CN104339845A - 喷出装置以及喷出方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷出装置以及喷出方法。该喷出装置具有：送出单元(41)，其设置在从供给部(10)到喷嘴(50)的被喷出物的流路上，将流路内的被喷出物以规定流量从供给部(10)侧朝向喷嘴(50)侧送出；多个加压单元(31、32)，相互并排设置在供给部(10)和送出单元(42)之间的流路上，并分别具有如下功能：将从供给部(10)经由流路供给的被喷出物暂时性地贮存在贮存空间内；对贮存在贮存空间内的被喷出物进行加压，并经由流路朝向送出单元压送该被喷出物。通过使多个加压单元(31、32)相辅助地进行动作，对向送出单元(41)送出的被喷出物持续施加恒定的压力。

Description

喷出装置以及喷出方法

技术领域

本发明涉及一种使膏状被喷出物从喷嘴喷出的喷出装置以及喷出方法，尤其涉及用于稳定地喷出高粘度的膏的技术。

背景技术

作为用于在玻璃基板或太阳能电池基板等基板表面上形成布线图案，或者在集电体表面上形成活性物质层的技术，将含有布线材料或活性物质材料的膏状涂敷液涂敷在基板等上。例如在日本特开2013-004400号公报所记载的涂敷装置中，将含有活性物质材料以及导电材料的膏以模涂敷(diecoating)方式涂敷在支撑体上，从而制造电池用电极。另外，在该技术中，通过使膏在用于贮存膏的罐和喷嘴之间回流，来使膏总是流动，从而防止在膏中添加的分散剂凝结。

在上述现有技术中，通过涂敷形成均匀的涂敷膜，而且，上述文献中并未明确公开剪切速度，而记载了膏的代表性的粘度为3500cp(3.5Pa·s)的数值例。另一方面，为了通过这样的涂敷技术形成微小的图案或有厚度的图案，需要使用粘度更高的(更具体地说，例如，粘度为上述数值的10～100倍左右的)膏。

此时，需要从喷嘴以恒定流量稳定地喷出这样高粘度的膏，但是，使高粘度的膏可靠且控制性良好地在流路内流动、并从喷嘴喷出是不容易的，尤其，能够以在形成微小的图案时所需的小流量稳定地喷出的技术，迄今为止尚不存在。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种，即使是高粘度的膏状被喷出物，也能够可靠且稳定地喷出的技术。

为了达到上述目的，本发明的喷出装置具有：具有：喷嘴，其喷出从供给部供给的膏状被喷出物；送出单元，其设置在从所述供给部到所述喷嘴的、所述被喷出物的流路上，将所述流路内的所述被喷出物以规定流量从所述供给部侧朝向所述喷嘴侧送出；多个加压单元，相互并排地设置在所述供给部和所述送出单元之间的所述流路上，并分别具有：将从所述供给部供给的所述被喷出物暂时性地贮存在贮存空间内的功能，对贮存在所述贮存空间内的所述被喷出物进行加压、从而朝向所述送出单元压送所述被喷出物的功能；控制单元，其一边使至少一个所述加压单元对所述被喷出物进行加压，从而向与所述送出单元连通的所述流路内的所述被喷出物施加规定的正压，一边从所述供给部向不对所述被喷出物进行加压的至少一个所述加压单元供给所述被喷出物。

另外，本发明的喷出方法，从喷嘴喷出膏状被喷出物，为了达到上述目的，该喷出方法包括：第一工序，在从用于供给所述被喷出物的供给部到所述喷嘴的所述被喷出物的流路上，沿着所述被喷出物的流动方向依次配置加压单元以及送出单元，第二工序，通过所述加压单元对从所述供给部供给的所述被喷出物进行加压，从而向所述送出单元压送该被喷出物，第三工序，一边执行所述第二工序，一边通过所述送出单元将从所述加压单元压送的所述被喷出物以规定流量向所述喷嘴送出；在所述第一工序中，将多个所述加压单元以相互并排连接的状态安装在所述流路上，其中，多个所述加压单元分别具有如下功能：将从所述供给部供给的所述被喷出物暂时性地贮存在贮存空间内，以及，对贮存在所述贮存空间内的所述被喷出物进行加压、从而朝向所述送出单元压送所述被喷出物；在所述第二工序中，一边使至少一个所述加压单元对所述被喷出物进行加压，从而向与所述送出单元连通的所述流路内的所述被喷出物施加规定的正压，一边从所述供给部向不对所述被喷出物进行加压的至少一个所述加压单元供给所述被喷出物。

作为用于送出被喷出物的送出单元，适用各种泵等公知技术，但是，为了以规定流量稳定地送出高粘度的被喷出物，不仅要求具有能够送出高粘度流体的喷出能力，而且还要求送出量的波动小、且吸入高粘度流体的能力高。但是，现在还未实现兼备这样能力的送出单元。尤其，难以稳定地吸入高粘度流体，吸入量的不足容易导致送出量发生变动。

因此，本发明中，在被喷出物的流动方向上的、送出单元的上游侧的流路上设置加压单元，在送出单元的上游侧，对流路内的被喷出物施加正压。因此，压送被喷出物来将其强制性地送入送出单元。因此，只要能够定量且无波动地送出高粘度的被喷出物即可，即使是吸入能力不足的送出单元也能够适用。即，通过组合加压单元和送出单元，能够以规定流量稳定地送出高粘度的被喷出物。

另外，在流路上相互并排地连接多个加压单元，从而能够使多个加压单元相辅助地动作，由此能够持续地对被喷出物进行加压。更详细地说，能够一边依次切换加压单元，一边进行如下动作，即：在一部分加压单元对被喷出物进行加压的期间，其它加压单元接受来自供给部的被喷出物的供给来补充被喷出物。由此，总是由至少一个加压单元对被喷出物进行加压，从而能够不间断、持续地对被喷出物进行加压。

这样，根据本发明，向用于将被喷出物向喷嘴送出的送出单元，供给通过加压单元进行了加压的被喷出物。并且，并排配置的多个加压单元相辅助地进行，对被喷出物进行加压的动作以及补充来自供给部的被喷出物的动作。因此，即使是高粘度的膏状被喷出物，也能够可靠且稳定地喷出。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的喷出装置的图。

