JP2019141822A - 塗工膜測定装置、塗工膜測定方法、塗工装置および塗工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって基材上に塗布された複数の塗工膜を高精度に測定する。【解決手段】第１方向において第１塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第１画像データを取得する第１撮像部と、第１方向において第２塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第２画像データを取得する第２撮像部と、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１撮像部および第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する位置関係取得部と、位置関係情報、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１塗工膜および第２塗工膜に関する膜情報を取得する膜情報取得部とを備え、非塗工領域のうち第１撮像部により撮像される撮像領域と第２撮像部により撮像される撮像領域とが少なくとも一部分で重複する。【選択図】図５

Description

この発明は、基材上に塗布された複数の塗工膜を測定する測定技術および当該測定技術による測定結果に基づいて基材への塗布液の塗工を制御する塗工技術に関するものである。

シート状の基材を搬送しながらその表面に塗布液を塗布してストライプ状の塗工膜を複数本形成する技術においては、基材搬送を継続しつつ各塗工膜を測定することが必要となる場合がある。従来においては基材の搬送方向と直交する方向に沿ってラインカメラなどの撮像部を配置し、基材の幅方向において基材全体を撮像して得られる画像データに基づいて各塗工膜のエッジ位置を膜情報として求めていた。

しかしながら、基材の幅サイズの増大にしたがって撮像部の画素分解能（＝幅方向視野サイズ／幅方向画素数）が大きくなり、高精度な測定が困難となっている。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、複数台の撮像部を用いることが提案されていれる。

特開２０１７−５６３６７号公報（例えば図１０参照）

上記従来装置では、塗工膜のエッジ毎に撮像部が設けられており、各エッジの位置を膜情報として求め、さらにエッジの位置に基づいて各塗工膜の幅を算出している。この場合、塗工処理を開始する前に撮像部同士の位置関係が予め調整される。そして、調整完了後に塗工処理が開始され、塗工処理中に塗工膜測定が実施される。この塗工処理中においては、撮像部の発熱等により上記位置関係が崩れることがあるが、それにもかかわらず塗工膜測定を実施すると、測定精度の低下を招く。そこで、測定精度の低下が生じた時あるいはその前に上記位置関係のキャリブレーションを実施することが必要となる。このキャリブレーションの実施のためには、塗工膜の形成を一時的に中断することがあり、このことが処理効率の低下要因のひとつとなっている。また、ロール・トゥ・ロール方式で基材を搬送しながら塗工膜を形成する装置では、基材が連続的につながっているため、途中で塗工処理を中断してキャリブレーションを実施することは難しい。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、長期にわたって基材上に塗布された複数の塗工膜を高精度に測定することができる塗工膜測定技術ならびに当該塗工膜測定技術を用いて複数の塗工膜を高精度に塗工することができる塗工技術を提供することを目的とする。

この発明の第１態様は、基材上において非塗工領域を挟んで第１方向に隣接しながら第１方向と直交する第２方向に塗工された第１塗工膜および第２塗工膜を測定する塗工膜測定装置であって、第１方向において第１塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第１画像データを取得する第１撮像部と、第１方向において第２塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第２画像データを取得する第２撮像部と、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１撮像部および第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する位置関係取得部と、位置関係情報、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１塗工膜および第２塗工膜に関する膜情報を取得する膜情報取得部とを備え、非塗工領域のうち第１撮像部により撮像される撮像領域と第２撮像部により撮像される撮像領域とが少なくとも一部分で重複することを特徴としている。

この発明の第２態様は、基材上において非塗工領域を挟んで第１方向に隣接しながら第１方向と直交する第２方向に塗工された第１塗工膜および第２塗工膜を測定する塗工膜測定方法であって、第１方向において第１塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を第１撮像部により撮像して第１画像データを取得する工程と、第１方向において非塗工領域のうち第１撮像部により撮像される撮像領域の少なくとも一部および第２塗工膜全体を第２撮像部により撮像して第２画像データを取得する工程と、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１撮像部および第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する工程と、位置関係情報、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１塗工膜および第２塗工膜に関する膜情報を取得する工程とを備えることを特徴としている。

この発明の第３態様は、第１方向において互いに離間して配置された第１ノズルおよび第２ノズルから塗工液を基材に供給することで基材上において非塗工領域を挟んで第１方向に隣接しながら第１方向と直交する第２方向に２本の塗工膜を塗工する塗工装置であって、第１方向において第１ノズルからの塗工液の供給により基材上に塗工された第１塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第１画像データを取得する第１撮像部と、第１方向において第２ノズルからの塗工液の供給により基材上に塗工された第２塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第２画像データを取得する第２撮像部と、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１撮像部および第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する位置関係取得部と、位置関係情報、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１塗工膜および第２塗工膜に関する膜情報を取得する膜情報取得部と、膜情報に基づいて第１ノズルおよび第２ノズルによる基材への塗工液の供給を調整する供給調整部とを備え、非塗工領域のうち第１撮像部により撮像される撮像領域と第２撮像部により撮像される撮像領域とが少なくとも一部分で重複することを特徴としている。

