波センサ１１の対となる第２超音波センサ１２とが配置されていることが前提となる。
本実施形態に係る超音波計測方法は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻むマスク４０を用い、電極６０と第２超音波センサ１２との間のうち、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に、マスク４０を移動させて配置した後、第１超音波センサ１１が電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃに向けて超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２で受波する。
【０１６０】
すなわち、実際に電極製造ラインで製造される電極６０では、その仕様によって金属箔６１及び電極ペースト６２の幅寸法がそれぞれ異なることがある。
電極６０には、電極ペースト６２の幅方向ＷＤ両側にエッジ部６２Ｃが存在する。エッジ部６２Ｃは、図５及び図６に示すように、金属箔６１の一面６１ａに対して傾斜しており、電極ペースト６２の厚みｔがｔ＝０から徐々に大きく変化している部分である。
２つのマスク４０は、このような電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの位置するところまでそれぞれ移動させ、図６に示すように、マスク開口部４１の内側に相当する部分にエッジ部６２Ｃが配置されたところで停止させる。
【０１６１】
次いで、４組の第１，第２超音波センサ１１，１２のうち、幅方向ＷＤ両側にある２組の第１，第２超音波センサ１１，１２において、第１超音波センサ１１が、電極６０に向けて超音波ＵＳを送波し照射する。
第１超音波センサ１１はフラットタイプの送信センサであり、第２超音波センサ１２はフラットタイプの受信センサであるため、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳは、図６に示すように、電極６０を透過した後、マスク４０へ伝わる部分と、マスク４０のマスク開口部４１を通過して第２超音波センサ１２に受波される部分とに分かれる。
マスク４０に伝わった超音波ＵＳは、マスク４０から透過しないよう、マスク４０に吸収させる。
【０１６２】
（実施例２）
本実施例では、電極ペーストを金属箔両面に塗工する場合について説明する。
本実施例は、第３超音波センサ１３の有無、第１，第２超音波センサ１１，１２の配置等の点で、実施例１と異なるが、それ以外の部分は、実施例１と同様である。
従って、実施例２は、実施例１とは異なる部分を中心に説明し、その他について説明を簡略または省略する。
【０１６３】
図１７は、第２実施例に係る超音波計測装置の構成を説明する模式図であり、図を見易くするために、カバーと一体であるセンサ取付け部の図示を省略した図である。図１８は、電極を幅方向ＷＤからみた側面図であり、金属箔両面に塗工された電極ペーストに対し、目付け量の検査をするときの説明図である。
【０１６４】
本実施例に係る超音波計測装置１０１では、図１７及び図１８に示すように、超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサ１３を４つ有し、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とが、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側で、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置されている。また、第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置されている。
【０１６５】
第３超音波センサ１３において、フラットタイプのセンサとは、第３超音波センサ１３で超音波ＵＳを受波する第３振動面１３ａが、本実施形態では、１つであり、第３振動面１３ａの全体形状が、矩形状に形成された超音波センサである。また、第１超音波センサ１１から送波されて電極６０で少なくとも反射した超音波（反射波）ＵＳを、空気層ＡＲを介して第３振動面１３ａで受波することができる超音波センサをいう。
第３超音波センサ１３は、第１，第２超音波センサ１１，１２と同様、超音波の受信をも可能とする超音波センサであり、周波数４００ｋＨｚ以下の同じ周波数帯の超音波センサである。
【０１６６】
１つの第１超音波センサ１１と、１つの第２超音波センサ１２と、１つの第３超音波センサ１３とが１組をなし、図１７に図示していないが、４組の第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３が、実施例１と同様、カバー３５と一体であるセンサ取付け部３０に配設されている。
第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２は、電極６０の金属箔６１に対し、例えば、θ＝１３°の角度に配置され、第３超音波センサ１３は、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが電極６０で正反射する角度に配置されている。
【０１６７】
図１７に示すように、４つの第３超音波センサ１３は、第３超音波発振器１３Ｆと電気的に接続されている。第３超音波発振器１３Ｆは、第３振動面１３ａに電圧を印加して超音波振動させるための発振回路と、第３振動面１３ａで受波した超音波振動を電圧に変換して受信するための受信回路とを有している。
第１超音波発振器１１Ｆ、第２超音波発振器１２Ｆ、及び第３超音波発振器１３Ｆは、超音波発振制御部１０と電気的に接続されている。
【０１６８】
超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御すると共に、第１超音波センサ１１及び第３超音波センサ１３に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する。
第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で行うキャリブレーションは、実施例１で説明した第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で行うキャリブレーションと同じ要領で、超音波発振制御部１０により、送波側と受波側とを相互に切り換えて行う。
【０１６９】
次に、本実施形態に係る超音波計測方法について説明する。
金属箔６１の一面６１ａと他面６１ｂの両面に塗工した電極ペースト６２の目付け量を、一面６１ａ側と他面６１ｂ側で検査するのに、超音波計測装置１０１を用いる。
検査の前には、電極６０を透過するときの超音波ＵＳの減衰率と、金属箔６１を透過するときの超音波ＵＳの減衰率βとを予め把握し、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３でキャリブレーションを完了しておく。
電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａと他面６１ｂの両面に塗工された電極６０向けの両面塗工実測用検量線、電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａに塗工された電極６０向けの片面塗工実測用検量線、及び金属箔６１向けの実測用検量線を予め作成しておく。
【０１７０】
本実施形態に係る超音波計測方法は、第３超音波センサ１３として、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とを、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側に、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサ１２を、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置する．
【０１７１】
前述した構成を有する本実施形態に係る超音波計測方法、及び超音波計測装置の作用・効果について説明する。
本実施形態に係る超音波計測方法では、
（１）第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属箔６１の一面６１ａまたは両面６１ａ，６１ｂに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みｔを計測する超音波計測方法において、第１超音波センサ１１に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、第２超音波センサ１２に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、を特徴とするので、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインで、電極ペースト６２の目付け量、及び目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔを、インラインで計測する場合、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、電極６０に対し広い面積（照射エリアＭＢ）にわたって照射されて電極６０中の金属箔６１と電極ペースト６２とを透過し、第２超音波センサＵＳが、より広範囲にわたって金属箔６１及び電極ペースト６２を透過した超音波（透過波）ＵＳを受波することにより、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサに比べ、電極６０の広い範囲で得られる。
【０１７２】
すなわち、第１超音波センサ１１に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサが、第２超音波センサ１２に、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサが用いられている。
これにより、第１超音波センサ１１が、送波した超音波ＵＳを、空気層ＡＲを介して、電極６０のうち、第１振動面１１ａと対向するエリア内に少なくとも伝播させ、第２超音波センサ１２が、第１超音波センサ１２より送波、照射されて電極６０を少なくとも透過した超音波（透過波）ＵＳを、空気層ＡＲを介して第２超音波センサ１２の第２振動面１２ａで受波する。
よって、本実施形態に係る超音波計測方法では、第２超音波センサ１２において、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、電極６０の広い範囲で得られる。そのため、電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔに係る品質検査を、電極６０の製造ライン上で実施することができる。
【０１７３】
