JP2023137821A - 膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法 - Google Patents

膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023137821A
JP2023137821A JP2022044207A JP2022044207A JP2023137821A JP 2023137821 A JP2023137821 A JP 2023137821A JP 2022044207 A JP2022044207 A JP 2022044207A JP 2022044207 A JP2022044207 A JP 2022044207A JP 2023137821 A JP2023137821 A JP 2023137821A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
electrode
liquid composition
film forming
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022044207A
Other languages
English (en)
Inventor
佳実 根本
Yoshimi Nemoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2022044207A priority Critical patent/JP2023137821A/ja
Priority to EP23153225.0A priority patent/EP4245423A1/en
Publication of JP2023137821A publication Critical patent/JP2023137821A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0207Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the work being an elongated body, e.g. wire or pipe
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/02Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery
    • B05B12/04Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery for sequential operation or multiple outlets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/084Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to condition of liquid or other fluent material already sprayed on the target, e.g. coating thickness, weight or pattern
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

【課題】膜厚が制御され、品質に優れた膜を形成可能な膜形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る膜形成装置は、塗布データに基づいて基体上に液体を塗布することにより、前記基体上に膜を形成する膜形成装置であって、前記基体上の所定領域内における前記液体の塗布位置を表す所定の液体配置データを繰り返し並べることにより、前記塗布データを生成する制御部と、前記制御部により生成された前記塗布データに基づき、前記液体を吐出するヘッドと、を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法に関する。
従来、基体に膜を形成する膜形成技術が知られている。この膜形成技術は、電極素子、電気化学素子または二次電池の製造における膜形成等のために使用される。
膜形成技術には、液体吐出ヘッドを基体の搬送方向に複数台設け、液体の吐出を多段で行うことにより、液体吐出ヘッドから吐出された液体を基体上に塗布するものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
膜形成装置には、膜厚が制御され、品質に優れた膜を形成することが求められる。
