JP2010227845A - 塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確実な塗工厚さの均一化を図ることができ、あわせて、製品寿命の向上ならびにコストの低廉化を図ることができる塗工装置を提供する。
【解決手段】石定盤からなる基台３によって固定部材２に固定される基材の表面の平面精度を確保し、リニアモータ１１によって塗工手段１０を塗工方向に円滑に移動させ、エアベアリング１４，１７によって塗工手段１０の移動をより円滑化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗工装置に係り、特に、扁平な基材の表面に塗工剤を塗工するのに好適な塗工装置に関する。

従来から、基材の表面に塗工剤を塗工することによって得られる製品の製造にあたって、予め、その製品に最適な基材と塗工剤との組み合わせや塗工膜の厚さの選定等を行うために、基材への試験的な塗工を行う塗工装置が種々提案されていた。

例えば、特許文献１においては、所定の大きさにカットされたカットフィルムを所定の平面度を維持させた状態で固定位置に固定し、この固定位置に固定されたカットフィルムに対して塗工剤の塗工を行う試験用塗工装置が提案されている。

この試験用塗工装置では、多種多様な基材を所定の大きさのカットフィルムに切断した状態で塗工試験を行うことができるため、連続状の基材に対して塗工試験を行う場合に比べて基材（カットフィルム）の交換が容易であり、塗工試験を効率的に行うことが可能とされていた。

実用新案登録第２５７２００５号

ところで、特許文献１に示したような試験用塗工装置においては、塗工試験の試験結果に対する正確な評価を行うために、基材の表面に塗工される塗工剤の厚さ（以下、塗工厚さと称する）を均一にすることが重要であった。

この点、特許文献１においては、カットフィルムの平面度を維持することによって塗工厚さの均一化を図っている。

本発明は、このような特許文献１の利点を向上させて、従来よりもさらに確実な塗工厚さの均一化を図ることができ、あわせて、製品寿命の向上ならびにコストの削減を図ることができる塗工装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明に係る塗工装置は、所定の大きさの扁平な基材がその表面を平面に保持された状態で固定可能とされた固定部材と、この固定部材が搭載される搭載面を有し、前記搭載面上に前記固定部材を搭載する石定盤からなる基台と、前記固定部材に固定された前記基材の表面に供給された塗工剤を、当該基材の表面に沿って引き延ばすようにして当該基材の表面に塗工する塗工手段と、この塗工手段を前記固定部材に固定された前記基材の表面に平行な所定の塗工方向に移動させるための前記塗工方向に平行な駆動力を発生させるリニアモータと、前記塗工手段を前記固定部材に固定された前記基材の表面の面法線方向に平行な浮上方向に向かって浮上状態に保持することによって、前記リニアモータの駆動力による前記塗工手段の前記塗工方向への移動を補助するエアベアリングとを備えたことを特徴としている。

そして、このような構成によれば、剛性および面精度に優れた石定盤からなる基台によって固定部材に固定される基材の表面の平面精度を確保することができ、また、リニアモータによって塗工手段を塗工方向に円滑に移動させることができ、さらに、エアベアリングによって塗工手段の移動をより円滑化することができるため、塗工厚さの均一化を従来よりもさらに確実なものとすることができ、あわせて、経年変化が少ない石定盤を基台として用いることにより、基台の製品寿命を向上させることができるとともに基台の交換にともなうコストを削減することができる。

また、前記塗工手段を保持しつつ前記リニアモータの駆動力によって前記塗工手段とともに前記塗工方向に移動する移動機構を備え、前記移動機構は、前記固定部材を前記塗工方向および前記面法線方向の双方に直交する塗工幅方向に跨いだ状態で前記基台上に配置され、前記固定部材に対して前記面法線方向において臨む部位に前記塗工手段が保持され、前記塗工幅方向における一方の端部が、前記移動機構の非移動状態においては前記基台に立設された前記塗工方向に長尺なガイドレール上に載置されるように形成され、前記移動機構の移動状態においては前記エアベアリングによって前記ガイドレールに対して浮上状態に保持されるとともに前記ガイドレールに沿って移動するように形成され、前記塗工幅方向における他方の端部が、前記非移動状態においては前記基台の表面上に載置されるように形成され、前記移動状態においては前記エアベアリングによって前記基台に対して浮上状態に保持されるように形成されてなるものであってもよい。

そして、このような構成によれば、塗工手段が保持された移動機構をエアベアリングによって浮上状態に保持しつつリニアモータによって単一のガイドレールに沿って移動させることができるので、部品点数を削減しつつ塗工手段をより効率的かつ円滑に塗工方向に移動させることができる。

さらに、前記ガイドレールは、前記基台と同一の材料を用いて形成されていてもよい。

そして、このような構成によれば、ガイドレールの剛性および面精度を確保することによって塗工手段の移動をさらに安定的かつ適切に行うことができるとともに、ガイドレールの部品寿命を向上させて、ガイドレールの交換にともなうコストを削減することができる。