また、第２超音波センサ１２で受波した透過波ＵＳによる受信信号を、電極６０の広域から得ることができるため、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で電極ペースト６２の厚みｔのバラツキ等がより正確に把握でき、電極ペースト６２の目付け量等、電極６０に対し、第１，第２超音波センサ１１，１２による照射エリアＭＢ内におけるペースト６２の全体的な厚みｔを、高い信頼性で計測することができる。
その一方で、電極ペースト６２の目付けプロファイルの検査は、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃで電極ペースト６２の厚みを所定範囲にかけて測定することにより、エッジ部６２Ｃ全体の形状を把握することから、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できる分、電極ペースト６２の目付けプロファイルの検査を、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より精度良く計測することができる。
【０１７４】
ここで、図１９に、送波側超音波センサと受波側超音波センサとのプローブ間距離と、受波側超音波センサで受波する超音波の受信波最大振幅との関係について、スポット型の超音波センサとフラット型の超音波センサとを対比させたグラフを示す。
図１９に示すように、フラット型の超音波センサでは、プローブ間距離が大きく変化しても、受波側超音波センサで受波される受信波の振幅の大きさは、プローブ間距離によって大きく変化しない。
これに対し、特許文献１のような従来のスポット型の超音波センサでは、フラット型の超音波センサと比較して、同じプローブ間距離の範囲でも、プローブ間距離がたとえ１（ｍｍ）ずれても、受波側超音波センサで受波される受信波の振幅の大きさは、プローブ間距離によっては１０％〜２０％も低下してしまう。
よって、電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイルの検査では、フラット型の超音波センサを用いると、プローブ間距離が多少変化しても、計測精度に影響が少なくなく、高精度に計測することができる。
【０１７５】
また、電極ペースト６２の塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極６０を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【０１７６】
これに対し、本実施形態に係る超音波計測方法では、電極６０を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査が実施できるため、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。また、本実施形態に係る超音波計測方法で用いる第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２等を構成する装置（超音波計測装置１）の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、電極６０に反映されるコストが大きく削減できる。
従って、本実施形態に係る超音波計測方法によれば、製造ラインで製造される電極６０に対し、インライン上で、電極６０に塗布された電極ペースト６２の厚みｔを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【０１７７】
（２）また、本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２には、超音波ＵＳを送信及び受信が可能なセンサが用いられ、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する超音波発振制御部１０を備え、第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサ１２が受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１が受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０１７８】
すなわち、本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２には、公称の周波数として、同じ周波数帯の超音波センサが用いられる。
超音波センサは、同じ周波数帯でも厳密に言えば、個々の超音波センサ毎に微妙に周波数が異なっており、それぞれ固有の周波数となっているのが一般的である。本実施形態に係る超音波計測方法は、超音波センサの性能上、このような周波数差が必然的に生じ得る現象を、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに利用している。
すなわち、第１超音波センサ１１は、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサ１２は、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサであり、周波数ｆ１と周波数ｆ２とは、ｆ１≒ｆ２の関係にある。
【０１７９】
前述したように、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、次式より求められる。
（１）音速
Ｃ＝ｆ×λ…式１
Ｃ：音速（ｍ／ｓｅｃ）、ｆ：周波数（ｋＨｚ）、λ：波長（ｍ）
また、
Ｃ＝３３１．５＋（０．６１×ｔ）…式２
ｔ：温度（℃）
（２）密度
ρ＝１．２９３×（２７３．１５／（２７３．１５＋ｔ））×（Ｐ／１０１３．２５）…式３
ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）（ｎｔｐ）、ｔ：温度（℃）、Ｐ：気圧（ａｔｍ）
（３）音響インピーダンス
Ｚ＝ρ×Ｃ…式４
Ｚ：音響インピーダンス（Ｐａ・ｓ／ｍ）
【０１８０】
式１及び式４より、λ＝Ｚ／ｆ／ρ…式５が得られる。大気圧の下、空気における音速、密度、及び音響インピーダンスは、式１乃至式３により、空気の温度に比例するため、式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすと、波長λは、周波数ｆに反比例する関係にある。
【０１８１】
すなわち、第１状態のときに、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが電極６０を透過し、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサ１２で受波した超音波（透過波）ＵＳの波長λ２（第２受波信号）は、式５より、
λ２＝Ｚ２／ｆ２／ρ２
λ２：第２超音波センサ１２で受波する超音波ＵＳの波長（ｍ）、Ｚ２及びρ２：定数
また、第２状態のときに、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサ１２から送波した超音波ＵＳが電極６０を透過し、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサ１１で受波した透過波ＵＳの波長λ１（第１受波信号）は、波長λ２と同様、式５より、
λ１＝Ｚ１／ｆ１／ρ１
λ１：第１超音波センサ１１で受波する超音波ＵＳの波長（ｍ）、Ｚ１及びρ１：定数
となり、定数は、Ｚ１≒Ｚ２、ρ１≒ρ２の関係にあり、周波数は、ｆ１≒ｆ２の関係にあることから、第１受波信号である波長λ１と、第２受波信号である波長λ２とは、λ１≒λ２の関係となる。
【０１８２】
電極ペースト６２の厚みｔを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、本実施形態に係る超音波計測方法では、超音波発振制御部１０により、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気の温度変化に対応しつつ、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１で受波した超音波ＵＳの第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【０１８３】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係で得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができる。
【０１８４】
ここで、図２０に、受波された超音波における波長と受信パワーとの関係を示すグラフを示す。
超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の受信パワー（超音波強度）の大きさと受波する超音波の波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、図２０に示すように、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より大きく低下する特性がある。また、図２０に示すように、受波する超音波Ｐ，Ｑの波長が異なり、波長のピーク値が異なると、受波する超音波Ｐ，Ｑの超音波強度の大きさに大きく差異が生じる。
第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係になると、第１受波信号λ１に対応する超音波強度のピーク値と、第２受波信号λ２に対応する超音波強度のピーク値とが、いずれもほぼ同じ大きさのピーク値に近づき、超音波強度も同じような大きさとなる。
【０１８５】
本実施形態に係る超音波計測方法では、電極ペースト６２の厚みｔを計測する前に、超音波ＵＳが金属箔６１を透過するときの減衰率、あるいは金属箔６１の厚みを予め把握しておいた上で、超音波強度がほぼ同じ大きさのピーク値になる第１受波信号及び第２受波信号に基づいて、電極ペースト６２の厚みｔを算出すれば、信頼性が高く、高精度な計測を実現することができる。
従って、第１受波信号と第２受波信号とに基づき、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０１８６】
（３）また、本実施形態に係る超音波計測方法では、第３超音波センサ１３として、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とを、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側に、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置すること、第２超音波センサ１２を、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置するので、電極ペースト６２が金属箔６１の両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０に対し、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