この発明の第４態様は、第１方向において互いに離間して配置された第１ノズルおよび第２ノズルから塗工液を基材に供給することで基材上において非塗工領域を挟んで第１方向に隣接しながら第１方向と直交する第２方向に２本の塗工膜を塗工する塗工方法であって、第１方向において第１ノズルからの塗工液の供給により基材上に塗工された第１塗工膜全体および非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第１画像データを取得する工程と、第１方向において非塗工領域のうち第１撮像部により撮像される撮像領域の少なくとも一部および第２ノズルからの塗工液の供給により基材上に塗工された第２塗工膜全体を撮像して第２画像データを取得する工程と、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１撮像部および第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する工程と、位置関係情報、第１画像データおよび第２画像データに基づいて第１方向における第１塗工膜および第２塗工膜に関する膜情報を取得する工程と、膜情報に基づいて第１ノズルおよび第２ノズルによる基材への塗工液の供給を調整する工程とを実行することを特徴としている。

このように構成された発明では、第１撮像部および第２撮像部が非塗工領域のうちの少なくとも一部を重複して撮像する。このため、第１撮像部により撮像して得られる第１画像データに第１塗工膜の膜情報以外に重複部分の画像情報が含まれるとともに、第２撮像部により撮像して得られる第２画像データに第２塗工膜の膜情報以外に重複部分の画像情報が含まれる。これらの画像データ、特に重複部分の画像情報に関するデータに基づいて位置関係情報が取得され、第１方向における第１撮像部および第２撮像部の位置関係が明らかとなっている。したがって、第１撮像部および第２撮像部の位置関係が変動したとしても上記位置関係情報を考慮することで膜情報が正確に求められる。

以上のように、非塗工領域のうち第１撮像部により撮像される撮像領域と第２撮像部により撮像される撮像領域とが少なくとも一部分で重複しているため、第１方向における第１撮像部および第２撮像部の位置関係を常時把握することができる。その結果、位置関係が変動したとしても、第１画像データおよび第２画像データとともに位置関係情報を考慮することで基材上に塗布された塗工膜を高精度に測定することができる。

本発明にかかる塗工膜測定装置の第１実施形態を装備する塗工装置の概略構成を示す図である。 図１に示す塗工装置の部分拡大斜視図である。 図１に示す塗工装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示す塗工装置で実行される塗工処理の概要を示すフローチャートである。 塗工処理に含まれる塗工膜測定処理の概要を示す模式図である。 本発明にかかる塗工膜測定装置の比較例を示す模式図である。 本発明にかかる塗工膜測定装置の第２実施形態を装備する塗工装置で実施される塗工膜測定処理の概要を示す模式図である。 本発明にかかる塗工膜測定装置の第３実施形態を装備する塗工装置で実施される塗工膜測定処理の概要を示す模式図である。

図１は本発明にかかる塗工膜測定装置の第１実施形態を装備する塗工装置の概略構成を示す図である。また、図２は図１に示す塗工装置の部分拡大斜視図である。図３は図１に示す塗工装置の電気的構成を示すブロック図である。この塗工装置１００は、ロール・トゥ・ロール方式で搬送されるシート状の基材Ｓに対してペースト状塗布液を塗工する装置であり、例えばリチウムイオン二次電池のような電池用電極の製造に用いることができる。以下の各図における方向を統一的に示すために、図１に示すようにＸＹＺ直交座標系を設定する。ここでＸＹ平面は水平面であり、Ｘ軸は基材Ｓの幅方向に延びる軸である一方、Ｙ軸はＸ軸と直交し、基材Ｓの水平搬送方向に延びる軸である。Ｚ軸は鉛直軸を表し、（−Ｚ）方向が鉛直下向き方向を表す。なお、以下の説明理解のため、基材Ｓの搬送方向の上流側から見て（＋Ｘ）方向を「右」とし、（−Ｘ）方向を「左」と称する。

この塗工装置１００は、塗布すべき塗布液を内部に貯留するタンク１と、該タンク１から供給される塗布液を吐出する３本のノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒとを備えている。これらのノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒは図２に示すように所定間隔だけ離間しながら幅方向Ｘに配列されている。この明細書では、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒを区別して説明する際には、左側に配置されたノズル５Ｌを「左ノズル５Ｌ」と称し、右側に配置されたノズル５Ｒを「右ノズル５Ｒ」と称し、それらの間に位置するノズル５Ｃを「中央ノズル５Ｃ」と称する。また、区別せずに説明する際には、単に「ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒ」と称する。

ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒはそれぞれ送液系２Ｌ、２Ｃ、２Ｒを介してタンク１と接続されている。送液系２Ｌ、２Ｃ、２Ｒはいずれも同一構成を有している。送液系２Ｌは図１に示すようにタンク１と左ノズル５Ｌとの間を接続する配管２１と、該配管２１の途中に介挿されて配管２１に塗布液を流通させるポンプ２２とを有している。ポンプ２２は、高粘度の塗布液を安定した流量で送出することのできるものであることが望ましい。このようなポンプとしては例えばねじポンプを用いることができ、例えば一軸ねじポンプの一種であるモーノポンプを好適に適用することができる。ポンプ２２の動作は制御ユニット３により制御される。つまり、制御ユニット３がポンプ２２を制御することで送液系２Ｌにおける塗布液の流量を調節し、これによって基材Ｓに形成される塗工膜の幅が調整される。なお、他の送液系２Ｃ、２Ｒも送液系２Ｌと同様に構成されている。

ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒの吐出口は同一方向を向いている。そして、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒの吐出口と対向する位置に基材Ｓが搬送ユニット７により送り込まれる。具体的には、ロール状に巻回された長尺シート状の基材Ｓが搬送ユニット７の供給ローラ７１にセットされるとともに、ロールから引き出された基材Ｓの一端部が巻取ローラ７４に巻回されている。巻取ローラ７４が図の矢印Ｄｒ方向に回転することにより、基材Ｓが供給ローラ７１から繰り出されて矢印Ｄｓ方向に搬送され、巻取ローラ７４により巻き取られる。このようにして供給ローラ７１および巻取ローラ７４に掛け渡された基材Ｓの搬送経路上に、テンションローラ７２およびバックアップローラ７３が設けられている。すなわち、供給ローラ７１から引き出された基材Ｓはテンションローラ７２およびバックアップローラ７３の表面に巻き掛けられており、バックアップローラ７３の表面を通過した基材Ｓが巻取ローラ７４により巻き取られる。

テンションローラ７２は、搬送経路に沿って搬送される基材Ｓに一定の張力を与える。これにより、搬送経路における基材Ｓの弛みが防止され、基材Ｓが安定した姿勢で搬送される。すなわち、搬送経路に配置されるローラ間においては、基材Ｓは略平坦な姿勢を保って搬送される。図１の例では、バックアップローラ７３から巻取ローラ７４までの間で基材Ｓは略水平姿勢となっている。このときの基材Ｓの搬送方向Ｄｓは（＋Ｙ）方向である。

つまり、搬送ユニット７は、塗布対象物である基材Ｓを保持する手段としての機能およびこれを搬送する手段としての機能を有する。搬送ユニット７はさらに、制御ユニット３からの制御指令に応じて、巻取ローラ７４を所定の回転速度で回転させるローラ駆動機構７５を有している。供給ローラ７１、テンションローラ７２およびバックアップローラ７３は駆動機構を持たない従動ローラである。

このように搬送ユニット７により支持・搬送される基材Ｓの主面のうち、一方面がバックアップローラ７３に当接している部分の他方面に対向するように、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒが配置されている。言い換えれば、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒと対向配置されたバックアップローラ７３の表面に基材Ｓが巻き掛けられることで、基材Ｓがノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒと対向する。ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒから吐出される塗布液が基材Ｓの表面に塗布される。基材Ｓが矢印Ｄｓ方向に搬送されることで、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒを基材Ｓに対して相対的に走査移動させながら塗布液を基材Ｓに塗布することができる。基材Ｓ表面のうち、裏面側がバックアップローラ７３に当接する領域にノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒを対向させた状態で塗布液を塗布することにより、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒと基材Ｓ表面とのギャップを安定に維持しながら塗布を行うことができる。

ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒは、バックアップローラ７３に巻き掛けられた基材Ｓの表面に対向する面に、基材Ｓの幅方向、すなわち基材Ｓの長手方向（搬送方向Ｄｓ）に直交する方向に沿って延びるスリット状の吐出口を有している。該吐出口から一定量で連続的に塗布液が吐出されることによって、基材Ｓの表面には塗布液による略平坦な３本の塗工膜Ｆが幅方向Ｘにおいて互いに離間してＹ方向に延びて形成される。なお、３本の塗工膜Ｆを区別して説明する際には、左ノズル５Ｌ、中央ノズル５Ｃ、右ノズル５Ｒにより形成される塗工膜をそれぞれ「左塗工膜ＦＬ」、「中央塗工膜ＦＣ」、「右塗工膜ＦＲ」と称する。

ここで例えば、集電体として機能する金属などの導電体シートを基材Ｓとして用い、塗布液として活物質材料を含むペーストを用いることにより、集電体層の表面に活物質層を積層してなる電池用電極を製造することが可能である。このような塗布液は一般に比較的高粘度であり、例えばせん断速度１０ｓ^-1における粘度が５０Ｐａ・ｓないし３００Ｐａ・ｓ程度のものを用いることができる。また、基材Ｓとしては、例えば樹脂シートの表面に金属薄膜が形成されたものであってもよい。

また、搬送ユニット７による基材Ｓの搬送方向において、バックアップローラ７３よりも下流側であって巻取ローラ７４よりも上流側の位置に、硬化ユニット８が設けられている。硬化ユニット８は、その内部に通送される基材Ｓに塗布された塗布液に対し例えば乾燥空気、熱風、赤外線等を供給することで塗布液の溶媒成分の揮発を促進し、塗布液を乾燥硬化させる。塗布液が特定の電磁波に感応して硬化する材料を含むものである場合には、当該電磁波を塗布液に照射するように構成されてもよい。基材Ｓの搬送経路に沿った硬化ユニット８の長さは、塗布液の硬化時間に対応する。

また、搬送ユニット７による基材Ｓの搬送方向において、バックアップローラ７３よりも下流側であって硬化ユニット８よりも上流側の位置に、３つのラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒが幅方向Ｘに配置されている。ラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒはいずれも幅方向Ｘに延設されている。そして、ラインカメラ９Ｌは左塗工膜ＦＬと非塗工領域ＮＦとの境界、つまり幅方向Ｘにおけるエッジ位置を含む画像を撮像可能となっている。また、ラインカメラ９Ｃ、９Ｒも同様に構成されている。なお、３個のラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒを区別して説明する際には、それぞれを「左カメラ９Ｌ」、「中央カメラ９Ｃ」、「右カメラ９Ｒ」と称する。