さらにまた、前記ガイドレールには、前記リニアモータにおける固定子が配設されており、前記移動機構は、前記塗工幅方向における一方の端部に、前記ガイドレールを前記面法線方向および前記塗工幅方向から覆う被覆部であって、前記リニアモータにおける可動子が前記固定子に臨んだ状態で連結され、前記ガイドレールに対して前記浮上方向側に位置された前記エアベアリングとしての第１のエアベアリング、前記ガイドレールに対して前記塗工幅方向における一方の方向から臨む第２のエアベアリングおよび前記ガイドレールに対して前記塗工幅方向における他方の方向から臨む第３のエアベアリングが配設され、これら第１、第２および第３のエアベアリングによって前記ガイドレールに対して浮上状態かつ非接触状態に保持される被覆部が形成され、前記塗工幅方向における一方の端部と、前記塗工幅方向における他方の端部との間に、前記塗工手段を垂下保持する塗工手段保持部が形成され、前記塗工幅方向における他方の端部に、前記基台の表面に対して前記浮上方向側に位置された前記エアベアリングとしての第４のエアベアリングが配設され、この第４のエアベアリングによって当該他方の端部が前記基台に対して浮上状態に保持されるように形成されてなるものであってもよい。

そして、このような構成によれば、第１〜第４のエアベアリングによって塗工手段の移動をさらに円滑化することができるとともに、この塗工手段の移動を単一のリニアモータのみによって効率的に行うことができる。

また、前記塗工手段は、前記塗工手段保持部に単独で着脱可能に保持されていることが好ましい。

そして、このような構成によれば、洗浄、点検および交換等の作業を塗工手段に対して単独で行うことができるため、作業性を向上させることができるとともに、塗工手段の交換にともなうコストを削減することができる。

さらに、前記エアベアリングは、その配設位置が前記固定部材に固定された前記基材の表面に対して前記面法線方向にずれていてもよい。

そして、このような構成によれば、エアベアリングによって形成される空気膜による影響が少ない位置において基材の塗工を行うことができるため、より確実な塗工厚さの均一化を図ることができる。

本発明によれば、従来よりもさらに確実な塗工厚さの均一化を図ることができ、あわせて、製品寿命の向上ならびにコストの低廉化を図ることができる。

本発明に係る塗工装置の実施形態を示す概略正面図 本発明に係る塗工装置の実施形態を示す要部正面図 図２の部分平面図 図２の概略平面図 図２の右側面図 図４のＡ−Ａ断面図 図４のＢ−Ｂ断面図 図５の部分拡大図 図２のＣ−Ｃ断面図

以下、本発明に係る塗工装置の実施形態について、図１乃至図９を参照して説明する。

図１乃至図９は、本発明に係る塗工装置の実施形態を示すものである。すなわち、図１は、本実施形態における塗工装置の全体を示す概略正面図である。また、図２は、本実施形態における塗工装置の要部を示す正面図である。さらに、図３は、図２の部分平面図である。さらにまた、図４は、図２の概略平面図である。また、図５は、図２の右側面図である。さらに、図６は、図４のＡ−Ａ断面図である。さらにまた、図７は、図４のＢ−Ｂ断面図である。また、図８は、図５の部分拡大図である。さらに、図９は、図２のＣ−Ｃ断面図である。

図１に示すように、本実施形態における塗工装置１は、剛性を有する適宜な素材によって略直方体形状に形成されたフレーム４０と、このフレーム４０の上部に搭載された装置本体１ａとを有している。なお、フレーム４０の上部は、平坦に形成されている。また、フレーム４０の下部には、塗工装置１を移動自在にさせる複数個のキャスタ４１と、塗工装置１の水平レベルの調整および振動吸収を兼ねたレベリングマウント４２とがそれぞれ配設されている。本実施形態において、キャスタ４１およびレベリングマウント４２は、それぞれフレーム４０の下部における４箇所の隅部に合計４個配設されている。

図２、図４および図６に示すように、塗工装置１ａは、平面形状が矩形状とされた所定の厚さを有する板状の固定部材２を有しており、この固定部材２の図２および図４における上面には、平面形状が矩形状とされた平坦な固定面２ａが形成されている。

固定面２ａ上には、カットフィルム等の所定の大きさの矩形状の扁平な基材４（図６参照）が、その表面（図６における上面）を平面に保持された状態で固定されるようになっている。より具体的には、特許文献１と同様に、固定部材２には、図示しない複数個の微細な吸着孔が、固定面２ａと固定部材２の底面とを貫通するように穿設されており、各吸着孔には、固定部材２の底面側において、真空ポンプ等の図示しない吸気装置が連結されている。そして、吸気装置によって吸気孔を介して固定面２ａ上の空気が吸気されることによって、固定面２ａ上に載置された基材４が固定面２ａ上に吸着固定されるようになっている。

ここで、基材４としては、アルミ箔、銅箔等からなるリチウムイオン電池に用いられる基材、フッ素系フィルム、ＥＶＡフィルム等からなる太陽電池に用いられる基材、フッ素系フィルム等からなる燃料電池に用いられる基材またはＰＥＴ等からなる液晶表示装置に用いられる基材などを挙げることができる。

