JP2011245448A

JP2011245448A - 塗布装置

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Publication number: JP2011245448A
Application number: JP2010123170A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tatsuya; 正明辰谷
Original assignee: AKATSUKI KIKAI SEISAKUSHO KK
Current assignee: AKATSUKI KIKAI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-05-28
Also published as: JP5174087B2

Abstract

【課題】気泡が混入した塗布液がグラビアロールに充填されることを防止できる塗布装置を提供すること。
【解決手段】塗布液充填装置６が、グラビアロール３の軸心方向に沿う貯留部形成体４０と、グラビアロール３の回転方向で貯留部Ｄとの接触範囲よりも下手側又は接触範囲の下手側の端部においてグラビアロール３の外周表面に密接するドクターブレード３５とを備えて構成され、貯留部形成体４０に、グラビアロール３側に貯留部Ｄを形成しかつグラビアロール３とは反対側に排出塗布液が流入する排出塗布液流入部Ｒを形成する堰４０ａを、グラビアロール３の軸心方向に沿って設け、塗布液充填装置６が、貯留部Ｄから排出塗布液流入部Ｒに堰４０ａを回り込む状態で塗布液を通流させるオーバーフロー流路ａを備えて構成されている塗布装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、凹状のセルが外周表面に多数個形成されて横軸心周りに回転自在に配設されたグラビアロールと、塗布液供給手段により加圧供給される塗布液を貯留する貯留部が前記グラビアロールの軸心方向に沿って形成され、かつ、この貯留部と前記グラビアロールの外周表面とが接触する状態で配置された塗布液充填装置とが設けられ、前記貯留部から前記グラビアロールの外周表面に塗布液を移動させ、前記グラビアロールの回転に伴って前記外周表面上の塗布液をシート状の基材に塗布する塗布装置に関する。

上記塗布装置は、例えば、二次電池の電極となる銅やアルミの金属箔等の基材に、流動性のある電極活物質や多孔質絶縁膜等の塗布液を塗布した後、乾燥や圧縮等して、基材に所定厚の塗膜を形成するものである（例えば、特許文献１参照。）。

上記塗布装置においては、グラビアロールのセルに塗布液が充填される気液交換過程で、セルを占有していた空気が気泡として貯留部に発生する。また、ドクターブレードにてグラビアロールの外周表面から掻き落とされた塗布液が、回転方向で下手側に位置する貯留部に貯留された塗布液に衝突することにより、塗布液の表面に気泡が発生する。さらに、グラビアロールが貯留部の塗布液に接触した状態で回転作動することで貯留部に貯留された塗布液が攪拌されて塗布液の表面に気泡が発生する。

こうして発生する気泡がグラビアロールの外周表面に充填される塗布液に混入すると、塗膜の膜質低下や、ピンホールの形成や、塗布液の不均一性等の品質悪化の問題が発生する。そこで、従来から、例えば、特許文献１に記載されているように、ドクターブレードによりグラビアロールの外周表面から掻き落とされた塗布液が、貯留部に落下しないように構成したものがある。このように、従来では、極力気泡の発生しない構成を採用することにより、気泡発生を抑制している。

特開２００１−１０４８５１号公報（図２）

従来では、貯留部における塗布液の表面にドクターブレードにより掻き落とされた余剰な塗布液が衝突することによる気泡の発生は抑制できるが、グラビアロールの外周表面と貯留部の塗布液が接触して行われる気液交換により発生する気泡を抑制することはできない。そのため、貯留部で発生した気泡が、グラビアロールの外周表面に充填される塗布液に混入するおそれがあった。

例えば、特許文献１に記載されたものでは、気液交換により発生する気泡は塗布液の流れにより貯留部から排出されるが、排出先の空間は、グラビアロールの外周表面が位置し、一つの排出先を画定する面となっているため、貯留部から排出された気泡を含んだ塗布液がグラビアロールの外周表面に接触し、そのままグラビアロールの外周表面に付着して残り、転写側に送られるおそれがある。

特に貯留部からグラビアロールに付着せずに残った余分な塗布液を排出する場合、一般には、グラビアロールの軸心方向で中間部に位置する排出箇所から塗布液を排出することとなるが、このような構造では、気泡の排出箇所への送りを軸心方向両端側でスムーズに行うことができず、両端側における気泡のグラビアロール側への移動が起こり易い。

本発明は上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、気泡が混入した塗布液がグラビアロールに充填されることを防止できる塗布装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係る塗布装置の第１特徴構成は、凹状のセルが外周表面に多数個形成されて横軸心周りに回転自在に配設されたグラビアロールと、塗布液供給手段により加圧供給される塗布液を貯留する貯留部が前記グラビアロールの軸心方向に沿って形成され、かつ、この貯留部と前記グラビアロールの外周表面とが接触する状態で配置された塗布液充填装置とが設けられ、前記貯留部から前記グラビアロールの外周表面に塗布液を移動させ、前記グラビアロールの回転に伴って前記外周表面上の塗布液をシート状の基材に塗布する塗布装置であって、
前記塗布液充填装置が、前記グラビアロールの軸心方向に沿う貯留部形成体と、前記グラビアロールの回転方向で前記貯留部との接触範囲よりも下手側又は前記接触範囲の下手側の端部において前記グラビアロールの外周表面に密接するドクターブレードとを備えて構成され、前記貯留部形成体に、前記グラビアロール側に前記貯留部を形成しかつ前記グラビアロールとは反対側に排出塗布液が流入する排出塗布液流入部を形成する堰を、前記グラビアロールの軸心方向に沿って設け、前記塗布液充填装置が、前記貯留部から前記排出塗布液流入部に前記堰を回り込む状態で塗布液を通流させるオーバーフロー流路を備えて構成されている点にある。