さらに詳述すると、ラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒはそれぞれ左塗工膜ＦＬ、中央塗工膜ＦＣおよび右塗工膜ＦＲの直上位置に配置され、幅方向Ｘにおいて次の部位を一括して撮像可能となっている。すなわち、ラインカメラ９Ｌの撮像領域ＲＬは、図２に示すように、
・左塗工膜ＦＬの（−Ｘ）方向側の非塗工領域ＮＦ１全体、
・左塗工膜ＦＬ全体、
・左塗工膜ＦＬと中央塗工膜ＦＣとの間に位置する非塗工領域ＮＦ２全体
・中央塗工膜ＦＣのうち（−Ｘ）方向側で上記非塗工領域ＮＦと接する接続領域（図５中の符号ＦＣＬ）、
となっており、それらの画像を含む画像データを出力する。

また、ラインカメラ９Ｃの撮像領域ＲＣは、
・左塗工膜ＦＬのうち（＋Ｘ）方向側で非塗工領域ＮＦ２と接する接続領域（図５中の符号ＦＬＣ）、
・非塗工領域ＮＦ２全体、
・中央塗工膜ＦＣ全体、
・中央塗工膜ＦＣと右塗工膜ＦＲとの間に位置する非塗工領域ＮＦ３全体、
・右塗工膜ＦＲのうち（−Ｘ）方向側で上記非塗工領域ＮＦ３と接する接続領域（図５中の符号ＦＲＣ）、
となっており、それらの画像を含む画像データを出力する。

さらに、ラインカメラ９Ｒの撮像領域ＲＲは、
・中央塗工膜ＦＣのうち（＋Ｘ）方向側で非塗工領域ＮＦ３と接する接続領域（図５中の符号ＦＣＲ）、
・非塗工領域ＮＦ３全体、
・右塗工膜ＦＲ全体、
・右塗工膜ＦＲの（＋Ｘ）方向側の非塗工領域ＮＦ４全体、
となっており、それらの画像を含む画像データを出力する。なお、各画像データは制御ユニット３の記憶部３１に記憶される。

制御ユニット３は図３に示すように記憶部３１以外に演算処理部３２を有している。演算処理部３２はＣＰＵなどを有し、記憶部３１に予め記憶されているプログラムにしがって装置各部を制御する。演算処理部３２は、幅方向Ｘにおけるラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を示す位置関係情報を取得し、その位置関係情報と画像データに基づき幅方向Ｘにおける塗工膜Ｆのエッジ位置（膜情報）を取得し、さらに膜情報に基づいてポンプ２２を制御して基材Ｓへの塗工液の供給を塗工膜毎に調整する。このように、演算処理部３２は本発明の「位置関係取得部」、「膜情報取得部」および「供給調整部」として機能し、ラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒと協働して塗工膜測定処理を実行する。つまり、塗工装置１００では、演算処理部３２とラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒとの組み合わせが本発明の「塗工膜測定装置」の一例に相当している。なお、図３中の符号６は次に説明する塗工処理（塗工膜測定処理を含む）の進行状況や異常の発生などを必要に応じてユーザに報知するとともにユーザからの各種情報の入力を受け付けるための操作表示ユニットを示している。

図４は図１に示す塗工装置で実行される塗工処理の概要を示すフローチャートである。また、図５は塗工処理に含まれる塗工膜測定処理の概要を示す模式図である。図５中の上段は塗工処理により形成された３本の塗工膜を上方から見た模式図であり、下段は左カメラ９Ｌ、中央カメラ９Ｃおよび右カメラ９Ｒで撮像された画像の模式図である。同図中においてドットが付された部分は塗工膜および塗工膜の画像を模式的に示している。なお、これらの点については後で説明する図７および図８についても同様である。

塗工処理は、制御ユニット３が予め記憶部３１に記憶されているプログラムを実行し、装置各部に所定の動作を行わせることにより実現される。必要な目付量（塗工膜Ｆの構成材料の基材Ｓ表面への供給量）を得るための塗布液供給量は予め設定されている（ステップＳ１０１）。そして、巻取ローラ７４が回転することで基材Ｓの搬送が開始され（ステップＳ１０２）、設定された塗布液供給量に応じた塗布液がポンプ２２から送出されて各ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒから基材Ｓに向けて塗布液が吐出される。これによって、図２や図５の上段に示すように、基材Ｓに対して３本の塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲが互いに所定間隔を隔てて塗工される（ステップＳ１０３）。

そして、塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲがそれぞれ左カメラ９Ｌ、中央カメラ９Ｃおよび右カメラ９Ｒで撮像され（ステップＳ１０４）、その都度カメラの位置関係の取得（ステップＳ１０５）、塗工膜のエッジ位置（端部位置）の取得（ステップＳ１０６）および塗工幅の取得（ステップＳ１０７）を実行する。ここでは、特許文献１、図５および図６を参照しつつ、上記相対位置関係の取得を行う技術的意義について説明する。

複数の塗工膜をストライプ状に塗工する塗工処理において各塗工膜のエッジ位置を取得するために、特許文献１ではエッジ毎にカメラなどの撮像部を配置しており、撮像部の個数が増大するという問題がある。ここで、図６に示す比較例のように第１カメラ９１ないし第４カメラ９４を撮像部として準備し、非塗工領域ＮＦごとにカメラを基材Ｓの上方位置に配置して非塗工領域ＮＦおよびその近傍領域を撮像するように構成してもよい。この比較例においては、第１カメラ９１により左塗工膜ＦＬの（−Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＬ１が撮像される。また、第２カメラ９２により左塗工膜ＦＬの（＋Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＬ２が撮像されるとともに中央塗工膜ＦＣの（−Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＣ１が撮像される。また、第３カメラ９３により中央塗工膜ＦＣの（＋Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＣ２が撮像されるとともに右塗工膜ＦＲの（−Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＲ１が撮像される。さらに、第４カメラ９４により右塗工膜ＦＲの（＋Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＲ２が撮像される。このように少ない撮像部により塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲの測定が可能となる。しかしながら、上記「発明が解決しようとする課題」の項で説明したと同様の課題は残ってしまう。つまり、撮像部同士の位置関係が崩れることで測定精度の低下を招いてしまう。