また、図２、図４および図６に示すように、装置本体１ａは、石定盤からなる基台３を有しており、この基台３は、花崗岩や斑糲岩（通称、御影石）等の石材を用いることによって形成されている。図４に示すように、基台３は、固定部材２よりも平面積が大きく形成されているとともに、その前端面（図４における下端面）における一部分（図４における中央よりも左寄りの一定範囲の部分）が後方（図４における上方）に向かって凹入されてなる凹入部３ａを有するような平面略矩形状に形成されている。なお、凹入部３ａの図４における横幅は、同図における固定面２ａの横幅に等しくなっている。また、図２および図６に示すように、基台３は、固定部材２よりも厚さが厚く形成されている。さらに、図２に示すように、基台３の上面における凹入部３ａの後方（図２における紙面奥側）近傍位置には、固定面２ａよりも面積が小さい平面矩形状の陥没溝５が基台３の上面における他の部分よりも下方にわずかに陥没するように形成されており、この陥没溝５には、基台３をその厚さ方向に貫通する貫通孔６が連設されている。この貫通孔６には、前述した図示しない吸気装置が連結されている。

そして、基台３の上面における陥没溝５の外周縁部には、固定部材２が搭載される平坦かつ固定面２ａに平行な枠状の搭載面３ｂが形成されている。この搭載面３ｂ上には、固定部材２が、その底面における外周縁部を接触させるようにして搭載されている。なお、固定部材２の底面は、固定面２ａに平行な平面に形成されている。

また、図２に示すように、固定部材２の底部には、固定面２ａよりもわずかに外側に突出された枠状の凸縁部２ｂが形成されている。そして、固定部材２は、その凸縁部２ｂを四方および上方から不動状態に被覆する断面Ｌ字状の合計４個（図４参照）の被覆プレート７と、この被覆プレート７を基台３の上面に固着するねじ等からなる複数個の締結部材８（図４参照）とによって基台３上に固定されている。

なお、搭載面３ｂ上への固定部材２の搭載状態において、陥没溝５の上部には、固定部材２に穿設された前述の吸着孔が位置されるようになっており、これによって、吸気装置が、貫通孔６、陥没溝５および吸着孔を介して固定面２ａ上の空気を吸気することが許容されるようになっている。

さらに、図２および図６に示すように、装置本体１ａは、固定面２ａに上方から臨む位置に、塗工手段としての塗工ナイフ１０を有している。塗工ナイフ１０は、ナイフ本体１０ａを有しており、このナイフ本体１０ａは、固定部材２の固定面２ａ上に固定された基材４の表面（図６における上面）の面法線方向（以下、基材面法線方向と称する）すなわち図２および図６における縦方向に長尺に形成されているとともに、その先端部（図２および図６における下端部）側の部位がナイフの刃先のように鋭い形状に形成されている。なお、ナイフ本体１０ａの先端部は、固定部材２に固定された基材４の表面に平行な形状に形成されている。また、図６に示すように、塗工ナイフ１０は、ナイフ本体１０ａの上端に立設された取っ手部１２を有しており、ユーザは、この取っ手部１２を把持することによって塗工ナイフ１０を持ち運ぶことができるようになっている。さらに、図３および図６に示すように、塗工ナイフ１０は、ナイフ本体１０ａの上部に、ナイフ本体１０ａの上端面よりも後方（図６における左方）および側方（図６における紙面垂直方向）にわずかに延出するように配設された固定用プレート部１３を有しており、この固定用プレート部１３は、塗工装置１への塗工ナイフ１０の固定に用いられるようになっている。

塗工ナイフ１０は、固定面２ａ上に固定された基材４の表面に供給された塗工剤を、その先端部側の部位によって基材４の表面に沿って引き延ばすようにして基材４の表面に塗工するようになっている。なお、この塗工の際に、塗工ナイフ１０の先端部と基材４の表面との間には、塗工厚さに相当する間隙が保持されるようになっている。また、塗工剤の供給は、特許文献１に記載の方法と同様に、基材４の表面上の所定位置に適量な容器等の滴下手段によって滴下することによって行うようにしてもよい。

ここで、塗工剤としては、リチウムイオン電池用の基材に用いられる公知の塗工剤、太陽電池用の基材に用いられる公知の塗工剤、燃料電池用の基材に用いられる公知の塗工剤または液晶表示装置用の基材に用いられる公知の塗工剤などを挙げることができる。

さらにまた、図２および図４に示すように、装置本体１ａは、リニアモータ１１を有している。このリニアモータ１１は、塗工ナイフ１０を固定部材２に固定された基材４の表面に平行な所定の塗工方向（図２における紙面垂直方向、図６における横方向）に移動させるための塗工方向に平行な駆動力を発生させるようになっており、この駆動力によって、塗工ナイフ１０が前記塗工方向に移動することができるようになっている。

また、図２、図５、図８および図９に示すように、装置本体１ａは、第１のエアベアリング１４および第４のエアベアリング１７を有している。これら第１および第４のエアベアリング１４，１７は、塗工ナイフ１０を前記基材面法線方向に平行な浮上方向（図２における上方向）に向かって浮上状態に保持することによって、リニアモータ１１の駆動力による塗工ナイフ１０の前記塗工方向への移動を補助するようになっている。

したがって、本実施形態によれば、剛性および平面精度に優れた石定盤からなる基台３によって固定部材２の固定面２ａ上に固定される基材４の表面の平面精度を確保することができ、また、リニアモータ１１によって塗工ナイフ１０を前記塗工方向に円滑に移動させることができ、さらに、第１および第４のエアベアリング１４，１７によって塗工ナイフ１０の移動をより円滑化することができる。この結果、塗工厚さの均一化を従来よりもさらに確実なものとすることができ、あわせて、経年変化が少ない石定盤を基台３として用いることにより、基台３の製品寿命を向上させることができるとともに基台３の交換にともなうコスト（換言すれば、交換回数）を削減することができる。