【０１８７】
すなわち、電極ペースト６２の厚みｔを計測する前には、電極ペースト６２が塗布されていない状態の金属箔６１に対し、超音波ＵＳが金属箔６１を透過するときの基材透過信号として、減衰率に基づいて作成された金属箔６１向けの検量線により、金属箔６１の目付け量を予め把握しておく。
本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、横波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して金属箔６１に伝播し、第３超音波センサ１３が、金属箔６１で正反射した反射波ＵＳを、再び金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して受波する。
これにより、第３超音波センサ１３が、金属箔６１の一面６１ａで正反射した反射波ＵＳを受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を把握する。
【０１８８】
その一方で、第１超音波センサ１１から超音波ＵＳを第３超音波センサ１３に送波すると同時に、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、縦波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２、金属箔６１、及び金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２に伝播し、第２超音波センサ１２が、電極透過信号として、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２まで透過した透過波ＵＳを受波する。
これにより、電極透過信号に基づき、電極６０の目付け量を算出し、算出した電極６０の目付け量から、金属箔６１の目付け量と、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量とを減算し、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を求める。
【０１８９】
従って、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
よって、電極６０において両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極ペースト６２の厚みをそれぞれ計測する設備の簡素化を図ることができる。
【０１９０】
（４）本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻むマスク４０を備え、電極６０と第２超音波センサ１２との間のうち、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に、マスク４０を移動させて配置した後、第１超音波センサ１１が電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃに向けて超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２で受波するので、第１超音波センサ１１から第２超音波センサ１２に向けて送波した超音波ＵＳのうち、エッジ部６２Ｃ周囲を伝播した振動は、カバー４０により阻まれ、エッジ部６２Ｃを透過する振動はカバー４０に吸収され、第２超音波センサまで伝播しなくなる。
【０１９１】
一方、エッジ部６２Ｃには、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部６２Ｃで部位によって厚みが異なると、エッジ部６２Ｃを伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサ１２で受波される透過波ＵＳの減衰率の受信信号が、エッジ部６２Ｃの形状に対応して異なったものになる。
よって、カバー４０によりエッジ部６２Ｃ周囲の形状が露出せず、電極ペースト６２の目付けプロファイル、すなわち電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの形状が、第２超音波センサ１２で受信された受信信号に基づき、電極ペースト６２の厚みｔに対応してはっきりと検出できる。
【０１９２】
（５）本実施形態に係る超音波計測方法では、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、第２群音波波形と第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２の各周波数を、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、より低く設定するので、電極ペースト６２を伝播するときに生じる超音波ＵＳの減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサ１２Ａで受波した受信信号の分解能をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０１９３】
（６）本実施形態に係る超音波計測方法では、電極ペースト６２の厚みｔを、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１２のうち、受波側超音波センサ１２Ａで受波した超音波ＵＳの減衰率βに基づいて算出するので、金属箔６１を透過するときの超音波ＵＳの減衰率が予め把握され、金属箔６１において超音波ＵＳの減衰率γと目付け量との関係を示す検量線が予め作成されている上で、超音波ＵＳの減衰率βに対応する電極６０の目付け量から、超音波ＵＳの減衰率γに対応する金属箔６１の目付け量を減算することで、電極ペースト６２の厚みｔがより簡単に算出することができる。
【０１９４】
（７）本実施形態に係る超音波計測方法では、電極６０を挟み、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを、第１超音波センサ１１で超音波振動する第１振動面１１ａ、及び第２超音波センサ１２で超音波振動する第２振動面１２ａに対し垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下（本実施形態では７０（ｍｍ））で、配置すること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、電極ペースト６２の厚みｔを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される電極６０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた金属箔６１にうねりがなく、作業者は、電極ペースト６２が良好な状態で金属箔６１に塗布されていることをも確認することができ、ひいては電極６０の品質が良好であることが確認できる。
【０１９５】
すなわち、複数群の音波波形は、受波側超音波センサ１２Ａで受波後、時間の経過と共に、断続的に検出されるが、前述したように、受波側超音波センサ１２Ａで検出される複数群の音波波形のうち、第１群音波波形は、送波した超音波が金属箔６１と電極ペースト６２とを透過した透過波ＵＳだけの受信信号となり、ノイズとなるエコーを含まない。
特に、第１振動面１１ａ及び第２振動面１２ａに対し、第１超音波センサ１１の第１振動面１１ａと第２超音波センサ１２の第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下で配置されていると、第１群音波波形以降の奇数群の音波波形については、第１群音波波形と同様の傾向となり、送信後、伝播距離が長くなり超音波ＵＳの減衰が大きくなり、超音波強度が小さくなる。そのため、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのには、第１群音波波形による受信信号を用いるのが適切である。
また、第２群音波波形は、前述したように、第１反射波による受信信号と第２反射波とによる受信信号とを共に含むエコーとなり、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのに必要な受信信号にとってノイズとなる。
【０１９６】
本実施形態に係る超音波計測方法では、第１超音波センサ１１の第１振動面１１ａと第２超音波センサ１２の第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下で、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、塗布材の厚みを計測する。
従って、計測時に、製造ラインに製造される電極６０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とのちょうど中央位置に配置され、ロール状に捲回されていた金属箔６１にうねりがなく、作業者は、良好な状態にある金属箔６１に電極ペースト６２が塗布されていることをも確認することができる。
【０１９７】
（８）本実施形態に係る超音波計測方法では、電極ペースト６２の厚さを、第１群音波波形による受信信号に基づいて計測するので、ロール状に捲回されていた金属箔６１に残留するうねりによる計測誤差の要因を排除して、電極ペースト６２の厚みを計測することができる。
【０１９８】
また、本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、
（９）第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属箔６１の一面６１ａまたは両面６１ａ，６１ｂに電極ペースト６２を塗布した電極６０の厚み方向ＴＤに対し、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みｔを計測する超音波計測装置１，１０１において、第１超音波センサ１１は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの送信センサであること、第２超音波センサ１２は、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプの受信センサであること、を特徴とするので、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインで、電極ペースト６２の目付け量、及び目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔを、インラインで計測する場合、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、電極６０に対し広い面積（照射エリアＭＢ）にわたって照射されて電極６０中の金属箔６１と電極ペースト６２とを透過し、第２超音波センサＵＳが、より広範囲にわたって金属箔６１及び電極ペースト６２を透過した超音波（透過波）ＵＳを受波することにより、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、電極６０の広い範囲で得られる。