これに対し、本実施形態では、図５に示すように、左カメラ９Ｌと中央カメラ９Ｃとは接続領域ＦＬＣ、ＦＣＬおよび非塗工領域ＮＦ２を重複して撮像しており、左カメラ９Ｌおよび中央カメラ９Ｃからそれぞれ出力される画像データには重複部分（＝接続領域ＦＬＣ−非塗工領域ＮＦ２−接続領域ＦＣＬ）が含まれる。したがって、左塗工膜ＦＬの（−Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＬ１および中央塗工膜ＦＣの（＋Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＣ２の少なくとも一方を基準に左カメラ９Ｌと中央カメラ９Ｃとの位置関係を特定することができる。これは、塗工処理の初期段階（同図の（ａ）欄）だけでなく、例えば同図の（ｂ）欄に示すように左カメラ９Ｌが幅方向Ｘに変位した場合についても成立する。つまり、中央カメラ９Ｃに対する左カメラ９Ｌの相対位置が幅方向Ｘに変動したとしても幅方向Ｘにおける両者の位置関係を常に正確に把握することができる。また同様にして、中央カメラ９Ｃに対する右カメラ９Ｒの相対位置が幅方向Ｘに変動したとしても幅方向Ｘにおける中央カメラ９Ｃと右カメラ９Ｒとの位置関係を常に正確に把握することができる。さらに、これらの位置関係に基づいて左カメラ９Ｌと右カメラ９Ｒとの位置関係について正確に取得することができる。よって、特許文献１や図６に示す比較例のように塗工処理を中断してキャリブレーションを実施する必要がなく、塗工処理を継続させながらラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を取得することができる（ステップＳ１０５）。

また、ラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を把握した状態で各画像データを解析することで左塗工膜ＦＬの両エッジ位置ＥＬ１、ＥＬ２、中央塗工膜ＦＣの両エッジ位置ＥＣ１、ＥＣ２および右塗工膜ＦＲの両エッジ位置ＥＲ１、ＥＲ２を正確に取得することができる（ステップＳ１０６）。

次のステップＳ１０７では、上記のようにして取得されたエッジ位置（膜情報）から基材Ｓ表面における各塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲの幅（塗工幅）が算出される。そして、所定長さの塗布が終了するまでステップＳ１０３以降の処理が継続される（ステップＳ１０８）。このとき、算出された塗工幅が予め定められた規定範囲内にあるか否かが判定され（ステップＳ１０９）、規定範囲から外れていれば（ステップＳ１０９においてＮＯ）、塗布液供給量の設定が塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲごとに変更されて塗工幅の調整が行われる（ステップＳ１１０）。塗工幅が規定範囲内であれば（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、そのまま塗布が継続される。一方、所定長さ分の塗布が終了すると（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒからの塗布液の吐出および基材Ｓの搬送が停止されて（ステップＳ１１１）、処理が完了する。

以上のように、第１実施形態にかかる塗工膜測定装置を装備する塗工装置１００では、ラインカメラ９Ｌ、９Ｃのいずれもが重複部分（＝接続領域ＦＬＣ−非塗工領域ＮＦ２−接続領域ＦＣＬ）を撮像して画像データをそれぞれ出力し、ラインカメラ９Ｒ、９Ｃのいずれもが重複部分（＝接続領域ＦＲＣ−非塗工領域ＮＦ３−接続領域ＦＣＲ）を撮像して画像データをそれぞれ出力している。そして、それらの画像データに基づいて幅方向Ｘにおけるラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を取得している。したがって、塗工処理中であっても上記位置関係を正確に把握することができるとともに、当該位置情報と画像データに基づいて各塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲのエッジ位置を高精度に測定することができる。しかも、測定結果を用いて塗布液の供給量を調整しているため、塗工処理を中断させることなく、長時間にわかって塗工幅の変動を抑えて高品質な塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲを基材Ｓ上に形成することができる。

このように第１実施形態では、幅方向Ｘおよび搬送方向Ｙが本発明の「第１方向」および「第２方向」に相当している。また、エッジ位置ＥＬ１、ＥＬ２、ＥＣ１、ＥＣ２、ＥＲ１、ＥＲ２が本発明の「エッジ位置情報」の一例に相当している。

また、非塗工領域ＮＦ２を挟んで隣接する塗工膜ＦＬ、ＦＣについては、塗工膜ＦＬを「第１塗工膜」とし、塗工膜ＦＣを「第２塗工膜」とした場合、ノズル５Ｌ、５Ｃがそれぞれ本発明の「第１ノズル」および「第２ノズル」に相当する。また、左カメラ９Ｌおよび左カメラ９Ｌから出力される画像データがそれぞれ本発明の「第１撮像部」および「第１画像データ」に相当し、中央カメラ９Ｃおよび左カメラ９Ｌから出力される画像データがそれぞれ本発明の「第２撮像部」および「第２画像データ」に相当する。「第１塗工膜」と「第２塗工膜」との関係を逆転させた場合には、ノズル５Ｌ、５Ｃがそれぞれ本発明の「第２ノズル」および「第１ノズル」に相当し、左カメラ９Ｌおよび左カメラ９Ｌから出力される画像データがそれぞれ本発明の「第２撮像部」および「第２画像データ」に相当し、中央カメラ９Ｃおよび左カメラ９Ｌから出力される画像データがそれぞれ本発明の「第１撮像部」および「第１画像データ」に相当する。また、非塗工領域ＮＦ３を挟んで隣接する塗工膜ＦＲ、ＦＣについても、上記と同様である。