本特徴構成によれば、貯留部に塗布液が加圧供給されることで、貯留部と接触しているグラビアロールの外周表面に形成された凹状のセル内の空気と貯留部の塗布液とが交換され、グラビアロールの外周表面に対して塗布液が充填される。そして、グラビアロールの回転に伴って、貯留部との接触範囲よりも下手側又は接触範囲の下手側の端部においてグラビアロールの外周表面に密接するドクターブレードにより、グラビアロールの外周表面から余剰な塗布液が掻き落とされ、さらに回転方向下流側で、適量の塗布液がシート状の基材に塗布される。

一方、貯留部とグラビアロールの外周表面との接触範囲において、セル内の空気と、貯留部の塗布液とが交換されることで、少なくともセルに詰まっていた空気が貯留部に気泡として遊離する。

貯留部形成体には、グラビアロール側に貯留部を形成しかつグラビアロールとは反対側に排出塗布液が流入する排出塗布液流入部を形成する堰が、グラビアロールの軸心方向に沿って設けられているので、貯留部に塗布液が加圧供給されることで、貯留部における塗布液は、貯留部から排出塗布液流入部に堰を回り込む状態で塗布液を通流させるオーバーフロー流路に通流する。

貯留部に遊離した気泡は、貯留部における塗布液の流れにより搬送されるが、上述のように、貯留部における塗布液は、貯留部から排出塗布液流入部に堰を回り込む状態で塗布液を通流させるオーバーフロー流路に沿って通流することから、貯留部に遊離した気泡も、塗布液の流れに乗って、グラビアロールの軸心方向に沿う堰を回り込む状態で、グラビアロールとは反対側排の出塗布液流入部に移動する。

したがって、貯留部に遊離した気泡は、グラビアロールの外周表面に接触している貯留部から流出される塗布液と共に堰を越えて排出塗布液流入部に移動することで、グラビアロールから遠ざかる方向に移動するので、気泡が混入した塗布液がグラビアロールの外周表面に接触することが防止できる。さらに、上記のように、排出箇所をグラビアロールの軸心方向中間部に設ける場合も、堰を軸心方向に沿って設けているので、軸心方向両端部側での気泡のグラビアロール側への戻りを抑制でき、上記した課題を良好に解決できる。

このように、本特徴構成によれば、気泡が混入した塗布液がグラビアロールに充填されること防止できる塗布装置を得るに至った。

本発明に係る塗布装置の第２特徴構成は、前記塗布液充填装置が、前記堰が前記貯留部形成体において上方に突出する状態となる縦姿勢にて配置され、前記貯留部形成体が、前記塗布液供給手段にて供給された塗布液を、前記貯留部において上昇流動させ、前記排出塗布液流入部において下降流動させるように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、貯留部における塗布液は、上昇流動したのち、堰を回り込む状態で乗り越えて、排出塗布液流入部において下降流動する。この場合、気泡が混入した塗布液は、堰のグラビアロール側で、液面を形成することができるため、この液面から気泡を良好に排除できる。これにより、グラビアロールに対して気泡が混入した塗布液が充填されることをより効果的に防止できる。

本発明に係る塗布装置の第３特徴構成は、前記貯留部形成体が、前記グラビアロールの回転方向に関して下手側ほど前記外周表面に近づく傾斜面を備えている点にある。

本特徴構成によれば、塗布液が貯留部を傾斜面に沿って流動することで、塗布液のグラビアロールの外周表面に対する接触圧が高められ、セルに詰まっている空気と塗布液との気液交換が行われ易くなり、セルに対する塗布液の充填が促進される。

本発明に係る塗布装置の第４特徴構成は、前記貯留部が、前記グラビアロールの回転方向で上手側において前記外周表面に接触する第１貯留部と、同下手側において前記外周表面に接触する第２貯留部とが前記外周表面に接触する部分で連通する状態で形成され、前記貯留部形成体が、前記第１貯留部を形成する第１形成体と、前記第２貯留部を形成する第２形成体とを備えて構成され、かつ、前記第１形成体及び前記第２形成体の夫々に、前記堰が形成され、前記塗布液供給手段が、前記第１形成体及び前記第２形成体の夫々に対して塗布液を加圧供給するように構成され、前記グラビアロールの前記外周表面に先端部が密接して前記貯留部を前記第１貯留部と前記第２貯留部とに仕切る仕切り用ブレードが設けられている点にある。

本特徴構成によれば、第１貯留部と第２貯留部の夫々に塗布液循環装置にて塗布液が加圧供給されることで、第１貯留部との接触によりまずセル内への塗布液の充填が行われ、気液交換が行われた後、第２貯留部との接触により塗布液がグラビアロールの外周表面に付着される。仕切り用ブレードが、第１貯留部より上流側と第２貯留部より下流側との連通箇所において貯留部を第１貯留部と第２貯留とに仕切ることにより、第１貯留部での気液交換により発生した気泡が塗布液と共に第２貯留部に移動することが防止できる。

また、第１貯留部における堰、及び、第２貯留部における堰により、第１貯留部及び第２貯留部についての夫々のオーバーフロー流路を流動する塗布液とともに気泡が第１貯留部における堰や第２貯留部における堰を越えてグラビアロールから離れる方向に移動する。そのため、気泡を含んだ塗布液が堰を越えて第１貯留部や第２貯留部に戻ってくることはないので、気泡が滞留しない好適な状態でグラビアロールの外周表面が第１貯留部や第２貯留部と接触することになる。