本発明は、膜厚が制御され、品質に優れた膜を形成可能な膜形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る膜形成装置は、塗布データに基づいて基体上に液体を塗布することにより、前記基体上に膜を形成する膜形成装置であって、前記基体上の所定領域内における前記液体の塗布位置を表す所定の液体配置データを繰り返し並べることにより、前記塗布データを生成する制御部と、前記制御部により生成された前記塗布データに基づき、前記液体を吐出するヘッドと、を有する。
本発明によれば、膜厚が制御され、品質に優れた膜を形成可能な膜形成装置を提供できる。
実施形態に係る電極製造装置の全体構成を例示する図である。 実施形態に係る液体塗布部の詳細構成を例示する図である。 実施形態に係る制御部の機能構成を例示するブロック図である。 実施形態に係る制御部による処理を例示するフロー図である。 実施形態に係る液体配置データを例示する図である。 第1実施形態に係る液体組成物の塗布例を例示する平面図である。 第1塗膜領域と第2塗膜領域とを含む電極の模式図を示す図であり、図7(a)は第1例の図、図7(b)は第2例の図である。 第1塗膜領域と第2塗膜領域とを含む電極の形成方法を示す図であり、図8(a)は二値化画像を用いる方法の図、図8(b)は膜厚の測定結果を用いる方法の図である。 第2実施形態に係る対象領域を例示する図である。 第2実施形態に係る塗布データを例示する図である。 第2実施形態に係る液体組成物の塗布例を示す図である。 第3実施形態に係る電極製造装置の動作を例示するフロー図である。 第3実施形態に係る塗布データを例示する図である。 図13の塗布データに基づく塗布例を示す図である。 比較例に係る液体組成物の塗布例を示す図である。 第4実施形態に係る液体組成物の塗布例を示す図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。
[実施形態]
実施形態に係る膜形成装置は、塗布データに基づいて基体上に液体を塗布することにより、基体上に膜を形成するものである。形成される膜の厚みには特段の制限はなく、基体に対して層状に形成される膜であればよい。
実施形態では、膜形成装置の一例として電極製造装置を説明する。この電極製造装置は、樹脂層または無機層を形成する液体組成物を用いて、電極基体の表面上に形成された電極合材層の表面を覆うように位置選択的に樹脂層または無機層を形成する。電極基体は基体の一例であり、液体組成物は液体の一例である。
はじめに、電極製造装置において使用される電極基体、電極合材層、樹脂層、無機層および液体組成物について説明する。
<電極基体>
実施形態に係る電極基体は、平面性を有する集電体としての導電性箔である。この電極基体は、一般に蓄電デバイスである2次電池、キャパシタ、なかでもリチウムイオン2次電池に好適に用いることができる。
導電性箔としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、チタニウム箔、およびそれらをエッチングして微細な穴を開けたエッチド箔や、リチウムイオンキャパシタに用いられる穴あき電極基体等が用いられる。この電極基体には、燃料電池のような発電デバイスで用いられるカーボンペーパー繊維状の電極を不織または織状で平面状にしたものや、上記穴あき電極基体のうち微細な穴を有するものが使用可能である。
<電極合材層>
実施形態に電極合材層は、電極基体上に設けられた活物質を含む層である。電極合材層は、粉体状の活性物質や触媒組成物を液体中に分散およびまたは溶解し、この液体を電極基体上に塗布、固定、乾燥することによって形成されている。電極合材層を形成するには、スプレー、ディスペンサ、ダイコータや引き上げ塗工等を用いられ、塗布後に乾燥して電極合材層を形成する。
電極合材層は、粉体状の活性物質や触媒組成物を液体中に分散およびまたは溶解し、かかる液を電極基体上に塗布、固定、乾燥することによって形成されている。電極合材層を形成するには、通常、スプレー、ディスペンサ、ダイコータや引き上げ塗工を用いた印刷が用いられ、塗布後に乾燥して電極合材層を形成する。
さらに電極合材層は、例えば電子写真方式や、液体現像型電子写真等のオンデマンド印刷によって形成される場合、電極形状が自由に変えられることに加えて、さらに、電極基体がアルミ箔のような薄い導電性箔である場合、非接触で特定のパターンを位置制御して印刷できることから、液体吐出ヘッドを用いた液体吐出法(インクジェット法)や、ディスペンサ、ジェットノズル等、液体吐出系の手法で印刷することが好ましく、特に液体吐出法は好ましいものとなる。