图2是示意性地示出涂敷装置涂敷膏的例子的图。

图3是示出涂敷装置的控制结构的框图。

图4A及图4B是示意性地示出涂敷装置的基本动作的图。

图5A至图5D是示出了关注活塞的运动时的两个注射器的状态转移的图。

图6是示出各部的动作的时序图。

图7是示出料斗式罐的内部结构的第一例的图。

图8是示出料斗式罐的内部结构的第二例的图。

图9是示出料斗式罐的内部结构的第三例的图。

图10是示出料斗式罐的内部结构的第四例的图。

其中，附图标记说明如下：

1：涂敷装置(喷出装置)

10：料斗式罐(供给部)

22：供给泵(引导单元)

31：第一注射器(加压单元)

32：第二注射器(加压单元)

38：压力传感器(压力检测单元)

41：喷出泵(送出单元)

91：CPU(控制单元)

92：马达驱动部(控制单元)

93：阀驱动部(控制单元)

110：罐主体(贮存部)

112、113：搅拌翼(搅拌部)

具体实施方式

图1是示出本发明的一个实施方式的喷出装置的图。更详细地说，图1是示出具有本发明的一个实施方式的喷出装置的涂敷装置1的概略结构的图。该涂敷装置1是一种对通过辊对辊(roll to roll)方式搬运的片状基体材料S涂敷膏状涂敷液的装置，例如，能够用于制造锂离子二次电池这样的电池用电极。

该涂敷装置1具有：料斗式罐10，其在内部贮存有应该涂敷的涂敷液，喷嘴50，其喷出从该料斗式罐10供给的涂敷液；通过设置在料斗式罐10和喷嘴50之间的送液系统(后述)，朝向喷嘴50送出料斗式罐10内的涂敷液，并从设置在喷嘴50的前端上的喷出口喷出该涂敷液。

在与喷嘴50相向的位置上，通过搬运单元70配置有要被涂敷涂敷液的基体材料S。具体地说，将卷绕成滚筒状的长条的片状基体材料S安装在搬运单元70的供给辊71上，并且将基体材料S的一个端部卷绕在卷绕辊72上。通过使卷绕辊72向图中的箭头Dr方向旋转，将基体材料S从供给辊71送出并向箭头Ds方向搬运，并且通过卷绕辊72卷绕。以与这样架设在供给辊71以及卷绕辊72之间的基体材料S的表面相向的方式，配置喷嘴50。因此，将从喷嘴50喷出的涂敷液涂敷在基体材料S的表面上。通过向箭头Ds方向搬运基体材料S，能够一边使喷嘴50相对于基体材料S进行扫描移动，一边将涂敷液涂敷在基体材料S上。

在此，例如将发挥集电体的功能的金属等导电体片材用作基体材料S，将含有活性物质材料的膏用作涂敷液，从而能够制造在集电体层的表面上层叠活性物质层而成的电池用电极。

图2是示意性地示出该涂敷装置涂敷膏的例子的图。在与向箭头Ds方向搬运的基体材料S相向配置的喷嘴50的下表面51上，设置有分别连续喷出涂敷液的多个喷出口52，多个所述喷出口52等间隔地排列设置在与搬运方向Ds相垂直的基体材料S的宽度方向上。从各个喷出口连续喷出的高粘度的膏状涂敷液，在落在基体材料S的表面上之后，随着基体材料S的移动而向箭头Ds方向被搬运。由此，在基体材料S上形成沿着该搬运方向Ds连续延伸的涂敷液的线状图案P。如后述那样，该涂敷装置1还能够形成沿着基体材料S的搬运方向Ds不间断连续的图案。另外，也可以如图2所示，通过使从各个喷出口52喷出涂敷液的动作暂时停止，形成在搬运方向Ds上断续的图案P。

图案的截面形状依赖于各个喷出口52的开口形状。尤其，在使用高粘度的涂敷液的情况下，能够形成具有原样维持了喷出口52的开口形状的截面形状的图案。由此，还能够形成高度相对于宽度的比例、即高宽比大的图案。在基体材料S发挥集电体的功能、且通过涂敷液形成的线状图案含有活性物质的情况下，能够制造具有如下结构的电池用电极，即，在集电体表面上形成有活性物质的高宽比大的线状图案。这种结构的电极具有相对于活性物质材料的使用量表面积更大的活性物质层，因此能够构成高速充放电特性良好的电池。

也能够通过使各个喷出口呈宽度大的开口形状，或者如在背景技术中记载的技术那样使各个喷出口呈狭缝状，在基体材料S的表面上形成宽度比较大的图案。即使在该情况下，也能够通过使涂敷液具有高粘度，来制造具有高密度且厚的活性物质层的电极。由此，能够构成大容量的电池。

为了以优异的尺寸精度形成这样的图案，需要使高粘度的涂敷液以小流量且稳定地从喷嘴50喷出。再次一边参照图1，一边对于用于实现上述内容的涂敷装置1的送液系统的结构进行说明。此外，适用于该涂敷装置1的涂敷液的假设的粘度，在剪切速度为10S^-1的情况下为100Pa·s～300Pa·s左右。

该涂敷装置1的送液系统具有：引导单元20，其用于将料斗式罐10内的涂敷液引导至该引导单元20的流路中，并使该涂敷液开始流动，加压单元30，其一边对经由引导单元20供给的涂敷液施加恒定的正压，一边送出该涂敷液，送出单元40，其用于一边将从加压单元30送出的涂敷液控制为恒定的流量，一边将该涂敷液送入喷嘴50；上述构件按照该顺序配置在从料斗式罐10到喷嘴50的涂敷液的流路上。

在引导单元20中，在配管21的途中设置有供给泵22，所述配管21与料斗式罐10的底部连接，来与料斗式罐10的内部空间连通。供给泵22用于使料斗式罐10内的涂敷液向配管21流动，优选该供给泵22能够以稳定的流量送出高粘度的涂敷液。作为这种泵，例如能够利用螺杆泵，例如能够优选利用作为单螺杆泵的一种的莫诺泵。

在供给泵22的涂敷液的流动方向上的下游侧，配管21与三通阀23连接。该三通阀23具有如下功能，即，掌管向加压单元30供给涂敷液以及停止该供给。即，三通阀23将从供给泵22送出的涂敷液的流动目的地、选择性地在与后段的加压单元30连接的配管24和返回料斗式罐10的回流配管25之间进行切换，因此，下面将该三通阀23称为“液体供给阀”。