しかも、この構成では、第２貯留部の塗布液と接触する時点では、第１貯留部との接触によりすでにセル内の空気が塗布液と交換されており、しかも、仕切り用ブレードにより、第１貯留部での気液交換により発生した気泡が排出側に良好に導かれるとともに、気泡が塗布液と共に第２貯留部に移動することが防止されているので、第２貯留部では第１貯留部に比べて浮遊する気泡が大幅に少ない状態となっている。そのため、第２貯留部の塗布液との接触による塗布液の充填時に気泡がグラビアロールの外周表面に混入する虞が少ない。

このように、セルの空気と塗布液の気液交換を第１貯留部にて一次的に行い、気泡が殆ど含まれない第２貯留部にて塗布液の付着を二次的に行うことで、気泡がグラビアロールの外周表面に混入することをより効果的に防止できる。

本発明に係る塗布装置の第５特徴構成は、前記塗布液供給手段が、前記第２貯留部に対する塗布液の供給圧よりも大きな供給圧により前記第１貯留部に対して塗布液を供給するように構成されている点にある。

本特徴構成によれば、第１貯留部との接触による気液交換を接触圧の高い状態で行うことで、セルにおける気液交換を十分に促進させることができ、しかも、第２貯留部との接触によるグラビアロールの外周表面への塗布液の移動を接触圧の低い状態で行うことで、グラビアロールの外周表面に密接するドクターブレードによる塗布液量の設定を精度よく行うことができる。

本発明に係る塗布装置の第６特徴構成は、前記塗布液充填装置が、前記堰が前記貯留部形成体において上方に突出する状態となる縦姿勢にて配置され、前記貯留部形成体が、前記塗布液供給手段にて供給された塗布液を、前記貯留部において上昇流動させ、前記排出塗布液流入部において下降流動させるように構成され、前記仕切り用ブレードの先端高さが前記第１形成体における前記堰の上端高さよりも低く設定され、かつ、前記ドクターブレードの先端高さが前記第２形成体における前記堰の上端高さよりも低く設定されている点にある。

本特徴構成によれば、第１貯留部及び第２貯留部の両貯留部でグラビアロールの貯留部側の外周表面に塗布液が存在することになるが、第１貯留部に関しては、多量に発生する気泡の除去を目的として、塗布液の気液接触面をグラビアロールに近い位置として、気泡の除去を迅速に行える。

一方、第２貯留部に関しては、塗布液のグラビアロール外周表面への良好な付着状態を確保するため、塗布液の気液接触面を比較的高い位置として、グラビアロール外周表面部位の圧力を安定したものとできる。

本発明に係る塗布装置の第７特徴構成は、前記塗布液充填装置の位置を、前記グラビアロールに装着される装着位置と、前記グラビアロールから離間してグラビアロール装着側部分が開口する離間位置とに切り換える位置切換手段が設けられている点にある。

本特徴構成によれば、位置切換手段により、塗布液充填装置の位置を装着位置と離間位置とに切り換えることができるので、塗布液充填装置やグラビアロールのメンテナンス時に必要となる塗布液充填装置をグラビアロールから離脱させる作業及び装着させる作業を容易に行うことができる。また、塗布液充填装置を離脱位置に位置させることで、塗布液充填装置やグラビアロールのメンテナンス作業自体が行い易くなる。

第１実施形態におけるグラビアコーターの全体側面図第１実施形態におけるグラビアチャンバーヘッドの斜視図第１実施形態におけるグラビアチャンバーヘッドの拡大斜視図第１実施形態におけるグラビアチャンバーヘッドの縦断断面図第２実施形態におけるグラビアチャンバーヘッドの拡大一部分解斜視図第２実施形態におけるグラビアチャンバーヘッドの縦断断面図第２実施形態における塗布液を貯留している状態のグラビアチャンバーヘッドの縦断断面図

本発明に係る塗布装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
本実施形態の塗布装置は、二次電池の電極板となる基材としてのアルミ箔や銅箔などの金属製のシートに電極活物質や多孔質絶縁膜などの塗布材を塗布する塗布装置である。

塗布装置は、図１に示すグラビアコーター１の他、図外の巻き出し装置、ドライヤー、検査装置、巻き取り装置などを直線状に配置して構成されている。巻き出し装置は、コアに対してロール状に巻き取られた金属シート２をシート送り出し方向に巻き出す。巻き出し装置の送り出し作動を駆動する電動モータには、パウダブレーキが設けられたＡＣサーボモータが用いられており、精度のよいトルク制御によりモータ回転速度が制御される。これによりロール状の金属シート２は、テンションを一定に保ちながら巻き出され、複数のガイドロールを経由する巻回経路に沿って送り出される。グラビアコーター１は、送り出される金属シート２に対して送り出し方向に連続する状態で、セラミックなどの塗布材を溶媒に溶かした流動性のある塗布液を塗布する。ドライヤーは、温調機能付きの複数の恒温槽を連続して接続して構成されており、グラビアコーター１にて塗布された塗布液を徐々に乾燥させる。検査装置は、金属シート２に対して塗布材が適正な位置及び領域に適正な厚みで塗布されているかを検査する。巻き取り装置は、塗布材が連続状態で塗布された金属シートをコアに巻き取る。

図１及び図２に示すように、グラビアコーター１は、金属シート２に塗布される塗布液が充填される金属性のグラビアロール３、グラビアロール３に塗布液を充填する塗布液充填装置としてのグラビアチャンバーヘッド６（以下単に、チャンバーヘッド６と略称する）、チャンバーヘッド６に連続して塗布液を加圧供給する塗布液供給手段としての塗布液循環装置７などを備えて構成されている。