図７は本発明にかかる塗工膜測定装置の第２実施形態を装備する塗工装置で実施される塗工膜測定処理の概要を示す模式図である。第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、非塗工領域ＮＦ２，ＮＦ３に対して共通ラインＬ２、Ｌ３がそれぞれ搬送方向Ｙに延設されている点と、幅方向Ｘにおけるラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの長さが短縮されている点と、演算処理部３２は画像データに含まれる共通ラインＬ２、Ｌ３を利用してラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を取得している点であり、その他の構成は基本的に同一である。以下、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第２実施形態にかかる塗工装置１００は、共通ラインＬ２、Ｌ３を有する基材Ｓに対して３本の塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲを塗工する装置である。塗工装置１００では、装置塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲを測定するために第１実施形態と同様にバックアップローラ７３と硬化ユニット８との間にラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒが配置されている。第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒはそれぞれ左塗工膜ＦＬ、中央塗工膜ＦＣおよび右塗工膜ＦＲの直上位置に配置されているが、撮像領域ＲＬ、ＲＣ、ＲＲは一部相違している。すなわち、ラインカメラ９Ｌの撮像領域ＲＬは、図７の上段に示すように、
・左塗工膜ＦＬの（−Ｘ）方向側の非塗工領域ＮＦ１全体、
・左塗工膜ＦＬ全体、
・非塗工領域ＮＦ２のうち（−Ｘ）方向側の端部（ただし、共通ラインＬ２が形成された部位を含む）
となっており、それらの画像を含む画像データを出力する。

また、ラインカメラ９Ｃの撮像領域ＲＣは、
・非塗工領域ＮＦ２のうち（＋Ｘ）方向側の端部（ただし、共通ラインＬ２が形成された部位を含む）、
・中央塗工膜ＦＣ全体、
・非塗工領域ＮＦ３のうち（−Ｘ）方向側の端部（ただし、共通ラインＬ３が形成された部位を含む）、
となっており、それらの画像を含む画像データを出力する。

さらに、ラインカメラ９Ｒの撮像領域ＲＲは、
・非塗工領域ＮＦ３のうち（＋Ｘ）方向側の端部（ただし、共通ラインＬ３が形成された部位を含む）、
・右塗工膜ＦＲ全体、
・右塗工膜ＦＲの（＋Ｘ）方向側の非塗工領域ＮＦ４全体、
となっており、それらの画像を含む画像データを出力する。

このように第２実施形態では、左カメラ９Ｌと中央カメラ９Ｃとで重複して撮像する重複部分は第１実施形態に比べて狭まるものの、当該重複部分には共通ラインＬ２が存在する。したがって、共通ラインＬ２の位置Ｐ２を基準に左カメラ９Ｌと中央カメラ９Ｃとの位置関係を特定することができる。これは、塗工処理の初期段階（図７の（ａ）欄）だけでなく、例えば同図の（ｂ）欄に示すように左カメラ９Ｌが幅方向Ｘに変位した場合についても成立する。つまり、中央カメラ９Ｃに対する左カメラ９Ｌの相対位置が幅方向Ｘに変動したとしても幅方向Ｘにおける両者の位置関係を常に正確に把握することができる。また同様に、右カメラ９Ｒと中央カメラ９Ｃとで重複して撮像する重複部分には共通ラインＬ３が存在するため、共通ラインＬ３の位置Ｐ３を基準に右カメラ９Ｒと中央カメラ９Ｃとの位置関係を特定することができる。したがって、中央カメラ９Ｃに対する右カメラ９Ｒの相対位置が幅方向Ｘに変動したとしても幅方向Ｘにおける両者の位置関係を常に正確に把握することができる。

よって、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、ラインカメラ９Ｌ、９Ｃのいずれもが共通ラインＬ２を含む重複部分を撮像して画像データをそれぞれ出力し、ラインカメラ９Ｒ、９Ｃのいずれもが共通ラインＬ３を含む重複部分を撮像して画像データをそれぞれ出力している。そして、それらの画像データに基づいて幅方向Ｘにおけるラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を取得している。したがって、塗工処理中であっても上記位置関係を正確に把握することができるとともに、当該位置情報と画像データに基づいて各塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲのエッジ位置を高精度に測定することができる。しかも、測定結果を用いて塗布液の供給量を調整しているため、塗工処理を中断させることなく、長時間にわかって塗工幅の変動を抑えて高品質な塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲを基材Ｓ上に形成することができる。

また、ラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの撮像範囲を短縮することができるため、第１実施形態に比べて画素分解能が小さく、より高精度な測定が可能となる。