当通过液体供给阀23形成从配管21连接到回流配管25的流路时，涂敷液在如下循环流路中流动，即，涂敷液通过供给泵22的作用，从料斗式罐10向配管21流动，经由液体供给阀23以及回流配管25返回料斗式罐10。在高粘度的涂敷液具有触变性的情况下，为了维持涂敷液的流动性，需要总是向涂敷液施加剪切力。除了向后方供给涂敷液时之外，使涂敷液经由循环流路循环，从而能够向涂敷液施加剪切力来维持流动性高的低粘度的状态。另外，还具有如下除气作用，即，除去包含在罐内的涂敷液、尤其是刚刚从外部投入的涂敷液中的气泡。另一方面，当通过液体供给阀23形成从配管21连接到配管24的流路时，向加压单元30供给涂敷液。配管24上连接有用于计测该配管内部的压力的压力传感器(PS)26。

加压单元30为具有两个注射泵31、32的双注射器单元。更详细地说，加压单元30具有两个注射泵31、32，所述两个注射泵31、32在从引导单元20到喷嘴50的流路上相互并排连接。一个注射泵(下面，根据需要称为“第一注射器”)31具有：缸体311，其能够在内部贮存涂敷液；活塞312，其以能够自由插拔的方式安装在该缸体311上；马达313，其驱动该活塞312以使其相对于缸体311进行插拔。另一个注射泵(下面，根据需要称为“第二注射器”)32也具有同样的结构。即，第二注射器32具有：缸体321，其能够在内部贮存涂敷液；活塞322，其以能够自由插拔的方式安装在该缸体321上；马达323，其驱动该活塞322以使其相对于缸体321进行插拔。

从引导单元20供给涂敷液的配管24连接至三通阀33，通过三通阀33，将涂敷液的流路分为与第一注射器31连接的配管341和与第二注射器32连接的配管342。通过该三通阀33的动作，使在配管24中流动的涂敷液，经由配管341供给至第一注射器31，或者经由配管342供给至第二注射器32。这样，三通阀33具有将从引导单元20供给的涂敷液的供给目的地、在第一注射器31和第二注射器32之间进行切换的功能。因此，下面将三通阀33称为“注射器切换阀”。另外，将分别驱动活塞312、322的马达313、323分别称为“第一注射器驱动马达”、“第二注射器驱动马达”。

配管341、342分别与缸体311、321的内部空间连通。因此，例如在注射器切换阀33使配管24和配管341连通、且第一注射器驱动马达313提起活塞312来使第一注射器31的内部空间的容积增加的情况下，从引导单元20经由配管341供给的涂敷液填充第一注射器31的内部空间。另一方面，例如在注射器切换阀33使配管24和配管342连通、且第二注射器驱动马达323提起活塞322来使第二注射器32的内部空间增加的情况下，从引导单元20经由配管342供给的涂敷液填充第二注射器32的内部空间。这样，通过使注射器切换阀33与第一注射器驱动马达313、第二注射器驱动马达323连动，能够分别向第一注射器31以及第二注射器32各自的内部空间填充涂敷液。

在第一注射器31的输出部上连接有配管351，在该配管351的途中安装有第一注射器液体喷出阀361，所述第一注射器液体喷出阀361掌管喷出来自第一注射器31的涂敷液以及停止该喷出。同样地，在第二注射器32的输出部上连接有配管352，在该配管352的途中安装有第二注射器液体喷出阀362，所述第二注射器液体喷出阀362掌管喷出来自第二注射器32的涂敷液以及停止该喷出。在涂敷液的流动方向上的第一注射器液体喷出阀361以及第二注射器液体喷出阀362的下游侧，两个配管351、352进行合流。进行了合流之后的共同配管37与后段的送出单元40相连接。另外，在共同配管37上连接有用于计测该配管内部的压力的压力传感器(PS)38。

例如，在第一注射器驱动马达313按下活塞312来使第一注射器31的内部空间的容积变小的情况下，对贮存在第一注射器31内的涂敷液进行加压。若在该状态下打开第一注射器液体喷出阀361，则涂敷液一边被加压一边经由配管351以及共同配管37被送出至送出单元40。另一方面，例如，在第二注射器驱动马达323按下活塞322来使第二注射器32的内部空间的容积变小的情况下，对贮存在第二注射器32内的涂敷液进行加压，若打开第二注射器液体喷出阀362，则涂敷液一边被加压一边经由配管352以及共同配管37被送出至送出单元40。两个液体喷出阀361、362能够独立地进行开闭，能够形成两者均关闭的状态、仅有一个关闭的状态以及两者均打开的状态。

从这样构成的加压单元30供给的涂敷液被送至送出单元40。送出单元40具有喷出泵41，所述喷出泵41将从加压单元30压送的涂敷液以恒定的流量向下游侧送出。就喷出泵41而言，优选能够以稳定的流量送出高粘度的涂敷液，例如能够利用螺杆泵。例如，作为单螺杆泵的一种的莫诺泵能够以小流量且无波动地送出高粘度的流体，能够优选适用于这种目的。

在该涂敷装置1中，喷出泵41决定供给至喷嘴50的涂敷液的量，加压单元30等的结构用于辅助通过喷出泵41进行的送出量控制。因此，优选喷出泵41能够进行小流量且高精度的流量控制。在以该目的利用市场上流通的莫诺泵的情况下，尤其优选利用定子与转子之间的间隙小的精密型产品。

在喷出泵41的涂敷液的流动方向上的下游侧设置有流量计42，该流量计42用于检测从喷出泵41送出的涂敷液的流量。基于流量计42所检测的流量检测值控制喷出泵41，从而将向喷嘴50送出的涂敷液的流量调整为规定值。此外，也可以在喷出泵41与流量计42之间设置过滤器，该过滤器用于除去包含在涂敷液内的异物以及涂敷液的凝固体。