上記構成に加えて、さらに、装置本体１ａは、図２および図３に示すように、塗工ナイフ１０を保持しつつリニアモータ１１の駆動力によって塗工ナイフ１０とともに前記塗工方向に移動する移動機構１９を有している。

移動機構１９は、その全体形状が正面から見て図２における下方に開口を向けた略コの字形状を呈しており、この移動機構１９は、固定部材２を前記塗工方向および前記基材面法線方向の双方に直交する塗工幅方向（図２における横方向）に跨いだ状態で基台３上に配置されている。また、図２に示すように、移動機構１９は、その固定部材２に対して前記基材面法線方向（図２における上方）において臨む部位が、固定面２ａとの間に前記基材面法線方向の間隔を有しており、この部位には、塗工ナイフ１０が保持されている。

さらに、本実施形態において、移動機構１９は、前記塗工幅方向における一方の端部（図２における右端部）が、移動機構１９の非移動状態において、基台３に立設された前記塗工方向に長尺な断面矩形状のガイドレール２０上に第１のエアベアリング１４を介して載置されるようになっている。一方、移動機構１９の移動状態（前記塗工方向への移動状態）において、移動機構１９は、前記塗工幅方向における一方の端部が、第１のエアベアリング１４によってガイドレール２０に対して浮上状態に保持されるとともにガイドレール２０に沿って移動するようになっている。なお、図２に示すように、ガイドレール２０は、固定部材２に対して前記塗工幅方向に間隔を設けるようにして立設されている。

さらにまた、本実施形態において、移動機構１９は、前記塗工幅方向における他方の端部（図２における左端部）が、前記非移動状態において、基台３の表面上に第４のエアベアリング１７を介して載置されるようになっている。一方、前記移動状態において、移動機構１９は、前記塗工幅方向における他方の端部が、第４のエアベアリング１７によって基台３に対して浮上状態に保持されるようになっている。

なお、移動機構１９の前記塗工方向への移動範囲（往復移動の範囲）は、固定面２ａの前記塗工方向の形成範囲よりも広範囲に形成されている。

したがって、本実施形態によれば、塗工ナイフ１０が保持された移動機構１９を第１および第４のエアベアリング１４，１７によって浮上状態に保持しつつリニアモータ１１によって単一のガイドレール２０に沿って移動させることができるので、部品点数を抑えつつ塗工ナイフ１０をより効率的かつ円滑に前記塗工方向に移動させることができる。

上記構成に加えて、さらに、装置本体１ａは、ガイドレール２０が、基台３と同一の材料（石材）を用いて形成されている。

したがって、本実施形態によれば、ガイドレール２０の剛性および平面精度を確保することができるので、塗工ナイフ１０の前記塗工方向への移動をさらに安定的かつ適切に行うことができる。また、ガイドレール２０の経年変化を抑制することができるので、ガイドレール２０の部品寿命を向上させることができるとともにガイドレール２０の交換にともなうコスト（換言すれば、交換回数）を削減することができる。

上記構成に加えて、さらに、図２および図４に示すように、ガイドレール２０の前記塗工幅方向の端面であって固定部材２側と反対側の端面（図２における右側面）には、前記塗工方向に長尺とされたリニアモータ１１における固定子１１ａが、ボルト等の固定手段によって固定された状態で配設されている。

また、図２および図３に示すように、移動機構１９の前記塗工幅方向における一方の端部（図２および図３における右端部）には、ガイドレール２０を前記基材面法線方向および前記塗工幅方向から覆う被覆部２１が形成されている。図２に示すように、被覆部２１は、ガイドレール２０の図２における上端面に臨む上壁部２１ａと、ガイドレール２０の図２における左側面の上側部分に臨む左側壁部２１ｂと、ガイドレール２０の図２における右側面の上側部分に臨む右側壁部２１ｃとによって形成されており、この被覆部２１は、正面から見た形状が、ガイドレール２０側に開口を向けた略コの字形状を呈している。また、図３に示すように、被覆部２１は、前記塗工方向に所定の間隔を設けるようにして一対配設されている。

さらに、図３に示すように、一対の被覆部２１における上壁部２１ａ同士の間には、前記塗工幅方向に長尺とされた柱状の横設部２２が、その基端部（図２および図３における右端部）を介して、ボルト等の連結手段２３によって連結されている。この横設部２２は、固定面２ａとの間に前記面法線方向の一定の間隔を保持しつつ固定面２ａの上方を横断するようにして図２における左方に向かって延出されており、その先端部は、固定面２ａよりも図２における左方に位置されている。さらに、図２、図３および図８に示すように、横設部２２の基端部における図２の右端面には、図８における紙面垂直方向から見た形状が凸字形状に形成された放熱板２５が、その上端部近傍部位を介してボルト等の連結手段２４によって連結されている。なお、放熱板２５は、図２および図３における右側の表面に凹凸面２５ａが形成されていることによって表面積が大きく形成されている。そして、放熱板２５の図２および図３における左側の表面には、リニアモータ１１における可動子１１ｂが、固定子１１ａに臨んだ状態で固設されている。なお、可動子１１ｂは、ボルト等の固定手段によって放熱板２５に固定されていてもよい。このようにして、被覆部２１には、横設部２２および放熱板２５を介してリニアモータ１１における可動子１１ｂが固定子１１ａに臨んだ状態で連結されている。