図１に示すように、グラビアロール３は、横軸心Ｙ１周りに回転自在に配設されている。すなわち、床面Ｆに固定されたベースフレーム８に、金属シート２の幅方向で左右一対のロール取り付け用マスト９が接続されており、この一対のロール取り付け用マスト９の夫々に取り付けられた横軸心Ｙ１の軸受け１０により、グラビアロール３が回転自在に支持されている。また、グラビアロール３の外周表面には、塗布液が充填される微細な凹状のセル４（図４参照）がレーザー加工等により多数個形成されている。

図２に示すように、グラビアロール３の一方側の端部には、カップリング３１を介してグラビアロール３を回転駆動させる電動モータ３２が接続されている。そして、グラビアコーター１では、電動モータ３２によりグラビアロール３を一定速度で回転作動させることで、チャンバーヘッド６に形成される塗布液の貯留部Ｄからグラビアロール３の外周表面に移動した塗布液がグラビアロール３の回転に伴って外周表面上の塗布液が金属シート２に塗布されるようになっている。

図１に示すように、チャンバーヘッド６は、左右に分散配置された一対の補強用リブ１７ａを備えたヘッド取り付けブラケット１７にボルトにて固定されている。チャンバーヘッド６の背面部における一対のリブ１７ａの間に位置する部分には、塗布液循環装置７から供給される塗布液の供給口１８が下側に、チャンバーヘッド６から塗布液循環装置７により回収される塗布液の排出口１９が上側に位置する状態で上下に並んで形成されている。ヘッド取り付けブラケット１７は、ヘッド取り付け台２０との間に設けられた図外のリニアガイドにて直動案内される状態で、かつ、当該ヘッド取り付け台２０に対する平面視姿勢及び位置が調節できる状態で設けられている。これにより、チャンバーヘッド６のグラビアロール３に対する姿勢及び距離を調節自在となっている。

ヘッド取り付け台２０には、ヘッド位置調整用電動シリンダ１１が設けられている。ヘッド位置調整用電動シリンダ１１を伸張させると、ヘッド取り付けブラケット１７がグラビアロール３から離間する側にリニアガイドのガイドレールに沿って移動し、ヘッド位置調整用電動シリンダ１１を縮退させると、ヘッド取り付けブラケット１７がグラビアロール３に接近する側にリニアガイドのガイドレールに沿って移動する。

ヘッド取り付け台２０は、床面Ｆに固定されたベースフレーム８の夫々の上端部に設けられた軸受け２１により横軸心Ｙ３周りに回転自在に支持された支持シャフト２２に固定されている。この支持シャフト２２の一方側の端部には、支持シャフト２２を横軸心Ｙ３周りに回転操作して、ヘッド取り付け台２０を回転操作するクランク機構Ｋ２が設けられている。クランク機構Ｋ２は、支持シャフト２２の端部から回転半径方向の外方側に延設されて支持シャフト２２と一体回転自在な操作アーム２３と、この操作アーム２３の回転半径方向で外方側箇所に連結されたヘッド位置切り換え操作用のエアシリンダー２４とで構成されている。

このような構成により、ヘッド位置切り換え操作用のエアシリンダー２４を伸張状態から縮退状態に切り換えると、ヘッド取り付け台２０が横軸心Ｙ３周りに図１で右回りに設定角度（約９０度）だけ回転操作された状態となり、この状態でヘッド位置調整用電動シリンダ１１を伸張させて装着位置（図１の囲い枠内の拡大図において二点鎖線で示す位置）に位置させることで、チャンバーヘッド６がグラビアロール３に装着された状態となる。

逆に、チャンバーヘッド６がグラビアロール３に装着された状態でヘッド位置調整用電動シリンダ１１を縮退させてチャンバーヘッド６をグラビアロール３から離間した状態としてから、ヘッド位置切り換え操作用のエアシリンダー２４を縮退状態から伸張状態に切り換えると、ヘッド取り付け台２０が横軸心Ｙ３周りに図１で左回りに設定角度（約９０度）だけ回転操作されて離間位置（図１の囲い枠内の拡大図において実線で示す位置）に変更される。このとき、チャンバーヘッド６のグラビアロール装着側部分が略真上に向く状態で開口することになる。

このように、本実施形態の塗布装置では、チャンバーヘッド６が装着位置と離間位置とに切り換え自在となっており、チャンバーヘッド６を装着位置と離間位置とに切り換える位置切換手段としてヘッド位置調整用電動シリンダ１１及びヘッド位置切り換え操作用のエアシリンダー２４が設けられている。

図４に示すように、塗布液循環装置７は、塗布液が収容された塗布液タンク２５と、この塗布液タンク２５とチャンバーヘッド６の背面部左右中央箇所の下部に形成された供給口１８とを接続して、塗布液タンク２５の塗布液をチャンバーヘッド６の供給口１８に供給する供給チューブ２６と、チャンバーヘッド６の背面部左右中央箇所の上部に形成された排出口１９と塗布液タンク２５とを接続して、チャンバーヘッド６の排出口１９から排出された塗布液を塗布液タンク２５に回収する回収チューブ２７と、供給チューブ２６の途中箇所に設けられて塗布液タンク２５内の塗布液を吸引してチャンバーヘッド６に塗布液を加圧給送する供給ポンプ２８とを備えている。また、チャンバーヘッド６に設けられた液受け２９から排出される塗布液を回収するドレンチューブ３０も塗布液タンク２５に接続されている。