在流量计42的下游侧，配管分支为朝向喷嘴50的输出配管43和向料斗式罐10回流的循环配管44。在输出配管43上设置有喷嘴流路形成阀45，另一方面，在循环配管44上设置有回流流路形成阀46。当打开喷嘴流路形成阀45时，从喷出泵41送出的涂敷液经由输出配管43供给至喷嘴50，从喷嘴50的喷出口喷出涂敷液。另一方面，当打开回流流路形成阀46时，从喷出泵41送出的涂敷液经由循环配管44返回料斗式罐10。此时，由于形成包括整个送液系统的涂敷液的循环流路，因此即使在不从喷嘴50喷出涂敷液时，也能够使涂敷液在整个送液系统中循环来抑制粘度变大。

图3是示出该涂敷装置的控制结构的框图。该涂敷装置1具有：CPU(Central Processing Unit：中央处理器)91，其控制整个装置的动作；马达驱动部92，其根据来自CPU91的控制指令，驱动设置在各部上的马达类；阀驱动部93，其根据来自CPU91的控制指令，驱动设置在各部上的阀类。

马达驱动部92向第一注射器驱动马达313、第二注射器驱动马达323、供给泵驱动马达221、喷出泵驱动马达411、搅拌翼驱动马达161、卷绕辊驱动马达721等发出驱动信号，并根据来自CPU91的控制指令来使上述各部动作，其中，所述供给泵驱动马达221与供给泵22连接并驱动供给泵22，所述喷出泵驱动马达411与喷出泵41连接并驱动喷出泵41，所述搅拌翼驱动马达161用于驱动搅拌翼(图7等)，该搅拌翼如后述那样设置在料斗式罐10内并搅拌涂敷液，所述卷绕辊驱动马达721驱动用于卷绕基体材料S的卷绕辊72以使其旋转。

另外，阀驱动部93向设置在装置上的各种阀，具体地说，向液体供给阀23、注射器切换阀33、第一注射器液体喷出阀361、第二注射器液体喷出阀362、喷嘴流路形成阀45以及回流流路形成阀46等发出驱动信号，并根据来自CPU91的控制指令来使上述各部进行开闭。此外，由于需要在短时间内控制性良好地切换涂敷液的流路，上述各阀，尤其是其中的第一注射器液体喷出阀361、第二注射器液体喷出阀362、喷嘴流路形成阀45以及回流流路形成阀46，优选利用随着马达驱动而直线进退的类型的阀。在该情况下，阀驱动部93具有如下功能，即，驱动使上述阀进退的马达。

在CPU91上连接有用于接受用户输入的操作的输入接口(I/F)94。CPU91执行与用户通过输入接口I/F给予的指示相对于应的处理。并且，向CPU91输入来自分别与配管24、37连接的压力传感器26、38的压力检测信号和来自流量计42的流量检测信号，CPU91根据上述输入信号控制各部的动作。

接着，对如上述那样构成的涂敷装置1的动作原理进行说明。在该涂敷装置1中，作为喷出泵41，利用作为偏心单螺杆泵的莫诺泵。莫诺泵在以小流量也无波动且稳定地送出流体这一点上具有优异特性。但是，通常，即使是这样能够操作高粘度的流体的泵，吸入高粘度的流体的吸入能力也不一定强。即，这种泵虽然具有将吸入内部的流体稳定地送出的功能，但是有时将高粘度的流体从外部(上游侧)吸入泵内的能力不足。

在莫诺泵的情况下，以如下方式发挥泵的功能，即，在形成在定子与转子之间的内腔内，通过转子的旋转，从一侧吸入流体来从另一侧推送。但是，众所周知，若流体的粘度变高，则不能吸入充分的量的流体，实际的送出量相对于根据内腔的容积求出的理论上的送出量的比例(容积效率)变小。即，在高粘度的流体下，不能得到理论值那样的稳定的送出量。

因此，在该涂敷装置1中，在喷出泵41的涂敷液的流动方向上的上游侧设置加压单元30，对涂敷液进行加压，来强制性地向喷出泵41压送涂敷液。尤其，总是向喷出泵41的上游侧的涂敷液施加恒定的正压，从而能够弥补吸入能力的不足来从喷出泵41送出稳定的量的涂敷液。

对涂敷液进行加压的方法有多种。在该涂敷装置1中，采用的是利用注射泵的方法，通过压入活塞来对贮存在缸体内的涂敷液进行加压。在利用注射泵的情况下，能够稳定地对涂敷液进行加压，另外，加压力的控制也比较容易。但是，若由单个注射泵进行加压，则在将贮存在缸体内的涂敷液全部推送时不能继续进行加压，因此在连续加压这一点上存在问题。因此，在该涂敷装置1中，如下面详细叙述那样，通过在涂敷液的流路上并排插入两台注射泵，使它们交替地进行涂敷液的压送和补充，从而能够持续地对涂敷液施加恒定的压力。

图4A以及图4B是示意地示出该涂敷装置1的基本动作的图。此外，在上述图中，用实线表示通过阀的开闭而形成的涂敷液的流路，另外，用虚线表示关闭的流路。另外，为了容易观察图，省略记载阀类。图4A以及图4B表示在装置的状态转移下互不相同的两个状态。

在图4A所示的状态下，形成从供给泵22经由配管341连接到第一注射器31上的流路，另一方面，关闭从第一注射器31经由配管351连接到喷出泵41上的流路。此时，若如箭头所示那样提起第一注射器31的活塞312，则通过供给泵22从料斗式罐10供给的涂敷液填充第一注射器31。

相对于此，在第二注射器32一侧，关闭从供给泵22经由配管342连接到第二注射器32上的流路，另一方面，形成从第二注射器32经由配管352连接到喷出泵41上的流路。此时，若如箭头所示那样按压第二注射器32的活塞322，则第二注射器32内的涂敷液被加压而向配管352被推送，这样将进行了加压的涂敷液供给至喷出泵41。

由于在喷出泵41的上游侧对涂敷液进行加压，因此形成如下状态，即，从外部向伴随喷出泵41的转子旋转而产生的内腔里压入涂敷液，因此不产生吸入量不足的情况。因此，能够通过转子的旋转以理论值那么多的流量送出涂敷液。通过形成从喷出泵41经由输出配管43到达喷嘴50的流路，能够从喷嘴50以设计值那么多的喷出量喷出涂敷液。

关闭从供给泵22到第二注射器32的流路、并且关闭从第一注射器31到喷出泵41的流路，从而能够避免向第一注射器31填充涂敷液的动作、影响通过第二注射器32对涂敷液进行加压的动作。与此同时，还能够避免通过第二注射器32对涂敷液进行加压的动作、影响向第一注射器31填充涂敷液的动作。