なお、図示はしないが、リニアモータ１１には、電力を供給する電源がケーブル等を介して接続されており、この電源から供給される電力によってリニアモータ１１の励磁部（図示せず）が励磁されることにより、可動子１１ｂと固定子１１ａとの間に前記塗工方向への駆動力が発生するようになっている。そして、この駆動力によって可動子１１ｂが固定子１１ａに沿って前記塗工方向に移動することによって、移動機構１９全体が前記塗工方向に移動するようになっている。このリニアモータ１１への電力の供給の際に、リニアモータ１１には熱が生じることになるが、この熱は、前述した放熱板２５によって有効に放熱することができるようになっている。

さらにまた、図２および図３に示すように、一対の被覆部２１におけるそれぞれの上壁部２１ａには、前述した第１のエアベアリング１４が、第１のマウントスクリュ２７を介してそれぞれ固設されている。図２に示すように、第１のエアベアリング１４は、ガイドレール２０の上端面に対して前記浮上方向側に位置している。また、図２に示すように、第１のエアベアリング１４は、その下端面が平坦に形成された略円柱形状に形成されている。この第１のエアベアリング１４は、例えば、多孔質カーボン材を用いて形成されたものであってもよい。さらに、第１のエアベアリング１４には、この第１のエアベアリング１４に空気を供給する図示しない給気装置が連結されている。そして、この第１のエアベアリング１４は、前記非移動状態においては、当該給気装置からの空気の供給が行われず、ガイドレール２０の上端面にその下端面を当接させるようにしてガイドレール２０上に載置されるようになっている。一方、前記移動状態においては、第１のエアベアリング１４は、当該給気装置からの空気の供給が行われることによって、その下端面とガイドレール２０の上端面との間に空気膜を発生させるようになっており、この空気膜によって、ガイドレール２０の上端面から浮上方向に離間するようになっている。

また、図２および図５に示すように、一対の被覆部２１におけるそれぞれの右側壁部２１ｃには、第２のエアベアリング１５が、第２のマウントスクリュ２８を介してそれぞれ固設されている。図２に示すように、第２のエアベアリング１５は、ガイドレール２０の図２における右側面に対して図２における右方から臨んでいる。また、図２に示すように、第２のエアベアリング１５は、その左端面が平坦に形成された略円柱形状に形成されている。この第２のエアベアリング１５は、例えば、多孔質カーボン材を用いて形成されたものであってもよい。さらに、第２のエアベアリング１５には、この第２のエアベアリング１５に空気を供給する図示しない給気装置が連結されている。そして、この第２のエアベアリング１５は、前記非移動状態においては、当該給気装置からの空気の供給が行われず、その左端面とガイドレール２０の右側面との間の間隙の制御が行われないようになっている。一方、前記移動状態においては、第２のエアベアリング１５は、当該給気装置からの空気の供給が行われることによって、その左端面とガイドレール２０の右側面との間に空気膜を発生させるようになっており、この空気膜によって、その左端面とガイドレール２０の右側面との間の間隙が一定に制御されるようになっている。

さらに、図２および図７に示すように、一対の被覆部２１におけるそれぞれの左側壁部２１ｂには、第３のエアベアリング１６が、第３のマウントスクリュ２９を介してそれぞれ固設されている。図２に示すように、第３のエアベアリング１６は、ガイドレール２０の図２における左側面に対して図２における左方から臨んでいる。また、図２に示すように、第３のエアベアリング１６は、その右端面が平坦に形成された略円柱形状に形成されている。この第３のエアベアリング１６は、例えば、多孔質カーボン材を用いて形成されたものであってもよい。さらに、第３のエアベアリング１６には、この第３のエアベアリング１６に空気を供給する図示しない給気装置が連結されている。そして、この第３のエアベアリング１６は、前記非移動状態においては、当該給気装置からの空気の供給が行われず、その右端面とガイドレール２０の左側面との間の間隙の制御が行われないようになっている。一方、前記移動状態においては、第３のエアベアリング１６は、当該給気装置からの空気の供給が行われることによって、その右端面とガイドレール２０の左側面との間に空気膜を発生させるようになっており、この空気膜によって、その右端面とガイドレール２０の左側面との間の間隙が一定に制御されるようになっている。

そして、このように形成された第１〜第３のエアベアリング１４，１５，１６により、被覆部２１は、前記非移動状態においては、前記第１のエアベアリング１４を介してガイドレール２０上に載置され、前記移動状態においては、ガイドレール２０に対して浮上状態かつ非接触状態に保持されるようになっている。