【０１９９】
すなわち、本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第２超音波センサ１２において、電極ペースト６２の厚みｔを求めるための受信信号が、スポットタイプの超音波センサに比べて、電極６０の広い範囲で得られ、電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔに係る品質検査を、電極６０の製造ライン上で実施することができる。
特に、製造ラインで製造される電極６０に対し、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、品質管理上、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施したい場合でも、次々と製造される電極６０に対し、電極ペースト６２の厚みｔを、インラインで全数検査ができるようになる。
【０２００】
また、第２超音波センサ１２で受波した透過波ＵＳによる受信信号を、電極６０の広域から得ることができるため、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できることから、計測範囲内で電極ペースト６２の厚みｔのバラツキ等がより正確に把握でき、電極ペースト６２の目付け量等、電極６０に対し、第１，第２超音波センサ１１，１２による照射エリアＭＢ内におけるペースト６２の全体的な厚みｔを、高い信頼性で計測することができる。
また、電極６０において電極ペースト６２の厚みｔをより広い範囲で検出できる分、電極ペースト６２の目付けプロファイルの検査が、放射線計測装置や、特許文献１のような従来のスポットタイプの超音波センサによる従来の検査方法に比べ、より正確に精度良く計測できる。
【０２０１】
また、電極ペースト６２の塗布前後の重量差を計測する従来の品質検査では、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルの品質検査が正確に確認できないほか、品質検査は製造ラインからサンプリングした電極６０を用いてアウトラインで行っていたため、品質検査を実施するのに、工程が余分に増えて、コスト高となっていた。また、放射線計測装置を用いた品質検査でも、放射線計測装置が非常に高価であり、設備コストが過大にかかっていた。
【０２０２】
これに対し、超音波計測装置１，１０１では、電極６０を製造する製造ラインを停止させる必要がなく、ライン稼働中に品質検査を実施することができ、品質検査を実施するのに余分な工程が増えず、コスト高になることもない。
また、超音波計測装置１，１０１の設備コストは、放射線計測装置に比して安価であり、電極６０に反映されるコストが大きく削減できる。
特に、超音波計測装置１，１０１は、電極６０を製造する製造ラインに対し、新設または既設にかかわらず容易に組み込むことができるため、超音波計測装置１，１０１を製造ラインに設備するときのコストも安価である。
従って、本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、製造ラインで製造される電極６０に対し、インライン上で、電極６０に塗布された電極ペースト６２の厚みｔを、低コストで、信頼性の高い計測精度で計測することができる、という優れた効果を奏する。
【０２０３】
（１０）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、超音波ＵＳを送信及び受信が可能なセンサであり、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に対し、超音波ＵＳの送受信を制御する超音波発振制御部１０を有し、第１超音波センサ１１が送波し、第２超音波センサ１２が受波する状態を第１状態とし、第１超音波センサ１１が受波し、第２超音波センサ１２が送波する状態を第２状態としたときに、超音波発振制御部１０は、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させるので、第１状態のときに、第２超音波センサ１２が受波した第２受波信号と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１が受波した第１受波信号との２種類の受波信号に基づき、計測の信頼性をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０２０４】
すなわち、電極ペースト６２の厚みｔを求めるとき、１つの超音波センサだけで受波した受波信号に基づいていると、作業者が、この受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであるかを判断し難く、計測の信頼性にも欠ける。
これに対し、超音波計測装置１，１０１は、超音波発振制御部１０により、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とに対し、互いに異なるよう、第１状態と第２状態とを交互に置換させている。
これにより、計測時の空気ＡＲの温度変化に対応しつつ、電極ペースト６２の厚みｔを求めるのに、第１状態のときに、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの第２受波信号（λ２）と、第２状態のときに、第１超音波センサ１１で受波した超音波ＵＳの第１受波信号（λ１）との２種類の受信信号に基づいて計測できている。
【０２０５】
第１受波信号と第２受波信号とを用いることにより、第１受波信号と第２受波信号とがλ１≒λ２の関係が得られれば、作業者は、受波信号が計測時に正常な状態で得られたものであると判断することができ、電極ペースト６２の厚みを求めるのに、信頼性が高く、高精度な計測が可能となる。
【０２０６】
（１１）本実施形態に係る超音波計測装置１０１では、超音波ＵＳの伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサ１３を有し、第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３とが、空気層ＡＲを介して電極６０の一方側で、超音波ＵＳが第１超音波センサ１１と第３超音波センサ１３との間で正反射する位置に配置されていること、第２超音波センサ１２は、第１超音波センサ１１の軸心方向ＡＸに向けて電極６０を透過した位置に配置されていること、を特徴とするので、電極ペースト６２が金属箔６１の両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０に対し、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔを、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
【０２０７】
すなわち、電極ペースト６２の厚みｔを計測する前には、電極ペースト６２が塗布されていない状態の金属箔６１に対し、超音波ＵＳが金属箔６１を透過するときの基材透過信号として、減衰率に基づいて作成された金属箔６１向けの検量線により、金属箔６１の目付け量を予め把握しておく。
超音波計測装置１０１では、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、横波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して金属箔６１に伝播し、第３超音波センサ１３が、金属箔６１で正反射した反射波ＵＳを、再び金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２を介して受波する。
これにより、第３超音波センサ１３が、金属箔６１の一面６１ａで正反射した反射波ＵＳを受波するときの基材反射信号を取得し、この基材反射信号に基づき、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を把握する。
【０２０８】
その一方で、第１超音波センサ１１から超音波ＵＳを第３超音波センサ１３に送波すると同時に、第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳが、縦波として、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２、金属箔６１、及び金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２に伝播し、第２超音波センサ１２が、電極透過信号として、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２まで透過した透過波ＵＳを受波する。
これにより、厚み演算部２０が、電極透過信号に基づき、電極６０の目付け量を算出し、算出した電極６０の目付け量から、金属箔６１の目付け量と、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量とを減算し、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の目付け量（厚みｔ）を求める。
【０２０９】
従って、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第３超音波センサ１３で受波した超音波ＵＳの横波による受信信号に基づいて、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の厚みｔは、第２超音波センサ１２で受波した超音波ＵＳの縦波による受信信号に基づいて、それぞれ同時に計測することができる。
よって、電極６０において両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極ペースト６２の厚みをそれぞれ計測する設備の簡素化を図ることができる。
【０２１０】
（１２）本実施形態に係る超音波計測装置１では、第１超音波センサ１１が超音波ＵＳを送波し、第２超音波センサ１２が第１超音波センサ１１から送波した超音波ＵＳを受波すること、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で、超音波ＵＳが伝播するのを阻むマスク４０を備え、マスク４０は、電極６０と第２超音波センサ１２との間のうち、電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの周囲に相当する位置に移動可能に設けられているので、第１超音波センサ１１から第２超音波センサ１２に向けて送波した超音波ＵＳのうち、エッジ部６２Ｃ周囲を伝播した振動は、マスク４０により吸収され、第２超音波センサ１２まで伝播しなくなる。