另一方面，在图4B所示的状态下，与上述情况相反地，形成通过供给泵22从料斗式罐10到第二注射器32的流路，另一方面，形成从第一注射器31到喷出泵41的流路。在该状态下，能够一边通过第一注射器31对涂敷液进行加压，一边与上述动作独立地向第二注射器32填充涂敷液。

通过使这两种状态交替出现，总是对喷出泵41的上游侧的涂敷液施加压力，从而能够稳定地从喷出泵41送出涂敷液。CPU91通过与喷出泵41的上游侧的共同配管37连接的压力传感器38检测管内的压力，根据该输出来控制第一注射器31及第二注射器32(更具体地说，第一注射器驱动马达313以及第二注射器驱动马达323)。这样，能够将施加给涂敷液的正压维持为恒定。结果，能够将喷出泵41的容积效率维持为恒定，来无波动且以恒定流量送出涂敷液。

另外，CPU91基于与配管24连接的压力计26的检测结果，来控制供给泵22，将配管341、342内的涂敷液的压力维持在规定范围内。由此，能够高效且可靠地向第一注射器31及第二注射器32填充涂敷液。即，供给泵22具有弥补第一注射器31以及第二注射器32的吸入能力降低的功能。向注射器填充涂敷液的量，主要由活塞的提起量决定，因此由压力计26检测到的压力只要在规定的正压范围内即可，并不一定恒定。

图5A至图5D是示出了关注活塞的运动时的两个注射器的状态转移的图。图5A表示如下状态，即，将第一注射器31的活塞312提起至规定的“上部位置”，从而在第一注射器31的内部填充充分的量的涂敷液，另一方面，将第二注射器32的活塞322按压至“下部位置”，从而将第二注射器32的内部的涂敷液大致全部送出。在该状态下，如图5B所示，按压第一注射器31的活塞312，从而推送第一注射器31的内部的涂敷液。另一方面，逐渐地提起第二注射器32的活塞322来在第二注射器32填充涂敷液。

如图5C所示，在第一注射器31的活塞312到达下部位置之前，将第二注射器32的活塞322提起至上部位置，从而完成涂敷液的填充。接着，如图5D所示，在第二注射器32按压活塞322来压送涂敷液的期间，向第一注射器31填充涂敷液。当第二注射器32的活塞322到达下部位置时，返回图5A的状态，第一注射器31压送涂敷液，并且向第二注射器32填充涂敷液。

为了不间断地向供给至喷出泵41的涂敷液施加恒定的压力，需要顺畅地切换两个注射泵的动作。具体地说，在从图5A所示的状态向图5B所示的装态转移，以及从图5C所示的状态向图5D所示的状态转移时，需要对涂敷液进行的加压不中断且加压力不发生变动。下面，一边参照图6，一边对用于实现这一内容的各部的更具体的动作进行说明。

图6是示出各部的动作的时序图。该时序图与如下一系列动作相对应，即，开始从料斗式罐10向喷嘴50输送涂敷液后，连续地从喷嘴50喷出恒定量的涂敷液。首先，各部的初始状态为如下。

供给泵22总是进行动作，使涂敷液从料斗式罐10向配管21流动。如图6所示，液体供给阀23关闭通往用于到达加压单元30的配管24的流路。另一方面，形成经由循环配管25的回流流路。由此，从料斗式罐10的底部送出的涂敷液经由配管21、25返回料斗式罐10。通过这样使涂敷液循环，能够抑制因滞留而使粘度变大的情况。

注射器切换阀33形成状态“2”，即，在通往第二注射器32的配管342一侧形成流路，且在通往第一注射器31的配管341一侧关闭流路。另外，关闭第一注射器液体喷出阀361、第二注射器液体喷出阀362，从而关闭从第一注射器以及第二注射器朝向喷出泵41的流路。另外，虽然在图6中省略了图示，但是停止喷出泵41，关闭喷嘴流路形成阀45以及回流流路形成阀46。

此外，在实际动作中，为了防止在送液系统中涂敷液滞留，喷出泵41总是进行动作，选择性地打开喷嘴流路形成阀45以及回流流路形成阀46中的某一个。涂敷液由喷出泵41送出，该涂敷液处于经由输出配管43从喷嘴50喷出的状态，或者处于经由循环配管44返回料斗式罐10的状态，该涂敷液总是进行流动。在此，为了容易理解各部从动作开始时刻起的转移，示出在加压单元30之后停止涂敷液的流动的假想状态。

向第一注射器31填充充分的量的涂敷液，活塞312位于上部位置。另一方面，第二注射器32的活塞322位于下部位置，第二注射器32形成几乎未填充涂敷液的状态，即，图5A所示的状态。

在上述初始状态下，在時刻T1，打开第一注射器液体喷出阀361，从而形成从第一注射器31通向喷出泵41的流路。虽然未图示，但是此时喷出泵41开始动作，并且打开回流流路形成阀46。因此，形成从第一注射器31经由喷出泵41以及循环配管44到达料斗式罐10的涂敷液的流路。

经过第一注射器液体喷出阀361形成完全打开状态的時刻T2，第一注射器驱动马达313进行动作，开始按压活塞312。此时，优选阶段性地对活塞312进行加速。由此，对贮存在缸体311内的涂敷液进行加压，开始从第一注射器31向喷出泵41压送涂敷液。一边使喷出泵41以恒定速度进行动作，一边送入进行了加压的涂敷液，从而从喷出泵41送出恒定流量的涂敷液。因为刚开始送出的涂敷液的流量可能不稳定，因此优选最初使涂敷液经由循环配管44向料斗式罐10回流，在流量稳定之后的适当的时刻打开喷嘴流路形成阀45(关闭回流流路形成阀46)，来将涂敷液送入喷嘴50。

CPU91基于压力传感器38的压力检测结果，来控制第一注射器驱动马达313，从而调整活塞312的按压速度。由此，将喷出泵41上游侧的涂敷液的压力维持为恒定的正压。