また、図２および図３に示すように、移動機構１９は、その右端部と左端部との間、すなわち、横設部２２における固定部材２に対して図２の上方から臨む中央の所定範囲の部位に、塗工手段保持部としての塗工ナイフ保持部３１が形成されている。図３に示すように、塗工ナイフ保持部３１は、横設部２２の前端面（図３における下端面）における塗工ナイフ１０の横幅（塗工幅）に相当する中央の所定範囲の部分が後方（図３における上方）に向かって凹入されたような凹入部３２を有しており、この凹入部３２には、塗工ナイフ１０がその上端部を介して遊嵌されるようになっている。また、凹入部３２の周縁部上面には、塗工ナイフ１０に配設された前述した固定用プレート部１３が載置されるようになっている。また、図２に示すように、凹入部３２の周縁部には、雌ねじ等の固定用の穴部３３が形成されている。そして、このような構成を有する塗工ナイフ保持部３１に対して、塗工ナイフ１０における上端部を凹入部３２に遊嵌させるとともに固定用プレート部１３を凹入部３２の周縁部上面に載置した上で、図３に示すように、ボルト等の固定手段３４を固定用プレート部１３を挟むようにして穴部３３に嵌合させることによって、塗工ナイフ１０が塗工ナイフ保持部３１に垂下保持されるようになっている。また、このような構成により、塗工ナイフ１０は、塗工ナイフ保持部３１にナイフ単独で着脱可能に保持されるようになっている。

さらに、図２および図９に示すように、移動機構１９の図２における左端部には、基台３の表面に直交する板状の脚部３６が形成されており、この脚部３６の上端部は、横設部２２の左端部に連結されている。そして、この脚部３６の下端部には、前述した第４のエアベアリング１７が、第４のマウントスクリュ３０を介して連結されるようにして配設されている。

図２および図９に示すように、第４のエアベアリング１７は、基台３の表面に対して前記浮上方向側に位置されている。また、第４のエアベアリング１７は、その下端面が平坦に形成された略円柱形状に形成されている。この第４のエアベアリング１７は、例えば、多孔質カーボン材を用いて形成されたものであってもよい。さらに、第４のエアベアリング１７には、この第４のエアベアリング１７に空気を供給する図示しない給気装置が連結されている。そして、この第４のエアベアリング１７は、前記非移動状態においては、当該給気装置からの空気の供給が行われず、基台３の表面にその下端面を当接させるようにして基台３上に載置されるようになっている。一方、前記移動状態においては、第４のエアベアリング１７は、当該給気装置からの空気の供給が行われることによって、その下端面と基台３の表面との間に空気膜を発生させるようになっており、この空気膜によって、基台３の表面から浮上方向に離間するようになっている。

そして、このように形成された第４のエアベアリング１７により、脚部３６は、前記非移動状態においては、第４のエアベアリング１７を介して基台３の表面上に載置され、前記移動状態においては、基台３に対して浮上状態に保持されるようになっている。

したがって、本実施形態によれば、第１〜第４のエアベアリング１４，１５，１６，１７によって塗工ナイフ１０の移動をさらに円滑化することができるとともに、この塗工ナイフ１０の移動を単一のリニアモータ１１のみによって効率的に行うことができる。また、洗浄、点検および交換等の作業を塗工ナイフ１０に対して単独で行うことができるため、取扱い性を向上させることができるとともに、塗工ナイフ１０の交換にともなうコストを削減することができる。

上記構成に加えて、さらに、本実施形態においては、図２に示すように、第１〜第４のエアベアリング１４，１５，１６，１７の配設位置が固定部材２に固定された基材４の表面に対して基材面法線方向にずれている。より具体的には、図２に示すように、第１〜第３のエアベアリング１４，１５，１６は、固定面２ａよりも図２において上方の位置に配設されており、第４のエアベアリング１７は、固定面２ａよりも図２において下方の位置に配設されている。

したがって、本実施形態によれば、エアベアリング１４，１５，１６，１７によって形成される空気膜による影響が少ない位置において基材４の塗工を行うことができるため、より確実な塗工厚さの均一化を図ることができる。

上記構成の他にも、装置本体１ａは、図２、図４および図７に示すように、ガイドレール２０の左側面における固定面２ａとほぼ同じ高さの位置にボルト等の連結手段によって連結されたリニアエンコーダ３７を有している。このリニアエンコーダ３７は、塗工ナイフ１０の前記塗工方向における零点位置を、図２に示す光ファイバセンサ５６によって検出するようになっている。また、図１に示すように、リニアモータ１１には、このリニアモータ１１の駆動を制御する駆動制御部４５が電気的に接続されており、この駆動制御部４５には、リニアエンコーダ３７が電気的に接続されている。そして、駆動制御部４５は、リニアエンコーダ３７による塗工ナイフ１０の位置の検出結果に基づいて、移動機構１９の移動範囲が塗工ナイフ１０による前記塗工方向における塗工範囲に相当する所定の移動範囲に収まるようにリニアエンコーダ１１の駆動を制御するようになっている。

また、図２に示すように、本実施形態において、横設部２２の右端部には、横設部２２と被覆部２１との前記基材面法線方向（図２における縦方向）の間隔を調整することが可能とされ第１のマイクロメータヘッド４６と、当該間隔を目視確認することが可能とされた第１のダイヤルゲージ４７とが配設されている。このダイヤルゲージ４７は、デジタルダイヤルゲージでもよい。さらに、図３に示すように、横設部２２の右端部における前記塗工方向の両端面と一対の被覆部２１との間には、一対の第１のリニアベアリング４８が介在されており、これら一対の第１のリニアベアリング４８によって、第１のマイクロメータヘッド４６の操作にともなう横設部２２の右端部の被覆部２１に対する前記基材面法線方向への相対的な移動が許容されるようになっている。