【０２１１】
一方、エッジ部６２Ｃには、その形状に応じて厚みが異なる部位がある。エッジ部６２Ｃで部位によって厚みが異なると、エッジ部６２Ｃを伝播し透過する距離が、伝播する部位によって異なることから、第２超音波センサ１２で受波される透過波ＵＳの減衰率の受信信号が、エッジ部６２Ｃの形状に対応して異なったものになる。
よって、カバー４０によりエッジ部６２Ｃ周囲の形状が露出せず、電極ペースト６２の目付けプロファイル、すなわち電極ペースト６２のエッジ部６２Ｃの形状が、第２超音波センサ１２で受信された受信信号に基づき、電極ペースト６２の厚みｔに対応してはっきりと検出できる。
【０２１２】
（１３）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、電極ペースト６２の厚みｔに応じて、第２群音波波形が第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数を４００ｋＨｚ以下でより低くしたセンサであるので、電極ペースト６２を伝播するときに生じる超音波ＵＳの減衰をより小さく抑えることができると共に、受波側超音波センサ１２Ａで受波した受信信号の分解能をより高くして、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に求めることができる。
【０２１３】
（１４）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３のうち、受波側超音波センサ１２Ａで受波した超音波ＵＳの減衰率に基づいて、電極ペースト６２の厚みを算出する厚み演算部２０を備えているので、厚み演算部２０が、超音波ＵＳの減衰率βに対応する電極６０の目付け量から、超音波ＵＳの減衰率γに対応する金属箔６１の目付け量を減算することにより、電極ペースト６２の目付け量を求めることができる。
超音波の減衰率は、媒質の密度及び媒質の厚さをパラメータとして変化する。金属箔６１を透過するとき超音波ＵＳの減衰率γと金属箔６１の目付け量に関する検量線、及び電極６０において超音波ＵＳの減衰率βと電極６０の目付け量に関する検量線に基づき、電極６０の目付け量から金属箔６１の目付け量を減算することにより、電極ペースト６２の目付け量を求めることができる。
【０２１４】
すなわち、実施例１のように、電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａに塗布された電極６０の場合には、図７に示すような電極６０向けの実測用検量線により、電極６０（金属箔６１及び電極ペースト６２）の目付け量が得られる。また、金属箔６１向けの実測用検量線により、金属箔６１の目付け量が得られる。
よって、電極６０の目付け量と金属箔６１の目付け量との差から、電極ペースト６２の目付け量が簡単に得られる。
【０２１５】
また、実施例２のように、電極ペースト６２が金属箔６１の両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０の場合には、金属箔６１向けの実測用検量線により、金属箔６１の目付け量が得られる。
その一方で、電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａに塗工された電極６０向けの片面塗工実測用検量線により、電極６０の目付け量を得ておき、この電極６０の目付け量から金属箔６１の目付け量を減算し、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量を得る。
【０２１６】
電極ペースト６２が金属箔６１の一面６１ａと他面６１ｂの両面に塗工された電極６０向けの両面塗工実測用検量線により、両面６１ａ，６１ｂに塗布された電極６０の目付け量を得て、金属箔６１の目付け量と、金属箔６１の一面６１ａ側の電極ペースト６２の目付け量とを減算し、金属箔６１の他面６１ｂ側の電極ペースト６２の目付け量を得る。
よって、電極６０の目付け量と金属箔６１の目付け量との差から、電極ペースト６２の目付け量が簡単に得られる。
【０２１７】
（１５）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、電極６０を挟み、第１超音波センサ１１で超音波振動する第１振動面１１ａ、及び第２振動面１２ａに対し垂直方向に、第１振動面１１ａと第２振動面１２ａとの距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、厚み演算部２０が、電極ペースト６２の厚みｔを計測するので、計測時に、製造ラインに製造される電極６０が、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２とのちょうど中央位置に配置されていることから、作業者は、ロール状に捲回されていた金属箔６１にうねりが残留せず、厚み演算部１０により電極ペースト６２の厚みｔが求められた電極６０に対し、電極ペースト６２が良好な状態で金属箔６１に塗布されていることを確認することができる。
【０２１８】
（１６）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、厚み演算部１０は、第１群音波波形による受信信号に基づいて、電極ペースト６２の厚さを計測するので、ロール状に捲回されていた金属箔６１のうねりに起因した計測誤差の要因を排除して、電極ペースト６２の厚みｔを計測することができる。
【０２１９】
ところで、特許文献１では、温度測定手段８４ａ，８４ｂが液相９１、固相９２の各温度を測定し、速度校正手段８５が、超音波が伝播する媒質の一つである（液相９１、固相９２）の音響インピーダンスを、測定したそれぞれの温度に基づいて検知し、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を校正している。伝播経路長測定手段８６は、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度と、速度校正手段８５による伝播速度の校正値とに基づいて、計測対象物９０の厚みのほか、液相９１と固相９２とが積層された計測対象物９０の相変化の位置を計測できるようになっている。
【０２２０】
しかしながら、超音波送信手段８１から計測対象物９０に向けて送波された超音波や、計測対象物９０から反射して超音波受信手段８２で受波した超音波は、計測対象物９０以外の媒質の一つである空気層を伝播する。この空気層の温度が一定でなければ、温度変化に伴って空気層での音響インピーダンスは変動してしまい、空気層を伝播する超音波の波長が変化してしまう。その結果、伝播時間測定手段８３により得られた超音波の伝播速度を、たとえ速度校正手段８５で校正しても、計測対象物９０の厚み等をより正確に計測することができない。
【０２２１】
特に、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、空気層での対流により、空気層の温度（密度）が送波側と受波側で異なる場合がある。また、稼働中の製造ラインで連続的に製造される塗布製品が、ライン上で部分的に僅か動いて生じる微妙な空気層の対流のほか、ライン近傍に作業者が移動したときに生じる空気層の対流等により、空気層の密度が部分的に変化する場合がある。
このような場合、超音波が伝播する媒質の一つでもある空気層の密度が、超音波センサで計測する部分と、その他の部分とで異なると、塗布材の厚みを正確に計測することができない。
【０２２２】
また、送波側の超音波センサと受波側の超音波センサとの間に空気層を介して、この空気層に塗布製品を配置し、挟まれた塗布製品の内部にある塗布材の厚みを計測するときに、塗布製品を通じた透過波や塗布製品で反射した反射波が受波側超音波センサに受波される間に、外部から何らかの外部振動が受波側超音波センサに伝わると、この外部振動に上記透過波または上記反射波が合成されてしまうことがある。
受波側超音波センサが、このような合成波を受波すると、外部振動の影響を受けずに送信側超音波センサから送波された超音波の波長と、受波側超音波センサで受波した合成波の波長に差異が生じてしまい、受信感度が悪化する問題がある。
【０２２３】
これに対し、
（１７）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、空気層ＡＲの密度の変化を抑止するカバー３５が少なくとも１つ設けられているので、電極６０の製造ライン上で、塗布された電極ペースト６２の目付け量や目付けプロファイル等、電極ペースト６２の厚みｔをインラインで計測するときに、カバー３５により、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳの波長が変動し難く、電極ペースト６２の厚みを、より正確で高精度に計測することができる。
【０２２４】
すなわち、前述したように、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインでは、温度管理された雰囲気の下、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布し乾燥させて電極６０が製造され、超音波計測装置１，１０１は、このような雰囲気の下、製造ラインにインラインで設置される。
このような製造ラインは、温度管理された場所で設置されているため、製造ラインで次々と連続して製造される電極６０に対し、その金属箔６１及び電極ペースト６２そのものの温度は、ライン稼働中、変化せず一定とみなすことができる。そのため、ライン稼働中、超音波ＵＳが金属箔６１及び電極ペースト６２を透過するときには、金属箔６１及び電極ペースト６２における音響インピーダンスは変化しないため、電極ペースト６２の厚みｔの計測時に、金属箔６１及び電極ペースト６２の各温度による影響は生じない。
【０２２５】
その一方で、超音波計測装置１，１０１は、一方側に第１超音波センサ１１を、他方側に第２超音波センサ１２を、それぞれ空気層ＡＲを介して配置し、第１超音波センサ１１と第２超音波センサ１２との間で超音波ＵＳを伝播させることにより、電極ペースト６２の厚みｔを計測する。
超音波計測装置１，１０１は、温度管理された雰囲気の下に設置されるものの、設置室内には空気の対流が生じ得るため、超音波計測装置１，１０１の空気層ＡＲに、空気密度の変化を抑止するカバー４０を少なくとも１つ設けている。
これにより、超音波計測装置１，１０１の空気層ＡＲには、空気等の気体の対流に起因して空気の温度にバラツキがほとんど生じず、例えば、第１超音波センサ１１と電極６０との間の温度分布、電極６０と第２超音波センサ１２との間の温度分布、場合によって第３超音波センサ１３と電極６０との間の温度分布、及び電極６０を挟む両側の温度分布等、空気層ＡＲ全体で温度差を持たないより均一な温度分布とすることができる。
【０２２６】