在压送来自第一注射器31的涂敷液的期间，向第二注射器32填充涂敷液。具体地说，在時刻T3，打开液体供给阀23，从而形成连接配管21和配管24的流路(关闭经由循环配管25的回流流路)。此时，通过注射器切换阀33，形成连接配管24和配管342的流路。因此，从料斗式罐10经由配管21供给的涂敷液，经由配管24以及配管342供给至第二注射器32。因此，使第二注射器驱动马达323进行动作来提起活塞322，从而在第二注射器32内填充涂敷液。

此时，CPU91基于压力传感器26的压力检测结果来控制第二注射器驱动马达323。具体地说，调整活塞322的提起速度，以使检测到的压力成为规定范围内的正压。若活塞322的提起速度过快，则来不及经由供给泵22从料斗式罐10供给涂敷液，从而可能在流路内产生气泡或者使流路内的涂敷液的压力降低而产生反向流动。但是，通过一边监视流路的压力一边提起活塞322，能够避免上述问题。另外，以在将第一注射器31内的涂敷液全部推送之前先完成对第二注射器32进行的填充的方式，调整活塞322的提起速度。当活塞322到达上部位置时，停止第二注射器驱动马达323，关闭液体供给阀23。从供给泵22送出的涂敷液再次经由循环配管25向料斗式罐10回流。

在完成对第二注射器32进行的涂敷液的填充之后，在第一注射器31内的涂敷液的残留量减少至规定值的時刻T4，打开第二注射器液体喷出阀362。并且，在第二注射器液体喷出阀362形成完全打开状态的时刻T5，开始按压第二注射器32的活塞322，并且降低第一注射器31的活塞312的按压速度。由此，在从時刻T5到第一注射器31的活塞312到达下部位置而停止压送的時刻T6的期间内，从第一注射器31及第二注射器32两者推送涂敷液并压送至喷出泵41。

在停止从第一注射器31送出涂敷液的动作之前，无法避免因液体的送出量逐渐减少而使加压力变弱的情况。因此，配合来自第一注射器31的送出量的降低，开始从第二注射器32压送涂敷液来作为补充，从而能够防止加压力降低。换言之，CPU91使第二注射器驱动马达323进行动作，以便即使在来自第一注射器31的输出降低的过程中，压力传感器38的检测压力也恒定。由此，提高供给至喷出泵41的涂敷液的压力的稳定度，从而能够防止来自喷出泵41的涂敷液的流量的变动。

在第一注射器31的活塞312到达下部位置的時刻T6，停止第一注射器驱动马达313，之后仅通过第二注射器32压送涂敷液。在这一期间，也以使压力传感器38的检测压力恒定的方式控制第二注射器驱动马达323，从而能够防止涂敷液的流量发生变动。

在这样从第二注射器32压送涂敷液的期间，向第一注射器31填充涂敷液。具体地说，在時刻T6，关闭第一注射器液体喷出阀361，在形成完全关闭状态的時刻T7之后，再次打开液体供给阀23。在此之前，注射器切换阀33切换为状态“1”，即，在通往第一注射器31的配管341一侧形成流路，另一方面，关闭通往第二注射器32的配管342一侧的流路。然后，与向第二注射器32进行填充时同样地，一边监视压力传感器26的检测压力，一边提起第一注射器31的活塞312，从而在第一注射器31内填充涂敷液。当填充结束时，关闭液体供给阀23。

在向第一注射器31填充的动作结束之后的時刻T8，再次打开第一注射器液体喷出阀361。在第一注射器液体喷出阀361形成完全打开状态的時刻T9，开始按压第一注射器31的活塞312，并且减小按压第二注射器32的活塞322的速度。由此，逐渐减少来自第二注射器32的涂敷液的送出量，另一方面，增加来自第一注射器31的送出量，整体上维持压送至喷出泵41的涂敷液的总量。

当这样压送涂敷液的主体由第二注射器32切换为第一注射器31时，之后周期性地反复上述动作，从而能够总是连续地从喷出泵41送出恒定量的涂敷液。而且，在适当的时刻选择性地打开喷嘴流路形成阀45以及回流流路形成阀46，从而将涂敷液的流路切换到喷嘴50一侧以及循环配管44一侧。当形成通往喷嘴50的流路时，从喷嘴50喷出涂敷液来涂敷在基体材料S上。另一方面，当形成循环配管44一侧的流路时，停止从喷嘴50喷出涂敷液，使涂敷液向料斗式罐10回流。在此期间，来自喷出泵41的涂敷液的送出量是恒定的。

下面，对料斗式罐10的内部结构进行说明。如上所述，在料斗式罐10的内部空间中贮存有高粘度的膏状涂敷液，将该涂敷液经由配管21供给至供给泵22。在料斗式罐10的内部空间设置有搅拌翼，从而维持涂敷液的流动性。由于涂敷液具有高粘度，因此在从料斗式罐10到供给泵22的配管21中，供给泵22的吸入能力可能不足。设置供给泵22是为了辅助向第一注射器31以及第二注射器32填充涂敷液。从这种意义来说，只要具有充分的喷出能力以使在容积效率降低的情况下也能够确保所需的送出量即可，而无需对送出量要求严格的定量特性。但是，为了稳定地送出涂敷液，更优选积极地从料斗式罐10送出涂敷液。下面，举几个例子，对用于形成这种涂敷液的流动的料斗式罐10的结构进行说明。

图7至图10是分别示出料斗式罐的内部结构的四个例子的图。此外，在图7至图10以及下述记载中，对于与上述结构具有相同结构的构件标注相同的附图标记并省略说明。

在图7所示的第一例的料斗式罐10a中，设置有：一对搅拌翼112、113：旋转轴114，其一边支撑该搅拌翼112、113的一端(下端)，一边在罐主体110内旋转。搅拌翼112、113是大致L字形的板状构件，从罐主体110底部的锥面部分朝向上部的直体部分沿着罐主体110的内壁111延伸设置，搅拌翼112、113分别具有在沿锥面部分的部分和沿直体部分的部分之间平板材料被扭转大约45度的形状。

通过使这种结构的搅拌翼在料斗式罐10a内旋转，总而向对罐内(尤其，内壁111的附近)的涂敷液施加剪切力，并且产生从罐的上部朝向底部的涂敷液的流动。由此，促进涂敷液从罐底部流出，使经由配管21(图1)通过供给泵22送出涂敷液的动作变得顺畅，其中，所述配管21与设置在罐底部的供给口119相连接。