正極活物質は、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵および放出できる材料であれば特に限定されない。典型的には、アルカリ金属含有遷移金属化合物を正極用活物質として使用できる。例えばリチウム含有遷移金属化合物として、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄およびバナジウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素とリチウムとを含む複合酸化物が挙げられる。例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属酸化物、LiFePO4等のオリビン型リチウム塩、二硫化チタン、二硫化モリブデン等のカルコゲン化合物、二酸化マンガン等が挙げられる。
リチウム含有遷移金属酸化物は、リチウムと遷移金属とを含む金属酸化物または該金属酸化物中の遷移金属の一部が異種元素によって置換された金属酸化物である。異種元素としては、例えばNa、Mg、Se、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、B等が挙げられ、なかでもMn、Al、Co、NiおよびMgが好ましい。異種元素は、1種でもよくまたは2種以上でもよい。これらの正極活物質は単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。ニッケル水素電池における上記活物質としては水酸化ニッケル等が挙げられる。
負極活物質は、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵および放出できる材料であれば特に限定されない。典型的には、黒鉛型結晶構造を有するグラファイトを含む炭素材料を負極活物質として使用できる。そのような炭素材料としては、天然黒鉛、球状または繊維状の人造黒鉛、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)等が挙げられる。炭素材料以外の材料としては、チタン酸リチウムが挙げられる。また、リチウムイオン電池のエネルギー密度を高める観点から、シリコン、錫、シリコン合金、錫合金、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化錫等の高容量材料も負極活物質として好適に使用できる。
ニッケル水素電池における上記活物質としては水素吸蔵合金としては、Zr-Ti-Mn-Fe-Ag-V-Al-WやTi15Zr21V15Ni29Cr5Co5Fe1Mn8等で代表されるAB2系あるいはA2B系の水素吸蔵合金が例示される。
正極または負極の結着剤には、例えばPVDF、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチルエステル、ポリアクリル酸エチルエステル、ポリアクリル酸ヘキシルエステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリメタクリル酸エチルエステル、ポリメタクリル酸ヘキシルエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース等が使用可能である。また、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、エチレン、プロピレン、ペンタフルオロプロピレン、フルオロメチルビニルエーテル、アクリル酸、ヘキサジエンより選択された2種以上の材料の共重合体を用いてもよい。また、これらのうちから選択された2種以上を混合して用いてもよい。
電極に含ませる導電剤には、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維や金属繊維等の導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛やチタン酸カリウム等の導電性ウィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物、フェニレン誘導体、グラフェン誘導体等の有機導電性材料等が用いられる。
燃料電池での活物質は、一般に、カソード電極やアノード電極の触媒として、白金、ルテニウムあるいは白金合金等の金属微粒子をカーボン等の触媒担体に担持させたものを用いる。触媒担体の表面に触媒粒子を担持させるには、例えば触媒担体を水中に懸濁させ、触媒粒子の前駆体を添加、(塩化白金酸、ジニトロジアミノ白金、塩化第二白金、塩化第一白金、ビスアセチルアセトナート白金、ジクロロジアンミン白金、ジクロロテトラミン白金、硫酸第二白金塩化ルテニウム酸、塩化イリジウム酸、塩化ロジウム酸、塩化第二鉄、塩化コバルト、塩化クロム、塩化金、硝酸銀、硝酸ロジウム、塩化パラジウム、硝酸ニッケル、硫酸鉄、塩化銅等の合金成分を含むものを用い)懸濁液中に溶解させアルカリを加え金属の水酸化物を生成させると共に、触媒担体表面に担持させた触媒担体を得る。かかる触媒担体を電極上に塗布し、水素雰囲気下等で還元させることで、表面に触媒粒子(活物質)が塗布された電極を得る。
<樹脂層または無機層>