空気層ＡＲ全体が均一な温度分布になることで、前述した式２より、温度に比例して変化する空気の音速は、空気層全体でより均一になると共に、前述した式３より、温度に比例して変化する空気の密度も、空気層全体でより均一な分布となる。
また、前述した式２乃至式４より、空気層ＡＲ全体が均一な温度分布になることで、音響インピーダンスは変化しない。
【０２２７】
ここで、図２１に、受波された超音波において、伝播する温度と、音響インピーダンスと、音圧透過率との関係を説明する説明図を示す。
超音波センサには、音波伝播の特性上、図２１に示すような相関関係があり、音響インピーダンスが変化しなければ、超音波の音圧透過率も変化しない。
【０２２８】
換言すれば、空気層ＡＲ全体が均一な温度分布となり、空気の密度がより均一な分布になることで、前述した式５において、音響インピーダンス及び密度を、温度変化に対応した定数とみなすことができ、波長λは、周波数ｆに反比例した関数となる。
前述したように、第１超音波センサ１１は、周波数ｆ１（ｆ）を固有の特性値とし、第２超音波センサ１２は、周波数ｆ２（ｆ）を固有の特性値とし、第３超音波センサ１３は、周波数ｆ３（ｆ）を固有の特性値とする超音波センサである。
第１超音波センサ１１と電極６０との間の空気層ＡＲでは、周波数ｆ１（ｆ）の第１超音波センサ１１が伝播する超音波ＵＳの波長λ１は変化しない。第３超音波センサ１３がある場合、第３超音波センサ１３と電極６０との間の空気層ＡＲでは、周波数ｆ３（ｆ）の第３超音波センサ１３が伝播する超音波ＵＳの波長λ３は変化しない。
また、電極６０と第２超音波センサ１２との間の空気層ＡＲでは、周波数ｆ２（ｆ）の第２超音波センサ１２が伝播する超音波ＵＳの波長λ２は変化しない。
【０２２９】
特に、超音波計測装置１，１０１をインライン上に設けた製造ラインにおいて、次々と連続して製造される電極６０に対し、その電極ペースト６２の厚みｔを連続して計測している間、第２超音波センサ１２が電極ペースト６２を透過した透過波（超音波）ＵＳを受波したときの波長や、第３超音波センサ１３が電極ペースト６２を反射した反射波（超音波）ＵＳを受波したときの波長は、ライン稼働中、ほとんど変化しない。
【０２３０】
ところで、超音波センサでは、音波伝播の特性上、超音波の受信パワー（超音波強度）の大きさと波長の大きさとの間には、一般的に相関関係がある。超音波強度は、ある波長の大きさをピーク値とする正規分布で変化し、波長の大きさがこのピーク値から前後に外れると、超音波強度が上記ピーク値より低下する特性がある。
【０２３１】
超音波計測装置１，１０１では、超音波強度が上記ピーク値となる波長の大きさを変化させず維持することで、第１超音波センサ１１から送波する超音波ＵＳが、超音波強度が最も大きい状態で、空気層ＡＲを伝播し電極６０に向けて伝播する。
これにより、電極６０を透過する透過波（超音波）ＵＳも、超音波強度が最も大きい状態で、電極６０に伝播し、この電極６０から再び空気層ＡＲを伝播して第２超音波センサ１２で受波される超音波ＵＳについても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
【０２３２】
また、電極６０を反射する反射波（超音波）ＵＳも、超音波強度が最も大きい状態で、電極６０に伝播し、この電極６０で反射して再び空気層ＡＲを伝播して第３超音波センサ１３で受波される超音波ＵＳについても、超音波強度が最も大きい状態で、伝播し受波される。
従って、受波した超音波ＵＳにおいて、その波長の大きさ、到達時間、減衰率等の受信信号に基づいて電極６０の電極ペースト６２の厚みを計測すると、電極６０ごと、あるいは電極６０の測定部位ごとによって、厚みの測定誤差は生じ難く、電極ペースト６２の厚みｔを高精度に計測することができる。
【０２３３】
（１８）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、捲回されている金属箔６１は、長尺状であり、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２は、カバー４０の内部に、金属箔６１の短辺に沿う幅方向ＷＤに４組設けられ、カバー４０は、電極ペースト６２の厚みｔを求める計測エリアＭＡ内で、金属箔６１の長辺に沿う長手方向ＬＤと幅方向ＷＤとに対し、移動可能に設けられているので、超音波計測装置１，１０１をインラインで設けた製造ラインにおいて、連続で次々と製造される電極６０に対し、その電極ペースト６２の厚みｔ（電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル）を、ラインを停止しないでライン稼働中に計測することができる。
また、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイル等の品質検査を、インライン上で広範囲にわたって満遍なく実施することができるようになることから、品質管理上、信頼性の高い品質検査を行うことが可能となる。
【０２３４】
（１９）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、カバー４０には、空気層ＡＲの温度を測定する８つの温度計３７が設けられているので、第１超音波センサ１１乃至第３超音波センサ１３において、例えば、超音波センサ自体からの発熱等に起因して空気層ＡＲに温度変化が生じた場合でも、空気層ＡＲにおける音速、密度、音響インピーダンスを、温度計３７により計測した温度に基づいて、厚み演算部２０で補正し、空気層ＡＲを伝播する超音波ＵＳを受波する受波側超音波センサ１２Ａの受信信号を、空気層ＡＲの実際の温度または温度分布に対応するよう、適切な状態にすることができる。これにより、計測精度を高くして電極ペースト６２の厚みｔを求めることができる。
【０２３５】
（２０）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、センサ取付け部３０と一体のカバー４０は、少なくとも第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２に、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振プレート３８を備えているので、例えば、電極６０の製造ライン等で生じる機械的振動が、第１超音波センサ１１及び第２超音波センサ１２のほか、第３超音波センサ１３が存在する場合には、この第３超音波センサ１３にも伝わることに起因して、送受する超音波ＵＳの指向性の精度が悪化するのを防止することができる。
【０２３６】
（２１）本実施形態に係る超音波計測装置１，１０１では、基材は、塗布製品である電池の電極６０に用いる金属箔６１であり、塗布材は、金属箔６１に塗布された電極ペースト６２であるので、電池製造工程において、金属箔６１に電極ペースト６２を塗布して電極６０を製造する製造ラインで、ライン稼働中に、電極６０に対し、電極ペースト６２の目付け量及び目付けプロファイルに係る品質検査を満遍なく広範囲にわたって実施できるようになる上、電極の全数検査をも可能にできるようになることから、高品質で高性能な電池が提供できるようになる。ひいては、製品となった電池において、充放電容量、耐久性、反応ムラによる不良等の品質保証ができる電池が提供できるようになる。
【０２３７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
【符号の説明】
【０２３８】
１，１０１ 超音波計測装置
１０ 超音波発振制御部（超音波発振制御手段）
１１ 第１超音波センサ
１１ａ 第１振動面
１２ 第２超音波センサ
１２ａ 第２振動面
１３ 第３超音波センサ
１２Ａ 受波側超音波センサ
２０ 厚み演算部（厚み演算手段）
３５ カバー（空気対流抑止手段）
３７ 温度計（温度計測手段）
３８ 防振プレート（防振手段）
４０ マスク（超音波阻害手段）
６０ 電極（塗布製品）
６１ 金属箔（基材）
６１ａ 一面
６１ｂ 他面
６２ 電極ペースト（塗布材）
６２Ｃ エッジ部６２
ｔ （塗布材の）厚み
ＬＤ 長手方向
ＷＤ 幅方向
ＴＤ 厚み方向
ＡＸ 軸心方向
ＵＳ 超音波
ＡＲ 空気層
ＭＡ 計測エリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に前記第１超音波センサを、他方側に前記第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、前記塗布材の厚みを計測する超音波計測方法において、
前記第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、
前記第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、
を特徴とする超音波計測方法。
【請求項２】
請求項１に記載する超音波計測方法において、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサには、超音波を送信及び受信が可能なセンサが用いられ、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を備え、
前記第１超音波センサが送波し、前記第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、
前記第１超音波センサが受波し、前記第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、
前記超音波発振制御手段は、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、前記第１状態と前記第２状態とを交互に置換させることを特徴とする超音波計測方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する超音波計測方法において、
第３超音波センサとして、超音波の伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、
前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとを、前記空気層を介して前記塗布製品の前記一方側に、超音波が前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置すること、
前記第２超音波センサを、前記第１超音波センサの軸心方向に向けて前記塗布製品を透過した位置に配置すること、
を特徴とする超音波計測方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、
前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、
前記塗布製品と前記第２超音波センサとの間のうち、前記塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に、前記超音波阻害手段を移動させて配置した後、前記第１超音波センサが前記塗布材のエッジ部に向けて超音波を送波し、前記第２超音波センサで受波することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、