另外，在图8所示的第二例的料斗式罐10b中，与第一例相比，使固定在旋转轴124上的搅拌翼122、123进一步弯曲。由此，进一步促进涂敷液在罐内流动以及朝向底部流动。

在图9所示的第三例的料斗式罐10c中，分别具有螺旋形状的带状的一对搅拌翼132、133，支撑在从旋转轴134延伸的一对支撑臂135、136上。根据这种结构，由于旋转轴134的旋转，在罐内产生涂敷液的涡流，由此在罐内生成涂敷液朝向底部的剧烈流动。

图10所示的第四例的料斗式罐10d具有将第三例中的料斗式罐10c中的旋转轴134以及支撑臂135、136延长至罐底部的旋转轴144以及支撑臂145、146，进一步安装有螺旋状的螺旋翼147。根据这样的结构，能够产生更强的过流。

无论是上述哪一种结构，不仅能够在罐内搅拌涂敷液来使其流动，而且能够产生朝向罐底部的涂敷液的流动。由此，促进涂敷液从罐底部向配管21流出，从而能够主动地将涂敷液送入供给泵22。结果，能够提高供给泵22的容积效率，能够稳定地送出涂敷液。另外，不需要高容量的泵，优化供给泵22的容量，从而能够使装置变小及低成本化。

如上所述，在该涂敷装置1中，通过设置在从料斗式罐10到喷嘴50的涂敷液的流路上的喷出泵41送出恒定量的涂敷液，从而控制来自喷嘴50的涂敷液的喷出量。并且，利用加压单元30对送入喷出泵41的涂敷液进行加压，从而抑制因喷出泵41吸入高粘度的涂敷液的能力不足而引起的容积效率的降低。由此，能够从喷出泵41送出稳定的流量的涂敷液。即，即使喷出泵41单独来说不具有充分吸入高粘度的涂敷液的能力，也能够通过来自加压单元30的辅助，来以恒定流量送出涂敷液。

加压单元30具有发挥如下功能的一对注射泵(第一注射器31、第二注射器32)，即，在内部暂时性地贮存涂敷液，并且对贮存的涂敷液进行加压，上述注射泵相互并排地连接在流路上。使并排连接的多个注射泵相辅助地进行动作，交替地进行对送出的涂敷液进行加压的动作以及向内部填充涂敷液的动作，从而能够持续且稳定地向喷出泵41压送涂敷液。

更具体地说，从第一注射器31以及第二注射器32中的至少一个压送涂敷液，从而对供给至喷出泵41的涂敷液施加恒定的正压。在这期间，向未进行加压的注射泵填充涂敷液。在来自一个注射泵的压送即将结束之前，一边继续通过该注射泵压送，一边通过另一个注射器压送涂敷液。这样，能够抑制在切换成为压送主体的注射泵时的压力变动。

另外，在从第一注射器31以及第二注射器32到喷出泵41的流路上设置压力传感器38，基于检测出的压力，控制第一注射器31以及第二注射器32。这样，能够使供给至喷出泵41的涂敷液的压力稳定。尤其，总是对涂敷液施加恒定的正压，从而能够从喷出泵41送出流量恒定且无波动的涂敷液。用简单的结构容易地控制对内部流体施加的加压力，在这一点上，注射泵适合该目的。

另外，在从贮存有涂敷液的料斗式罐10到加压单元30的涂敷液的流路上，设置有供给泵22。因此，能够更可靠地从料斗式罐10向加压单元30的各个注射泵供给高粘度的涂敷液。

另外，作为喷出泵41，能够利用螺杆泵，更具体地说，能够利用作为偏心单螺杆泵的莫诺泵。莫诺泵用于以小流量送出高粘度的流体，流量的稳定性也良好。尤其，对于高粘度的流体，吸入能力的降低令人担心。但是，在该涂敷装置1中，在喷出泵41的涂敷液的流动方向上的上游侧设置有加压单元30。因此，解除了因吸入能力不足而使送出量发生变动的问题。

另外，在涂敷液的流动方向上设置有循环配管44，所述循环配管44用于使涂敷液从喷出泵41的下游侧的流路向料斗式罐10回流。这样，能够使涂敷液总是在从料斗式罐10到喷出泵41的送液系统中流动。由此，能够防止因涂敷液的触变性而引起的流动性的降低，能够进行稳定的喷出控制(打开或关闭来自喷嘴的喷出以及喷出量的控制)。

另外，在内部贮存有涂敷液的料斗式罐10内设置搅拌翼112、113等来搅拌涂敷液，从而能够总是对涂敷液施加剪切力。由此，能够防止因触变性而引起罐内的涂敷液的流动性降低的情况。此时，在罐内，以产生朝向与外部配管21连接的罐底部的涂敷液的流动的方式，设定搅拌翼的形状，从而能够促进涂敷液从罐向下游侧流动。由此，能够更稳定地送出涂敷液。

如上面说明，在该实施方式中，高粘度的膏状涂敷液相当于本发明的“被喷出物”，料斗式罐10发挥本发明的“供给部”的功能。并且，罐主体110相当于本发明的“贮存部”，另一方面，搅拌翼112、113等相当于本发明的“搅拌部”。另外，在该实施方式中，喷出泵41发挥本发明的“送出单元”的功能，另一方面，供给泵22发挥本发明的“引导单元”的功能。另外，第一注射器31以及第二注射器32分别发挥本发明的“加压单元”的功能，缸体311、312的内部空间相当于本发明的“贮存空间”。

另外，在上述实施方式中，CPU91、马达驱动部92以及阀驱动部93形成一体来发挥本发明的“控制单元”的功能，另一方面，压力传感器38发挥本发明的“压力检测单元”的功能。而且，从该涂敷装置1中除去搬运单元70的结构相当于本发明的“喷出装置”。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内能够进行除了上述内容之外的各种变更。例如，在上述实施方式中，作为供给泵22以及喷出泵41分别利用了莫诺泵，但是也可以利用能够送出高粘度的流体的其它方式的泵。作为能够适用的泵，有液压缸式泵、回转泵、柱塞泵等。另外，还能够利用除了莫诺泵之外的单轴泵及双轴泵、螺旋泵等其它形式的螺杆泵。