このように第２実施形態では、上記した重複部分が本発明の「共通撮像領域」の一例に相当し、重複部分に存在する共通ラインＬ２、Ｌ３が本発明の「マーク」の一例に相当している。また、共通ラインＬ２、Ｌ３の位置Ｐ２、Ｐ３が本発明の「マークの形成位置情報」の一例に相当している。ここで、マークは実線状のラインに限定されるものではなく、破線、点線、一点鎖線などであってもよいし、ラインの代わりに特定に印であってもよい。また、ラインや印などのマークについては、供給ローラ７１にセットする前に基材Ｓに付与しておいてもよいし、搬送方向Ｙにおけるラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒよりも上流側にインクジェット印刷用のヘッドを配置し、基材Ｓの搬送に連動してヘッドによりマークを印刷してもよい。

図８は本発明にかかる塗工膜測定装置の第３実施形態を装備する塗工装置で実施される塗工膜測定処理の概要を示す模式図である。第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、幅方向Ｘにおける中央カメラ９Ｃの長さが短縮されている点と、演算処理部３２は中央塗工膜ＦＣのエッジ位置ＥＣ１、ＥＣ２のみを利用してラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を取得している点であり、その他の構成は基本的に同一である。以下、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

この第３実施形態にかかる塗工装置１００では、ラインカメラ９Ｃの撮像領域ＲＣは、
・非塗工領域ＮＦ２のうち（＋Ｘ）方向側の端部、
・中央塗工膜ＦＣ全体、
・非塗工領域ＮＦ３のうち（−Ｘ）方向側の端部、
となっており、それらの画像を含む画像データを出力する。

そして、図８に示すように、左カメラ９Ｌと中央カメラ９Ｃとは非塗工領域ＮＦ２のうち（＋Ｘ）方向側の端部および接続領域ＦＣＬを重複して撮像しており、左カメラ９Ｌおよび中央カメラ９Ｃからそれぞれ出力される画像データには重複部分（＝非塗工領域ＮＦ２の（＋Ｘ）方向側端部−接続領域ＦＣＬ）が含まれる。したがって、中央塗工膜ＦＣの（＋Ｘ）方向側のエッジ位置ＥＣ２を基準に左カメラ９Ｌと中央カメラ９Ｃとの位置関係を特定することができる。これは、塗工処理の初期段階（同図の（ａ）欄）だけでなく、例えば同図の（ｂ）欄に示すように左カメラ９Ｌが幅方向Ｘに変位した場合についても成立する。つまり、中央カメラ９Ｃに対する左カメラ９Ｌの相対位置が幅方向Ｘに変動したとしても幅方向Ｘにおける両者の位置関係を常に正確に把握することができる。また同様にして、中央カメラ９Ｃに対する右カメラ９Ｒの相対位置が幅方向Ｘに変動したとしても幅方向Ｘにおける中央カメラ９Ｃと右カメラ９Ｒとの位置関係を常に正確に把握することができる。さらに、これらの位置関係に基づいて左カメラ９Ｌと右カメラ９Ｒとの位置関係について正確に取得することができる。よって、特許文献１や図６に示す比較例のように塗工処理を中断してキャリブレーションを実施する必要がなく、塗工処理を継続させながらラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒの位置関係を取得することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒを個別に配置しているが、これらを一体化したノズルを用いてもよい。

また、上記実施形態では、塗工膜ＦＬ、ＦＣ、ＦＲ毎にポンプ２２を制御して塗工幅を調整しているが、ノズル５Ｌ、５Ｃ、５Ｒを個別に移動させて基材Ｓとのギャップを制御することで塗工幅を調整してもよい。

また、上記実施形態では、３本の塗工膜Ｆを基材Ｓに塗工する塗工装置１００に対して本発明にかかる塗工膜測定装置（＝ラインカメラ９Ｌ、９Ｃ、９Ｒ＋演算処理部３２の位置関係取得部、膜情報取得部）を適用しているが、２本または４本以上の塗工膜Ｆをストライプ状に塗工する塗工装置にも適用可能である。

また上記実施形態では基材Ｓとして集電体となる金属膜を、塗工膜Ｆとして活物質材料を用いて電池用電極を製造するが、この発明に適用対象となる基材および塗工膜（塗布液）の材料はこれに限定されず任意である。

この発明は、基材上に塗布された複数の塗工膜を測定する測定技術全般および当該測定技術による測定結果に基づいて基材への塗布液の塗工を制御する塗工技術全般に適用可能である。

３…制御ユニット
５Ｃ，５Ｌ，５Ｒ…ノズル
７…搬送ユニット
９Ｃ，９Ｌ，９Ｒ…ラインカメラ（撮像部）
３２…演算処理部（位置関係取得部、膜情報取得部、供給調整部）
１００…塗工装置
ＥＣ１，ＥＣ２，ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＲ１，ＥＲ２…エッジ位置
Ｆ，ＦＣ，ＦＬ，ＦＲ…塗工膜
ＦＣＬ，ＦＬＣ，ＦＲＣ，ＦＣＲ…接続領域
Ｌ２，Ｌ３…共通ライン
ＮＦ，ＮＦ１，ＮＦ２，ＮＦ３，ＮＦ４…非塗工領域
Ｐ２，Ｐ３…（共通ラインの）位置
ＲＣ，ＲＬ，ＲＲ…撮像領域
Ｓ…基材
Ｘ…幅方向（第１方向）
Ｄｓ…搬送方向（第２方向）

Claims (8)