空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、前記第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、
前記第２群音波波形と前記第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサの各周波数を、前記塗布材の厚みに応じて、より低く設定することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、
前記塗布材の厚みを、前記第１超音波センサ乃至前記第３超音波センサのうち、前記受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて算出することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載する超音波計測方法において、
前記塗布製品を挟み、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとを、前記第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び前記第２超音波センサで超音波振動する前記第２振動面に対し垂直方向に、前記第１振動面と前記第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置すること、
前記第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、前記塗布材の厚みを計測することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項８】
請求項７に記載する超音波計測方法において、
前記塗布材の厚さを、前記第１群音波波形による受信信号に基づいて計測することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項９】
第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に前記第１超音波センサを、他方側に前記第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、前記塗布材の厚みを計測する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサであること、
前記第２超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサであること、
を特徴とする超音波計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、超音波を送信及び受信が可能なセンサであり、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を有し、
前記第１超音波センサが送波し、前記第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、
前記第１超音波センサが受波し、前記第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、
前記超音波発振制御手段は、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、前記第１状態と前記第２状態とを交互に置換させることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載する超音波計測装置において、
超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサを有し、
前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとが、前記空気層を介して前記塗布製品の前記一方側で、超音波が前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置されていること、
前記第２超音波センサは、前記第１超音波センサの軸心方向に向けて前記塗布製品を透過した位置に配置されていること、
を特徴とする超音波計測装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサが超音波を送波し、前記第２超音波センサが前記第１超音波センサから送波した超音波を受波すること、
前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、
前記超音波阻害手段は、前記塗布製品と前記第２超音波センサとの間のうち、前記塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に移動可能に設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、前記第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、
少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、前記塗布材の厚みに応じて、前記第２群音波波形が前記第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くしたセンサであることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１４】
請求項９乃至請求項１３のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサ乃至前記第３超音波センサのうち、前記受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて、前記塗布材の厚みを算出する厚み演算手段を備えていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、前記塗布製品を挟み、前記第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び前記第２振動面に対し垂直方向に、前記第１振動面と前記第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、
前記第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、前記厚み演算手段が、前記塗布材の厚みを計測することを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載する超音波計測装置において、
前記厚み演算手段は、前記第１群音波波形による受信信号に基づいて、前記塗布材の厚さを計測することを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１７】
請求項９乃至請求項１６のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記空気層の密度の変化を抑止する空気対流抑止手段が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１８】
請求項９乃至請求項１７のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
捲回されている前記基材は、長尺状であり、
少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、前記空気対流抑止手段の内部に、前記基材の短辺に沿う幅方向に少なくとも１対または１組設けられ、
前記空気対流抑止手段は、前記塗布材の厚みを求める計測エリア内で、前記基材の長辺に沿う長手方向と前記幅方向とに対し、移動可能に設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載する超音波計測装置において、
前記空気対流抑止手段には、前記空気層の温度を測定する温度計測手段が設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項２０】
請求項９乃至請求項１９のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記空気対流抑止手段は、少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振手段を備えていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項２１】
請求項９乃至請求項２０のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記基材は、前記塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、前記塗布材は、前記金属箔に塗布された電極ペーストであることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１】
第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に前記第１超音波センサを、他方側に前記第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、前記塗布材の厚みを計測する超音波計測方法において、
前記第１超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサを用いること、
前記第２超音波センサに、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサを用いること、
を特徴とする超音波計測方法。
【請求項２】
請求項１に記載する超音波計測方法において、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサには、超音波を送信及び受信が可能なセンサが用いられ、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を備え、
前記第１超音波センサが送波し、前記第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、
前記第１超音波センサが受波し、前記第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、
前記超音波発振制御手段は、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、前記第１状態と前記第２状態とを交互に置換させることを特徴とする超音波計測方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する超音波計測方法において、