このような構成の塗布液循環装置７により、チャンバーヘッド６内部から排出口１９に排出される塗布液とチャンバーヘッド６の外部から液受け２９に排出される塗布液の双方が塗布液タンク２５に回収され、供給ポンプ２８により塗布液タンク２５からチャンバーヘッド６に塗布液が加圧供給されるようになっている。つまり、塗布液循環装置７は、塗布液をチャンバーヘッド６に加圧供給する塗布液供給手段７として機能する。なお、チャンバーヘッド６の排出口１９や液受け２９から供給ポンプ２８までの循環経路途中に塗布液中に含まれる不純物や凝固物を取り除くフィルタを設けてもよい。

次にチャンバーヘッド６の構成について説明する。図３及び図４に示すように、チャンバーヘッド６は、装着位置でグラビアロール３側となる前面側において、グラビアロール３の横軸心Ｙ１方向に沿う凹入部３３ｇが形成されたヘッド本体３３の下方側部分にはシール用の入口ドクターブレード３４が設けられ、上方側部分にはグラビアロール３に対する塗布液の充填量を設定する出口ドクターブレード３５が設けられている。チャンバーヘッド６における出口ドクターブレード３５は、グラビアロール３の回転方向で塗布液の貯留部Ｄとの接触範囲の下手側の端部においてグラビアロール３の外周表面に密接している。

入口ドクターブレード３４及び出口ドクターブレード３５は、基端側がヘッド本体３３にボルト固定されるドクターサポータ３６の先端側部分と、ヘッド本体３３において横軸心Ｙ１方向に沿って設定されたドクターブレード取付部分３３ａとにより、基端部が挟み込まれた状態で互いに先端部が対向する姿勢で、かつ、装着位置においてグラビアロール３の外周表面に対して夫々が所定の接触角度を為す状態で取り付けられている。

図３に示すように、チャンバーヘッド６の左右の側面部には、ポリエチレン等の弾力性のある樹脂材料にて構成されたサイドシール部材３７が、ヘッド本体３３の凹入部３３ｇの両端部を塞ぐ状態で装着されており、その外側においてヘッド本体３３にボルト固定される板状の固定金具３８により、サイドシール部材３７がヘッド本体３３に押し付けられた状態で固定されている。なお、サイドシール部材３７をフッ素樹脂プレートにて構成して、このサイドシール部材３７をヘッド本体３３の凹入部３３ｇの両端部に圧入する予圧構造としてもよい。

なお、入口ドクターブレード３４のドクターサポータ３６には、グラビアロール３の下方に位置する前述の液受け２９が横軸心Ｙ３方向に沿って延設されている。また、ヘッド本体３３の上面にはヘッド内における塗布液の流動状態を視認できる確認窓３９が設けられている。

チャンバーヘッド６は、このように外部空間と遮蔽された構造となっているため、外部への塗布液の臭いの拡散を防止でき、外気の湿度変化等が発生しても塗布液の粘土変化が生じ難く、また、外部空間から塵埃等の異物が混入する虞がほとんどない。

図４に示すように、チャンバーヘッド６のヘッド本体３３の凹入部には、グラビアロールの横軸心Ｙ１方向に沿う貯留部形成体４０が、ヘッド本体３３の背面側からボルト固定されて設けられている。凹入部３３ｇの下部側部分を形成する端面、入口ドクターブレード３４、貯留部形成体４０、及び、グラビアロール６の外周表面に囲まれる領域にて、塗布液を貯留する貯留部Ｄがグラビアロールの横軸心Ｙ１方向に沿って形成されている。チャンバーヘッド６は、装着位置において、貯留部Ｄとグラビアロール３の外周表面とが接触する状態で配置されることになる。

貯留部形成体４０は、グラビアロール３の回転方向に関して下手側ほどグラビアロール３の外周表面に近づく傾斜面４０ｓを備えている。これにより、塗布液が貯留部Ｄを傾斜面４０ｓに沿って上昇流動することで、塗布液のグラビアロール３の外周表面に対する接触圧が高められ、セル４に詰まっている空気と塗布液との気液交換が行われ易くなり、セル４に対する塗布液の充填が促進される。

貯留部形成体４０には、グラビアロール３側に貯留部Ｄを形成しかつグラビアロール３とは反対側に排出塗布液が流入する排出塗布液流入部としてのオーバーフロー溝Ｒを形成する堰４０ａがグラビアロール３の軸心方向（横軸心Ｙ１方向）に沿って設けられている。堰４０ａが設けられた貯留部形成体４０がチャンバーヘッド６内に配設されることで、貯留部Ｄからオーバーフロー溝Ｒに堰４０ａを回り込む状態で塗布液を通流させるオーバーフロー流路が形成されている。図４では、塗布液循環装置７により塗布液がチャンバーヘッド６内部に加圧供給されることで貯留部Ｄに貯留されている塗布液がオーバーフローしてオーバーフロー流路ａに沿って流動している様子が示されている。

図４に示すように、装着位置においてチャンバーヘッド６は、堰４０ａが貯留部形成体４０において上方に突出する状態となる縦姿勢にて配置されている。貯留部形成体４０は、塗布液循環装置７にて加圧供給された塗布液を、貯留部Ｄにおいて上昇流動させ、オーバーフロー溝Ｒにおいて下降流動させることになる。