さらに、図２に示すように、本実施形態において、横設部２２の左端部には、横設部２２と脚部３６との前記基材面法線方向（図２における縦方向）の間隔を調整することが可能とされ第２のマイクロメータヘッド５０と、当該間隔を目視確認することが可能とされた第２のダイヤルゲージ５１とが配設されている。このダイヤルゲージ５１は、デジタルダイヤルゲージでもよい。図９に示すように、第２のマイクロメータヘッド５０は、その下端部を脚部３６の上部に立設されたストッパボルト３８の上端面に当接させた状態で横設部２２に固設されている。さらに、図９に示すように、横設部２２の左端部における前記塗工方向の両端面と、脚部３６の上端部に横設部２２を挟むようにして前記塗工方向に間隔を設けて立設された一対の板状部５３との間には、一対の第２のリニアベアリング５２が介在されている。そして、これら一対の第２のリニアベアリング５２によって、第２のマイクロメータヘッド５０の操作にともなう横設部２２の左端部の脚部３６に対する前記基材面法線方向への相対的な移動が許容されるようになっている。

さらにまた、図１に戻って、塗工装置１は、フレーム４０の上部にヒンジ等によって回動可能に支持された開閉カバー５５を有しており、この開閉カバー５５は、回動動作にともなって装置本体１ａを開閉可能に形成されている。なお、塗工装置１は、塗工作業を適切かつ安全に行うため、開閉カバー５５の開閉状態を検出するセンサを有し、基材４上への塗工剤の塗工中に当該センサによって開閉カバー５５の開放状態が検出された場合には、ブザーによる警報の音声出力や、装置の緊急停止を行うように構成されていることが望ましい。

また、図２に示すように、基台３上における脚部３６の左近傍位置であって固定面２ａとほぼ同じ高さの位置には、光ファイバセンサ５６が配設されており、この光ファイバセンサ５６は、零点位置検出に用いられるようになっている。

さらに、特許文献１と同様に、塗工装置１には、開閉カバー５５内の臭気を排気するための図示しない排気手段が設けられている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

なお、初期状態において、固定部材２の固定面２ａ上に基材４は固定されておらず、また、第１〜第４のエアベアリング１４，１５，１６，１７およびリニアモータ１１は停止されており、移動機構１９は非移動状態になっているものとする。このとき、移動機構１９の図１における右端部（すなわち、被覆部２１）は、第１のエアベアリング１４を介してガイドレール２０上に載置されており、また、移動機構１９の図１における左端部（すなわち、脚部３６）は、第４のエアベアリング１７を介して基台３上に載置されている。さらに、初期状態において、移動機構１９は、次に述べる固定面２ａ上への基材４の固定作業を妨げないように固定面２ａ上からは退避した位置（例えば、ガイドレール２０の図３における上端部に対応する位置）に移動されている。

そして、初期状態から、本実施形態においては、レベリングマウント４２によって塗工装置１を水平に調整した上で、開閉カバー５５を開いて固定部材２における固定面２ａ上に基材４を載置する。

次いで、図示しない吸気装置を駆動して固定部材２に形成された吸着孔を介して固定面２ａ上の空気を吸気することによって、固定面２ａ上に基材４を吸着させて固定する。

次いで、第１〜第４のエアベアリング１４，１５，１６，１７を駆動させて基台３および移動機構１９をガイドレール２０および基台３に対して浮上状態および非接触状態に保持する。なお、第２のエアベアリング１５と第３のエアベアリング１６とは移動機構１９の浮上に直接関与するものではないが、ガイドレール２０と被覆部２１との間の間隙を一定に制御することによって、ガイドレール２０と被覆部２１との非接触状態の安定的な確保および移動状態における移動機構１９の横揺れの防止に寄与することができる。

次いで、駆動制御部４５によってリニアモータ１１を駆動することによって、移動機構１９をその塗工ナイフ１０が所定の塗工開始位置（零点位置）（例えば、固定面１０ａの図３における上端部に臨む位置）に位置するまで移動させる。この塗工開始位置への移動の制御は、リニアエンコーダ３７の検出結果に基づいて行えばよい。

そして、塗工開始位置に位置された塗工ナイフ１０におけるナイフ本体１０ａの先端部と固定面１０ａに固定された基材４の表面との間には、塗工厚さに相当する均一な間隙が形成されることになる。ただし、この間隙は、第１のマイクロメータヘッド４６および第２のマイクロメータヘッド５０によって適宜調整することができる。

次いで、適量の塗工剤を基材４の表面上における所定位置に滴下することによって、基材４の表面上への塗工剤の供給を行う。

次いで、開閉カバー５５を閉じた上で、再びリニアモータ１１を駆動することによって、移動機構１９とともに塗工ナイフ１０を前記塗工方向に移動させることにより、基材４上に供給された塗工剤を、前記塗工方向に引き延ばすようにして基材４の表面に塗工する。