1. 基材上において非塗工領域を挟んで第１方向に隣接しながら前記第１方向と直交する第２方向に塗工された第１塗工膜および第２塗工膜を測定する塗工膜測定装置であって、
   前記第１方向において前記第１塗工膜全体および前記非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第１画像データを取得する第１撮像部と、
   前記第１方向において前記第２塗工膜全体および前記非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第２画像データを取得する第２撮像部と、
   前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における第１撮像部および前記第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する位置関係取得部と、
   前記位置関係情報、前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における前記第１塗工膜および前記第２塗工膜に関する膜情報を取得する膜情報取得部とを備え、
   前記非塗工領域のうち前記第１撮像部により撮像される撮像領域と前記第２撮像部により撮像される撮像領域とが少なくとも一部分で重複することを特徴とする塗工膜測定装置。
2. 請求項１に記載の塗工膜測定装置であって、
   前記第１撮像部は、前記第１方向において前記非塗工領域全体を撮像するとともに前記第２塗工膜のうち前記第１方向において前記非塗工領域と接する接続領域を撮像し、
   前記第２撮像部は、前記第１方向において前記非塗工領域全体を撮像するとともに前記第１塗工膜のうち前記第１方向において前記非塗工領域と接する接続領域をさらに撮像し、
   前記位置関係取得部は、前記第１方向における前記第１塗工膜と前記非塗工領域との境界を示すエッジ位置情報を前記第１画像データおよび前記第２画像データからそれぞれ求め、前記エッジ位置情報から前記位置関係を取得する塗工膜測定装置。
3. 請求項１に記載の塗工膜測定装置であって、
   前記位置関係取得部は、前記第１方向における、前記非塗工領域のうち前記第１撮像部および前記第２撮像部により撮像される共通撮像領域に対する前記第１塗工膜および前記第２塗工膜の位置情報をそれぞれ求め、前記位置情報から前記位置関係を取得する塗工膜測定装置。
4. 請求項３に記載の塗工膜測定装置であって、
   前記第１撮像部および前記第２撮像部は前記共通撮像領域に予め形成されたマークを撮像し、
   前記位置関係取得部は、前記第１方向における前記マークの形成位置情報を前記第１画像データおよび前記第２画像データからそれぞれ求め、前記２つの形成位置情報から前記位置関係を取得する塗工膜測定装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の塗工膜測定装置であって、
   前記膜情報取得部は、前記膜情報として、前記第１画像データに基づいて前記第１方向における前記第１塗工膜の幅を求めるとともに前記第２画像データに基づいて前記第１方向における前記第２塗工膜の幅を求める塗工膜測定装置。
6. 基材上において非塗工領域を挟んで第１方向に隣接しながら前記第１方向と直交する第２方向に塗工された第１塗工膜および第２塗工膜を測定する塗工膜測定方法であって、
   前記第１方向において前記第１塗工膜全体および前記非塗工領域の少なくとも一部を第１撮像部により撮像して第１画像データを取得する工程と、
   前記第１方向において前記非塗工領域のうち前記第１撮像部により撮像される撮像領域の少なくとも一部および前記第２塗工膜全体を第２撮像部により撮像して第２画像データを取得する工程と、
   前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における前記第１撮像部および前記第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する工程と、
   前記位置関係情報、前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における前記第１塗工膜および前記第２塗工膜に関する膜情報を取得する工程とを備えることを特徴とする塗工膜測定方法。
7. 第１方向において互いに離間して配置された第１ノズルおよび第２ノズルから塗工液を基材に供給することで前記基材上において非塗工領域を挟んで前記第１方向に隣接しながら前記第１方向と直交する第２方向に２本の塗工膜を塗工する塗工装置であって、
   前記第１方向において前記第１ノズルからの前記塗工液の供給により前記基材上に塗工された第１塗工膜全体および前記非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第１画像データを取得する第１撮像部と、
   前記第１方向において前記第２ノズルからの前記塗工液の供給により前記基材上に塗工された第２塗工膜全体および前記非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第２画像データを取得する第２撮像部と、
   前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における第１撮像部および前記第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する位置関係取得部と、
   前記位置関係情報、前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における前記第１塗工膜および前記第２塗工膜に関する膜情報を取得する膜情報取得部と、
   前記膜情報に基づいて前記第１ノズルおよび前記第２ノズルによる前記基材への前記塗工液の供給を調整する供給調整部とを備え、
   前記非塗工領域のうち前記第１撮像部により撮像される撮像領域と前記第２撮像部により撮像される撮像領域とが少なくとも一部分で重複することを特徴とする塗工装置。
8. 第１方向において互いに離間して配置された第１ノズルおよび第２ノズルから塗工液を基材に供給することで前記基材上において非塗工領域を挟んで前記第１方向に隣接しながら前記第１方向と直交する第２方向に２本の塗工膜を塗工する塗工方法であって、
   前記第１方向において前記第１ノズルからの前記塗工液の供給により前記基材上に塗工された第１塗工膜全体および前記非塗工領域の少なくとも一部を撮像して第１画像データを取得する工程と、
   前記第１方向において前記非塗工領域のうち前記第１撮像部により撮像される撮像領域の少なくとも一部および前記第２ノズルからの前記塗工液の供給により前記基材上に塗工された第２塗工膜全体を撮像して第２画像データを取得する工程と、
   前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における第１撮像部および前記第２撮像部の位置関係を示す位置関係情報を取得する工程と、
   前記位置関係情報、前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて前記第１方向における前記第１塗工膜および前記第２塗工膜に関する膜情報を取得する工程と、
   前記膜情報に基づいて前記第１ノズルおよび前記第２ノズルによる前記基材への前記塗工液の供給を調整する工程と
   を実行することを特徴とする塗工方法。

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