貯留部Ｄの塗布液がグラビアロール３のセル４に充填されることでセル４に詰まっていた空気がセル４から貯留部Ｄ側に移動し、塗布液の流れに乗って塗布液とともに上昇移動し、堰４０ａからグラビアロール３から離れる側に移動して、堰４０ａを回り込んでオーバーフロー溝Ｒに移動する。そのため、貯留部Ｄとグラビアロール３の外周表面との接触による気液交換が行われて発生する気泡や、グラビアロール３の回転作動による塗布液の攪拌により発生する気泡が、塗布液の流れに乗って塗布液とともにオーバーフロー溝Ｒに排出される。したがって、グラビアロール３の外周表面に気泡が混入した塗布液が充填されることによる塗布膜の膜質低下や塗布液の不均一性等の問題が発生し難い。

塗布液は、貯留部形成体４０のグラビアロール３の軸心方向で左右全体にわたってオーバーフロー溝Ｒに排出され、左右中央に形成された排出口１９まで溝状のオーバーフロー溝Ｒに案内されて流動する。図４に示すように、排出口１９は、その外周部の下端がオーバーフロー溝Ｒの底面高さよりも低くかつその外周部の上端がオーバーフロー溝Ｒの底面高さよりも高くなるように形成されている。これにより、オーバーフロー溝Ｒに塗布液が溜まって堰４０ａの高さを超えてしまうことがないようになっている。したがって、塗布液と共に気泡が堰４０ａを一旦越えてしまえば、その塗布液及び気泡がグラビアロール３側へ逆方向に移動することがないので、グラビアロール３に対して気泡が混入した塗布液が充填されることを防止できる効果がより確実となる。

このように、本実施形態の塗布装置におけるグラビアコーター１では、チャンバーヘッド６の貯留部Ｄに、塗布液循環装置７から塗布液が加圧供給されることで、貯留部Ｄの塗布液が堰４０ａを回り込むようにして乗り越えてグラビアロール３から離れる側にオーバーフロー流路ａに沿ってオーバーフローする。このオーバーフロー流路ａに沿った塗布液の流れにより気泡が搬送されることで、堰４０ａを乗り越えるときに塗布液の液面から気泡が分離される。これにより、貯留部Ｄの上面に気泡が滞留することを防止して、グラビアロール３に対して塗布液を充填するときの気泡が混入することを防止できる。

〔第２実施形態〕
第２実施形態における塗布装置は、第１実施形態に例示した塗布装置と、チャンバーヘッド６の構成及び塗布液循環装置７の構成が異なる以外は、同様の構成であるので、以下では、チャッバーヘッド６及び塗布液循環装置７の構成について説明する。なお、第１実施形態におけるチャッバーヘッド６及び塗布液循環装置７の構成に対応するものは同じ符号を付けて説明を省略する。

図５及び図６に示すように、チャッバーヘッド６内において、貯留部Ｄとして、グラビアロール３の回転方向で上手側において外周表面に接触する第１貯留部Ｄ１と、同下手側において外周表面に接触する第２貯留部Ｄ２とが形成され、これらは、グラビアロール３の外周表面に接触する部分で連通する状態で形成されている。

チャッバーヘッド６の内側面には、グラビアロール３の軸心方向に沿って、第１形成体４１と第２形成体４２とが上下に並べて取り付けられている。第２形成体４２の先端部分には、グラビアロール３の外周表面に先端部が密接して貯留部Ｄを第１貯留部Ｄ１と第２貯留部Ｄ２とに仕切る仕切り用ブレード４３がグラビアロール３の横軸心Ｙ１方向に沿って設けられている。仕切り用ブレード４３は、第１貯留部Ｄ１と第２貯留部Ｄ２との連通箇所において貯留部Ｄを第１貯留部Ｄ１と第２貯留部Ｄ２とに仕切ることにより、第１貯留部Ｄ１及び第２貯留部Ｄ２の連通箇所における塗布液の通流を阻止している。

図６に示すように、第１貯留部Ｄ１は、ヘッド本体３３の下部と、入口ドクターブレード３４と、グラビアロール３の外周表面のうち入口ドクターブレード３４の先端及び仕切り用ブレード４３の先端の間に位置する部分と、第１形成体４１の外周部と、第２形成体４２の下面部とで囲まれた領域にて形成されている。第２貯留部Ｄ２は、第２形成体４２の上面部と、仕切り用ブレード４３と、グラビアロール３の外周表面のうち仕切り用ブレード４３の先端及び出口ドクターブレード３５の先端の間に位置する部分と、出口ドクターブレード３５と、ヘッド本体３３の上部におけるドクターブレード取付部分３３ａとで囲まれた領域にて形成されている。

第１形成体４１の上面側には、第１堰４１ａが形成され、第２形成体の上面側には第２堰４２ａが形成されている。第１貯留部Ｄ１に、塗布液循環装置７から塗布液が加圧供給されることで、第１貯留部Ｄ１の塗布液が第１堰４１ａを回り込むようにして乗り越えてグラビアロール３から離れる側に位置する、第１堰４１ａについての排出塗布液流入部としての、第１オーバーフロー溝Ｒ１に第１オーバーフロー流路ａ１に沿ってオーバーフローする。同様に、第２貯留部Ｄ２に、塗布液循環装置７から塗布液が加圧供給されることで、第２貯留部Ｄ２の塗布液が第２堰４２ａを回り込むようにして乗り越えてグラビアロール３から離れる側に位置する、第２堰４２ａについての排出塗布液流入部としての、第２オーバーフロー溝Ｒ２に、第２オーバーフロー流路ａ２に沿ってオーバーフローする。