另外，例如，在上述实施方式中，作为本发明的“加压单元”，利用两组注射泵。但是，只要是能够一边对液体施加被控制的压力一边将液体送出的构件即可，能够利用除了注射泵之外的结构作为加压单元。另外，加压单元并不限定于两组，也可以按顺序使用三组以上的加压单元来对涂敷液(被喷出物)进行加压。另外，除了通过马达驱动的注射泵之外，例如也可以是通过空气驱动、凸轮驱动来动作的的注射泵。另外，在通过加压单元对被喷出物施加压力时，并不限定于如本实施方式那样总是维持恒定值的方式，只要不使来自送出单元的送出量产生变动即可，有时即使有少量变动也会允许。

另外，例如，在上述实施方式中，基于设置在喷出泵41和喷嘴50之间的流量计42的检测结果控制喷出泵41，从而调整来自喷嘴50的喷出量。但是，并不限于这种方式，例如也可以基于设置在喷出泵41和喷嘴50之间的压力传感器的压力检测结果控制喷出泵41，从而调整来自喷嘴50的喷出量。

另外，例如，在上述实施方式中，在料斗式罐10和加压单元30之间设置供给泵22，来将涂敷液可靠地填充在注射泵内。但是，若向“加压单元”供给液体不存在问题的话，则也可以省略供给泵22(引导单元)。

另外，例如，在上述实施方式中，设置从喷出泵41到喷嘴50的流路分支出的回流流路，当不从喷嘴50喷出涂敷液时，使涂敷液向料斗式罐10回流。但是，即使在未设置这样的回流流路的涂敷装置或者喷出装置中，本发明也能有效地发挥功能。另外，也可以是经由喷嘴返回料斗式罐的回流流路。

另外，该实施方式的涂敷装置1是如下装置，即，将含有活性物质材料的涂敷液作为被喷出物，将该涂敷液涂敷在集电体上，从而制造电池用电极。但是，本发明也能够适用于目的与上述内容不同的涂敷装置。本发明也能够适用于例如通过涂敷含有导电材料的涂敷液、来在光电转换层上形成集电电极、从而制造太阳能电池的装置，或者，例如在各种用于显示装置的玻璃基板等上通过涂敷形成任意功能层的装置。

并且，该实施方式为将从喷嘴50喷出的涂敷液涂敷于基体材料S的涂敷装置，但并不限定于这样为了对涂敷对象物进行涂敷而喷出被喷出物的装置，而对于以各种目的喷出被喷出物的各种喷出装置，都能够适用本发明。

Claims (12)

1.一种喷出装置，其特征在于，

具有：

喷嘴，其喷出从供给部供给的膏状被喷出物；

送出单元，其设置在从所述供给部到所述喷嘴的、所述被喷出物的流路上，将所述流路内的所述被喷出物以规定流量从所述供给部侧朝向所述喷嘴侧送出；

多个加压单元，相互并排地设置在所述供给部和所述送出单元之间的所述流路上，并分别具有：将从所述供给部供给的所述被喷出物暂时性地贮存在贮存空间内的功能，对贮存在所述贮存空间内的所述被喷出物进行加压，从而朝向所述送出单元压送所述被喷出物的功能；

控制单元，其一边使至少一个所述加压单元对所述被喷出物进行加压，从而向与所述送出单元连通的所述流路内的所述被喷出物施加规定的正压，一边从所述供给部向不对所述被喷出物进行加压的至少一个所述加压单元供给所述被喷出物。

2.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，

还具有压力检测单元，该压力检测单元检测从多个所述加压单元到所述送出单元的所述流路内的压力，

所述控制单元基于所述压力检测单元的检测结果控制所述加压单元。

3.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，

所述加压单元分别具有注射泵。

4.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，

具有引导单元，该引导单元设置在从所述供给部到多个所述加压单元的所述流路上，用于将从所述供给部供给的所述被喷出物引导至多个所述加压单元。

5.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，

所述送出单元为螺杆泵。

6.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，

具有回流流路，该回流流路在沿着所述流路的所述被喷出物的流动方向上使所述被喷出物从所述送出单元的下游向所述供给部回流。

7.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，

所述供给部具有：

贮存部，其将所述被喷出物贮存在内部空间内；

搅拌部，其设置在该贮存部的内部空间内，一边搅拌所述被喷出物，一边产生从所述内部空间朝向所述流路的所述被喷出物的流动。

8.一种喷出方法，从喷嘴喷出膏状被喷出物，该喷出方法的特征在于，

包括：

第一工序，在从用于供给所述被喷出物的供给部到所述喷嘴的所述被喷出物的流路上，沿着所述被喷出物的流动方向依次配置加压单元以及送出单元，

第二工序，通过所述加压单元对从所述供给部供给的所述被喷出物进行加压，从而向所述送出单元压送该被喷出物，

第三工序，一边执行所述第二工序，一边通过所述送出单元将从所述加压单元压送的所述被喷出物以规定流量向所述喷嘴送出；

在所述第一工序中，将多个所述加压单元以相互并排地连接的状态安装在所述流路上，其中，多个所述加压单元分别具有：将从所述供给部供给的所述被喷出物暂时性地贮存在贮存空间内的功能，对贮存在所述贮存空间内的所述被喷出物进行加压，从而朝向所述送出单元压送所述被喷出物的功能，

在所述第二工序中，一边使至少一个所述加压单元对所述被喷出物进行加压，从而向与所述送出单元连通的所述流路内的所述被喷出物施加规定的正压，一边从所述供给部向不对所述被喷出物进行加压的至少一个所述加压单元供给所述被喷出物。

9.根据权利要求8所述的喷出方法，其特征在于，

在所述第二工序中，以使所述加压单元和所述送出单元之间的所述流路内的压力大致恒定的方式，使多个所述加压单元分别动作。

10.根据权利要求8所述的喷出方法，其特征在于，

使用一对注射泵作为多个所述加压单元，一边通过一个注射泵对所述被喷出物进行加压，一边从所述供给部向另一个注射泵供给所述被喷出物。

11.根据权利要求8所述的喷出方法，其特征在于，

使用螺杆泵作为所述送出单元。

12.根据权利要求8所述的喷出方法，其特征在于，

设置有回流流路，该回流流路使从所述送出单元送出的所述被喷出物向所述供给部回流，选择性地进行如下动作：喷出来自所述喷嘴的所述被喷出物的动作和使所述被喷出物向所述回流流路回流的动作。