このとき、本実施形態においては、基台３が石定盤によって形成されていることにより、基材４の平面精度が有効に確保されているため、塗工厚さを均一に保持することができる。また、第１〜第４のエアベアリング１４，１５，１６，１７によって移動機構１９を基台３およびガイドレール２０に対して浮上状態かつ非接触状態に保持しながら移動機構１９とともに塗工ナイフ１０を円滑に移動させることができるため、塗工ナイフ１０のがたつきを抑えて均一な塗工厚さを安定的に確保することができる。これにより、塗工された塗工剤を乾燥させて、塗工膜の膜厚のむらが少ない良好な塗工品を得ることができる。例えば、特許文献１に示したような従来の塗工装置においては、Ｂ４サイズの基材に形成された塗工膜の膜厚のむらが２〜１０ミクロン（Ｄｒｙ）であったのに対して、本実施形態における塗工装置１によれば、同サイズの基材に形成された塗工膜の膜厚のむらを１〜２ミクロン（Ｄｒｙ）に低減することができる。また、従来の塗工装置においては、塗工厚さが最小でも５ミクロン（Ｄｒｙ）程度であったのに対して、本実施形態における塗工装置１によれば、２〜３ミクロン（Ｄｒｙ）の薄い塗工厚さを実現することができる。

以上述べたように、本実施形態によれば、剛性および面精度に優れた石定盤からなる基台３によって固定面２ａ上に固定される基材４の表面の平面精度を確保することができ、また、リニアモータ１１によって塗工ナイフ１０を前記塗工方向に円滑に移動させることができ、さらに、エアベアリング１４，１５，１６，１７によって塗工ナイフ１０の移動をより円滑化することができるため、塗工厚さの均一化を従来よりもさらに確実なものとすることができ、あわせて、製品寿命の向上およびコストの低廉化を図ることができる。

１ 塗工装置
２ 固定部材
２ａ 固定面
３ 基台
４ 基材
１０ 塗工ナイフ
１１ リニアモータ
１４ 第１のエアベアリング
１７ 第４のエアベアリング

Claims (6)

1. 所定の大きさの扁平な基材がその表面を平面に保持された状態で固定可能とされた固定部材と、
   この固定部材が搭載される搭載面を有し、前記搭載面上に前記固定部材を搭載する石定盤からなる基台と、
   前記固定部材に固定された前記基材の表面に供給された塗工剤を、当該基材の表面に沿って引き延ばすようにして当該基材の表面に塗工する塗工手段と、
   この塗工手段を前記固定部材に固定された前記基材の表面に平行な所定の塗工方向に移動させるための前記塗工方向に平行な駆動力を発生させるリニアモータと、
   前記塗工手段を前記固定部材に固定された前記基材の表面の面法線方向に平行な浮上方向に向かって浮上状態に保持することによって、前記リニアモータの駆動力による前記塗工手段の前記塗工方向への移動を補助するエアベアリングと
   を備えたことを特徴とする塗工装置。
2. 前記塗工手段を保持しつつ前記リニアモータの駆動力によって前記塗工手段とともに前記塗工方向に移動する移動機構を備え、
   前記移動機構は、
   前記固定部材を前記塗工方向および前記面法線方向の双方に直交する塗工幅方向に跨いだ状態で前記基台上に配置され、
   前記固定部材に対して前記面法線方向において臨む部位に前記塗工手段が保持され、
   前記塗工幅方向における一方の端部が、前記移動機構の非移動状態においては前記基台に立設された前記塗工方向に長尺なガイドレール上に載置されるように形成され、前記移動機構の移動状態においては前記エアベアリングによって前記ガイドレールに対して浮上状態に保持されるとともに前記ガイドレールに沿って移動するように形成され、
   前記塗工幅方向における他方の端部が、前記非移動状態においては前記基台の表面上に載置されるように形成され、前記移動状態においては前記エアベアリングによって前記基台に対して浮上状態に保持されるように形成されてなること
   を特徴とする請求項１に記載の塗工装置。
3. 前記ガイドレールは、前記基台と同一の材料を用いて形成されていること
   を特徴とする請求項２に記載の塗工装置。
4. 前記ガイドレールには、前記リニアモータにおける固定子が配設されており、
   前記移動機構は、
   前記塗工幅方向における一方の端部に、前記ガイドレールを前記面法線方向および前記塗工幅方向から覆う被覆部であって、前記リニアモータにおける可動子が前記固定子に臨んだ状態で連結され、前記ガイドレールに対して前記浮上方向側に位置された前記エアベアリングとしての第１のエアベアリング、前記ガイドレールに対して前記塗工幅方向における一方の方向から臨む第２のエアベアリングおよび前記ガイドレールに対して前記塗工幅方向における他方の方向から臨む第３のエアベアリングが配設され、これら第１、第２および第３のエアベアリングによって前記ガイドレールに対して浮上状態かつ非接触状態に保持される被覆部が形成され、
   前記塗工幅方向における一方の端部と、前記塗工幅方向における他方の端部との間に、前記塗工手段を垂下保持する塗工手段保持部が形成され、
   前記塗工幅方向における他方の端部に、前記基台の表面に対して前記浮上方向側に位置された前記エアベアリングとしての第４のエアベアリングが配設され、この第４のエアベアリングによって当該他方の端部が前記基台に対して浮上状態に保持されるように形成されてなること
   を特徴とする請求項２または請求項３に記載の塗工装置。
5. 前記塗工手段は、前記塗工手段保持部に単独で着脱可能に保持されていること
   を特徴とする請求項４に記載の塗工装置。
6. 前記エアベアリングは、その配設位置が前記固定部材に固定された前記基材の表面に対して前記面法線方向にずれていること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の塗工装置。

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