ヘッド本体３３の背面には、第１貯留部Ｄ１に塗布液を供給するための第１供給口４６、第１貯留部Ｄ１から第１オーバーフロー溝Ｒ１に排出された塗布液をチャンバーヘッド６の外部に排出するための第１排出口４７、第２貯留部Ｄ２に塗布液を供給するための第２供給口４８、第２貯留部Ｄ２から第２オーバーフロー溝Ｒ２に排出された塗布液をチャンバーヘッド６の外部に排出するための第２排出口４９が上下に並んで形成されている。

図７に示すように、仕切り用ブレード４３の先端高さが第１形成体４１における第１堰４１ａの上端高さよりも低く設定され、かつ、ドクターブレード３４の先端高さが第２形成体４２における第２堰４２ａの上端高さよりも低く設定されている。これにより、第１貯留部Ｄ１では、仕切り用ブレード４３の先端がグラビアロール３に密接している部分よりも高い位置まで塗布液が貯留される。また、第２貯留部Ｄ２では、出口ドクターブレード３５の先端がグラビアロール３に密接している部分よりも高い位置まで塗布液が貯留される。

つまり、グラビアロール３の外周表面のうち入口ドクターブレード３４の先端位置から出口ドクターブレード３５の先端位置までの範囲全体が塗布液と接触するように、第１貯留部Ｄ１及び第２貯留部Ｄ２が形成されている。これにより、グラビアロール３の外周表面を塗布液とできるだけ長い時間に亘って接触させることで、セル４に詰まっている空気と塗布液との気液交換をできるだけ促進させることができるとともに、塗布液が充填された後のグラビアロール３への気泡の混入を防止できる。

図６に示すように、塗布液循環装置７には、供給経路途中に第１供給ポンプ５０を備えて塗布液タンク２５と第１供給口４６とを接続する第１供給チューブ５１、及び、供給経路途中に第２供給ポンプ５２を備えて塗布液タンク２５と第２供給口４８とを接続する第２供給チューブ５３が設けられており、第１貯留部Ｄ１及び第２貯留部Ｄ２の夫々に対して塗布液を各別に加圧供給する。チャンバーヘッド６の背面における第１排出口４７及び第２排出口４９から排出される塗布液は、共通回収チューブ５４により塗布液タンク２５に回収される。

このように、本実施形態の塗布装置におけるグラビアコーター１では、第１貯留部Ｄ１と第２貯留部Ｄ２の夫々に塗布液循環装置７にて塗布液が加圧供給されることで、第１貯留部Ｄ１との接触によりまずセル４に関して気液交換が行われた後、第２貯留部Ｄ２との接触により塗布液がグラビアロール３の外周表面に付着される。したがって、第２貯留部Ｄ２の塗布液と接触する時点では、すでにセル４内の空気が塗布液と交換されているので、気液交換による気泡が発生し難い状態となっている。そのため、第２貯留部Ｄ２の塗布液との接触による塗布液の付着時に気泡がグラビアロール３の外周表面に混入する虞が極めて少ない。

また、第１貯留部Ｄ１における第１堰４１ａ、及び、第２貯留部Ｄ２における第２堰４２ａにより、オーバーフローする塗布液とともに気泡が第１堰４１ａや第２堰４２ａを越えてグラビアロール３から離れる方向に移動して第１貯留部Ｄ１や第２貯留部Ｄ２に戻ってくることはないので、気泡の滞留しない好適な状態でグラビアロール３の外周表面が第１貯留部Ｄ１や第２貯留部Ｄ２と接触することになる。

さらに、塗布液循環装置７の第１供給ポンプ５０による第１貯留部Ｄ１１に対する塗布液の供給圧は、第２供給ポンプ５１による第２貯留部に対する塗布液の供給圧よりも大きな供給圧により第１貯留部に対して塗布液を供給するように構成されている。すなわち、第１供給ポンプ５０の供給圧は、第２供給ポンプ５１の供給圧より高い。これにより第１貯留部Ｄ１との接触による気液交換を接触圧の高い状態で行うことで、十分な気液交換が行うことができ、しかも、第２貯留部Ｄ２との接触によるグラビアロール３の外周表面に対する塗布液の充填を接触圧の低い状態で行うことで、グラビアロール３の外周表面に密接する出口ドクターブレード３５による充填量の設定を精度よく行うことができる。

〔別の実施形態〕
以下、本発明の別実施形態について説明する。

（１）上記第１及び第２実施形態では、基材としてロール状に巻き取られた金属シートを例示したが、これに限らず、基材としては、プラスチックフィルムや紙やこれらが積層された積層材料であってもよい。また、基材は、巻き取り状態のシートでなくてもよく、枚葉状態のシートであってもよい。

（２）上記第１及び第２実施形態では、塗布液として、流動性を持たせた電極活物質や多孔質絶縁物質を例示したが、塗布液としてはこれに限られるものではない。

（３）上記第１及び第２実施形態において、チャンバーヘッド６における出口ドクターブレード３５は、グラビアロール３の回転方向で貯留部Ｄとの接触範囲よりも下手側においてグラビアロール３の外周表面に密接するように設けてもよい。

（４）上記第１及び第２実施形態において、チャンバーヘッド６を装着位置において背面が下向きになる横姿勢にてグラビアロール３の下方に位置するように配設してもよいし、或いは、チャンバーヘッド６を装着位置において傾斜姿勢となるように配設してもよい。これらの場合、チャンバーヘッド６は、必ずしも入口ドクターブレード３４を備えていなくてもよい。