第３超音波センサとして、超音波の伝播がフラットタイプのセンサが用いられ、
前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとを、前記空気層を介して前記塗布製品の前記一方側に、超音波が前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置すること、
前記第２超音波センサを、前記第１超音波センサの軸心方向に向けて前記塗布製品を透過した位置に配置すること、
を特徴とする超音波計測方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、
前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、
前記塗布製品と前記第２超音波センサとの間のうち、前記塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に、前記超音波阻害手段を移動させて配置した後、前記第１超音波センサが前記塗布材のエッジ部に向けて超音波を送波し、前記第２超音波センサで受波することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、
空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、前記第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、
前記第２群音波波形と前記第１群音波波形とが重ならない条件の下、少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサの各周波数を、前記塗布材の厚みに応じて、より低く設定することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載する超音波計測方法において、
前記塗布材の厚みを、前記第１超音波センサ乃至前記第３超音波センサのうち、前記受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて算出することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載する超音波計測方法において、
前記塗布製品を挟み、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとを、前記第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び前記第２超音波センサで超音波振動する前記第２振動面に対し垂直方向に、前記第１振動面と前記第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置すること、
前記第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、前記塗布材の厚みを計測することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項８】
請求項７に記載する超音波計測方法において、
前記塗布材の厚さを、前記第１群音波波形による受信信号に基づいて計測することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項９】
第１超音波センサと第２超音波センサとを一対で有し、ロール状に捲回されていた金属製の基材の片面または両面に塗布材を塗布した塗布製品の厚み方向に対し、一方側に前記第１超音波センサを、他方側に前記第２超音波センサを、それぞれ空気層を介して配置し、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で超音波を伝播させることにより、前記塗布材の厚みを計測する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの送信センサであること、
前記第２超音波センサは、超音波の伝播がフラットタイプの受信センサであること、
を特徴とする超音波計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、超音波を送信及び受信が可能なセンサであり、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサに対し、超音波の送受信を制御する超音波発振制御手段を有し、
前記第１超音波センサが送波し、前記第２超音波センサが受波する状態を第１状態とし、
前記第１超音波センサが受波し、前記第２超音波センサが送波する状態を第２状態としたときに、
前記超音波発振制御手段は、前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとに対し、互いに異なるよう、前記第１状態と前記第２状態とを交互に置換させることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載する超音波計測装置において、
超音波の伝播がフラットタイプのセンサである第３超音波センサを有し、
前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとが、前記空気層を介して前記塗布製品の前記一方側で、超音波が前記第１超音波センサと前記第３超音波センサとの間で正反射する位置に配置されていること、
前記第２超音波センサは、前記第１超音波センサの軸心方向に向けて前記塗布製品を透過した位置に配置されていること、
を特徴とする超音波計測装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサが超音波を送波し、前記第２超音波センサが前記第１超音波センサから送波した超音波を受波すること、
前記第１超音波センサと前記第２超音波センサとの間で、超音波が伝播するのを阻む超音波阻害手段を備え、
前記超音波阻害手段は、前記塗布製品と前記第２超音波センサとの間のうち、前記塗布材のエッジ部の周囲に相当する位置に移動可能に設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
空気層を伝播する超音波を受波する受波側超音波センサで、受波後、時間の経過と共に、生じる複数群の音波波形のうち、最初に検出される音波波形を第１群音波波形と、前記第１群音波波形に次いで検出される音波波形を第２群音波波形としたときに、
少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、前記塗布材の厚みに応じて、前記第２群音波波形が前記第１群音波波形と重ならない条件を満たす周波数のうち、周波数をより低くしたセンサであることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１４】
請求項９乃至請求項１３のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサ乃至前記第３超音波センサのうち、前記受波側超音波センサで受波した超音波の減衰率に基づいて、前記塗布材の厚みを算出する厚み演算手段を備えていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載する超音波計測装置において、
前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、前記塗布製品を挟み、前記第１超音波センサで超音波振動する第１振動面、及び前記第２振動面に対し垂直方向に、前記第１振動面と前記第２振動面との距離が１００ｍｍ以下で、配置されていること、
前記第２群音波波形で、振幅が最大値となる状態にあるときに、前記厚み演算手段が、前記塗布材の厚みを計測することを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載する超音波計測装置において、
前記厚み演算手段は、前記第１群音波波形による受信信号に基づいて、前記塗布材の厚さを計測することを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１７】
請求項９乃至請求項１６のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記空気層の密度の変化を抑止する空気対流抑止手段が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１８】
請求項９乃至請求項１７のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
捲回されている前記基材は、長尺状であり、
少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサは、前記空気対流抑止手段の内部に、前記基材の短辺に沿う幅方向に少なくとも１対または１組設けられ、
前記空気対流抑止手段は、前記塗布材の厚みを求める計測エリア内で、前記基材の長辺に沿う長手方向と前記幅方向とに対し、移動可能に設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載する超音波計測装置において、
前記空気対流抑止手段には、前記空気層の温度を測定する温度計測手段が設けられていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項２０】
請求項９乃至請求項１９のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記空気対流抑止手段は、少なくとも前記第１超音波センサ及び前記第２超音波センサに、対地からの外部振動が伝播するのを阻止する防振手段を備えていることを特徴とする超音波計測装置。
【請求項２１】
請求項９乃至請求項２０のいずれか１つに記載する超音波計測装置において、
前記基材は、前記塗布製品である電池の電極に用いる金属箔であり、前記塗布材は、前記金属箔に塗布された電極ペーストであることを特徴とする超音波計測装置。
【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】
【公開番号】特開２０１２−１５４７４４（Ｐ２０１２−１５４７４４Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３０２（Ｐ２０１１−１３３０２）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２４３８８１）名古屋電機工業株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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