（５）上記第１及び第２実施形態において、位置切換手段が設けられたものを例示したが、これに代えて、位置切換手段が設けられていないものであってもよい。

（６）上記第１及び第２実施形態において、グラビアコーター１は、送り出される金属シート２に対して送り出し方向に連続する状態で塗布液を塗布するものを例示したが、これに代えて、塗布液が充填されたグラビアロール３に金属シート２を周期的に圧接させる間欠塗布ユニットを設けて、送り出し方向に一定長さ毎に間隔が空いた間欠状態で塗布液を塗布するものであってもよい。

（７）上記第２実施形態において、塗布液供給手段が、第２貯留部に対する塗布液の供給圧よりも大きな供給圧により第１貯留部に対して塗布液を供給するように構成されているものを例示したが、第１貯留部及び第２貯留部に共通の供給チューブから分岐して塗布液を供給するなどして、第１貯留部及び第２貯留部に対して同様の供給圧にて塗布液を供給してもよい。

（８）上記第２実施形態において、第２貯留部形成体が第２堰を備えているものを例示したが、これに変えて、第２貯留部形成体が第２堰を備えていないものであってもよい。

（９）上記第２実施形態において、仕切り用ブレードの先端高さが第１形成体における堰の上端高さよりも低く設定され、かつ、ドクターブレードの先端高さが第２形成体における堰の上端高さよりも低く設定されているものを例示したが、これに限らず、例えば、仕切り用ブレードの先端高さが第１形成体における堰の上端高さよりも高く設定されたものや、ドクターブレードの先端高さが第２形成体における堰の上端高さよりも高く設定されたものであってもよい。

Ｙ１横軸心
Ｄ貯留部
Ｄ１第１貯留部
Ｄ２第２貯留部
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２排出塗布液流入部
ａ、ａ１、ａ２オーバーフロー流路
２基材
３グラビアロール
４セル
６塗布液充填装置
７塗布液供給装置
１１、２４位置切換手段
３５ドクターブレード
４０貯留部形成体
４０ｓ傾斜面
４０ａ、４１ａ、４２ａ堰
４１第１形成体
４２第２形成体
４３仕切り用ブレード

Claims

凹状のセルが外周表面に多数個形成されて横軸心周りに回転自在に配設されたグラビアロールと、
塗布液供給手段により加圧供給される塗布液を貯留する貯留部が前記グラビアロールの軸心方向に沿って形成され、かつ、この貯留部と前記グラビアロールの外周表面とが接触する状態で配置された塗布液充填装置とが設けられ、
前記貯留部から前記グラビアロールの外周表面に塗布液を移動させ、前記グラビアロールの回転に伴って前記外周表面上の塗布液をシート状の基材に塗布する塗布装置であって、
前記塗布液充填装置が、前記グラビアロールの軸心方向に沿う貯留部形成体と、前記グラビアロールの回転方向で前記貯留部との接触範囲よりも下手側又は前記接触範囲の下手側の端部において前記グラビアロールの外周表面に密接するドクターブレードとを備えて構成され、
前記貯留部形成体に、前記グラビアロール側に前記貯留部を形成しかつ前記グラビアロールとは反対側に排出塗布液が流入する排出塗布液流入部を形成する堰を、前記グラビアロールの軸心方向に沿って設け、
前記塗布液充填装置が、前記貯留部から前記排出塗布液流入部に前記堰を回り込む状態で塗布液を通流させるオーバーフロー流路を備えて構成されている塗布装置。
前記塗布液充填装置が、前記堰が前記貯留部形成体において上方に突出する状態となる縦姿勢にて配置され、
前記貯留部形成体が、前記塗布液供給手段にて供給された塗布液を、前記貯留部において上昇流動させ、前記排出塗布液流入部において下降流動させるように構成されている請求項１記載の塗布装置。
前記貯留部形成体が、前記グラビアロールの回転方向に関して下手側ほど前記外周表面に近づく傾斜面を備えている請求項１又は２記載の塗布装置。
前記貯留部が、前記グラビアロールの回転方向で上手側において前記外周表面に接触する第１貯留部と、同下手側において前記外周表面に接触する第２貯留部とが前記外周表面に接触する部分で連通する状態で形成され、
前記貯留部形成体が、前記第１貯留部を形成する第１形成体と、前記第２貯留部を形成する第２形成体とを備えて構成され、かつ、前記第１形成体及び前記第２形成体の夫々に、前記堰が形成され、
前記塗布液供給手段が、前記第１形成体及び前記第２形成体の夫々に対して塗布液を加圧供給するように構成され、
前記グラビアロールの前記外周表面に先端部が密接して前記貯留部を前記第１貯留部と前記第２貯留部とに仕切る仕切り用ブレードが設けられている請求項１又は２記載の塗布装置。
前記塗布液供給手段が、前記第２貯留部に対する塗布液の供給圧よりも大きな供給圧により前記第１貯留部に対して塗布液を供給するように構成されている請求項４記載の塗布装置。
前記塗布液充填装置が、前記堰が前記貯留部形成体において上方に突出する状態となる縦姿勢にて配置され、
前記貯留部形成体が、前記塗布液供給手段にて供給された塗布液を、前記貯留部において上昇流動させ、前記排出塗布液流入部において下降流動させるように構成され、
前記仕切り用ブレードの先端高さが前記第１形成体における前記堰の上端高さよりも低く設定され、かつ、前記ドクターブレードの先端高さが前記第２形成体における前記堰の上端高さよりも低く設定されている請求項４又は５記載の塗布装置。
前記塗布液充填装置の位置を、前記グラビアロールに装着される装着位置と、前記グラビアロールから離間してグラビアロール装着側部分が開口する離間位置とに切り換える位置切換手段が設けられている請求項１〜６の何れか１項に記載の塗布装置。