樹脂層または無機層は、電極基体に、まず、比較的正確な精度をもつ塗工方法、例えばスクリーン印刷やグラビア塗工、液体吐出塗工やディスペンサ描画等によって、絶縁性枠状等の所望の電極形状のパターンを形成するものである。本実施形態では特に、電極基体上に形成されている電極合材層に、液体吐出ヘッドにより液体組成物を吐出することにより樹脂層または無機層を形成する。この後、上記活物質をスラリー状にしたものを上記パターン上に塗布し、乾燥する。これにより、電極合材層の形成速度を極端に上昇させたり、あるいは粘度の限られたスラリーから比較的厚い膜を形成したりする場合にも、後の乾燥工程での所望のサイズ幅の活物質が、電極基体上に常に接する状態を作れることにより、結果として目的とする塗工寸法が常に実現できるため、好ましいものとなる。
従って、かかる樹脂層または無機層に要求される性能は、電極基体に対して、正確に塗布乾燥できることと、上記活物質や、最終的にデバイスにしたときに用いられる電解液に対して溶解しないものであることが好ましい。即ち、電極合材層の周辺部の樹脂層または無機層は、絶縁性膜であることを特徴とするものである。ここでいう絶縁性は、通常厚さ方向で、メガオーム[/cm]以上の絶縁性を有するものであることが好ましい。また、デバイスの中において長く絶縁性を保つ必要があるため、上記電解液に溶解しにくい必要がある。従って、通常の有機溶媒に溶解した樹脂のみではこれらの性能を達成することは難しく、塗布した後に、熱や電離放射線等によって架橋不要化性能等を有する樹脂群が好ましい。あるいは、無機材料は絶縁性を有する微粒子であり、微粒子が溶媒に分散していて、塗布後に乾燥させ絶縁性を有する膜であることが好ましい。さらに、この樹脂層および/または無機層は、電極加工の過程で、最大250[kN]程度の線圧によるプレス工程等が存在するため、上記線圧に対して耐性を有することが好ましい。
<液体組成物>
次に、樹脂層作製用の液体組成物を説明する。この液体組成物は、樹脂および該樹脂の前駆体の少なくとも何れか一方(樹脂または該樹脂の前駆体)を液体に溶解することにより構成される。
樹脂および該樹脂の前駆体としては、分子内に電離放射線や赤外線(熱)によって架橋性の構造を保有する樹脂類やオリゴマー類を液体である有機溶剤(有機溶媒)に溶解せしめたものが好ましい。樹脂および該樹脂の前駆体としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂のうち低分子量のオリゴマー前駆体や、その一部に例えば脂肪族不飽和結合を有する炭化水素基で修飾したものが好ましく、例えばアクリル系共重合体の一部の側鎖にアリル基、アリルオキシ基、アクリロイル基、ブテニル基、シンナミル基、シンナモイル基、クロトメイル基、シクロヘキサジェニル基、インプロペニル基、メタクリロイル基、ペンテニル基、プロペニル基、スチリル基、ビニル基、ブタジェニル基等の不飽和結合を有するもの等が好ましい。
さらにポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリルニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリビニルピロリドン、およびセルロース等についても分子量1万以下の比較的低分子量の分散前駆体やセルロースナノファイバーを用い、それらを電離放射線や赤外線によって加熱することにより定着後の不溶性および架橋性を高めることができる。
さらにこれらの前駆体は、架橋性を高めるために最大30重量部程度のアジド化合物を含有させても構わない。例えば、3.3′-ジクロロ-4.4′-ジアジドジフェニルメタン、4.4′-ジアジドジフェニルエーテル、4.4′-ジアジドジフェニルジスルフィド、4.4′-ジアジドジフェニルスルフィド、4.4′-ジアジドジフェニルスルホン、4-アジドカルコン、4-アジド-4′-ヒドロキシカルコン、4-アジド-4′-メトキシカルコン、4-アジド-4′-モルホリノカルコン、4-ジメチルアミノ-4′-アジドカルコン、2.6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、2.6-ビス(4′-アジドベンザル)-シクロヘキサノン、シンナミリデン-4-アジドアセトフェノン、4-アジドシンナミリデンアセトフェノン、4-アジド-4′-ジメチルアミノシンナミリデンアセトフェノン、シンナミリデン-4-アジドシンナミリデンアセトン、2.6-ビス(4′-アジドシンナミリデン)-4-メチルシクロヘキサノン、2.6-ビス(4′-アジドシンナミリデン)-シクロヘキサノン、1.4′-アジドベンジリデンインデン、1.4′-アジドベンジリデンインデン、1.4′-アジドベンジリデン-3-α-ヒドロキシ-4″-アジドベンジルインデン、9.4′-アジドベンジリデンフルオレン、9.4′-アジドシンナミリデンフルオレン、4.4′-ジアジドスチルベン-2.2′-ジスルホニル-N-(p-メトキシフェニル)アミド、4.4′-ジアジドスチルベン-2.2′-ジスルホニル-N-(p-ヒドロキシエチルフェニル)アミド、4.4′-ジアジドスチルベン-2.2′-ジスルホニル-N-(p-ヒドロキシフェニル)アミド、4.4′-ジアジドスチルベン-2.2′-ジスルホニルアミド、4.4′-ジアジドベンゾフェノン、4.4′-ジアジドスチルベン、4.4′-ジアジドカルコン、4.4′-ジアジドベンザルアセトン、6-アジド-2-(4'-アジドスチリル)ベンゾイミダゾール、3-アジドベンジリデンアニリン-N-オキシp~(4-アジドベンジリデンアミド)安息香酸、1.4-ビス(3′-アジ1ζスチリル)ベンゼン、3.3′-ジアジドジフェニルスルホン、4.4′-ジアジドジフェニルメタン等が挙げられる。
なかでも特に2.6-ビス-(4′アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン等を好適に用いることができる。これらの材料が溶解される溶媒は特に規定されるものではないが、上記化合物が溶解できて沸点や表面張力が後の塗布や乾燥工程に対して好適なものを単独または混合して調整し用いることができる。
また、電極基体上において電極合材層を形成する領域の周囲(枠領域)に先に樹脂層または無機層を形成しておき、枠領域に樹脂層または無機層が形成されている電極基体上に活物質をスラリー状にしたものを塗布し、乾燥させてもよい。これにより、電極合材層の形成速度を極端に上昇させたり、あるいは粘度の限られたスラリーから比較的厚い膜を形成したりする場合にも、後の乾燥工程における所望のサイズ幅の活物質が、電極基体上に常に接する状態を作れる。その結果、目的とする塗工寸法が常に実現できるため、好ましいものとなる。従って、樹脂層または無機層に要求される性能は、電極基体に対して、正確に塗布乾燥できることと、活物質や、最終的にデバイスにしたときに用いられる電解液に対して溶解しないものであることが好ましい。即ち、電極合材層の周辺部の樹脂層または無機層は、絶縁性膜である。
<電極製造装置100の全体構成例>
次に、実施形態に係る電極製造装置100の全体構成について説明する。図1は、電極製造装置100の全体構成を例示する図である。図1は、電極基体102の搬送方向10と略直交する方向から透視した電極製造装置100の内部を示している。
図1に示すように、電極製造装置100は、巻出部101と、液体塗布部103と、プラテン104と、搬送ローラ105と、乾燥部106と、巻取部107と、を有する。これらは電極基体102の搬送方向10に沿って上流から下流に順に設けられている。
電極製造装置100は、巻出部101、搬送ローラ105および巻取部107等により電極基体102を搬送しながら、液体塗布部103から吐出された液体組成物を電極基体102上に塗布し、電極基体102上に液体組成物による膜を形成する。
電極基体102は、搬送方向10に沿って連続する基材である。電極製造装置100は、巻出部101と巻取部107との間の搬送経路に沿って電極基体102を搬送する。電極基体102の搬送方向10に沿う長さは、少なくとも巻出部101と巻取部107との間の搬送経路よりも長い。電極製造装置100は、搬送方向10に沿って連続する電極基体102上に連続して膜を形成できる。
巻出部101は、ロール状に収納された電極基体102を回転させることにより、電極基体102を電極製造装置100の搬送経路に供給する。
液体塗布部103は、電極基体102の搬送方向10に沿ってヘッドユニット103A、103B、103Cおよび103Dを有する。液体塗布部103は、ヘッドユニット103A、103B、103Cおよび103Dから液体組成物を吐出し、電極基体102に塗布する。
ヘッドユニット103A、103B、103Cおよび103Dは、搬送される電極基体102を挟んでプラテン104と向き合うように設けられており、電極基体102に向けて液体吐出方式により液体組成物を吐出する。なお、ヘッドユニットの個数は4つに限定されず、液体塗布部103は、搬送方向10に沿って任意の個数のヘッドユニットを有してもよい。
プラテン104は、電極基体102が搬送経路に沿って搬送されるように案内する部材である。
搬送ローラ105は、電極基体102を支持しつつ、自身が回転することにより電極基体102を搬送方向10に搬送する。なお、電極製造装置100は、搬送ローラ105の他にも、符号がつけられていないローラ等を搬送手段として有する。
電極製造装置100における塗布速度は、他の工程にも関連するが、高速に膜形成を行う点において30[m/分]~100[m/分]であることが好ましい。塗布速度とは、電極基体102を搬送しながら電極基体102上に液体組成物を塗布する速度をいう。
乾燥部106は、ヒートドラム108と、温風乾燥部109と、を有する。乾燥部106は、ヒートドラム108および温風乾燥部109を用いて電極基体102上に塗布された液体組成物を乾燥させる。
ヒートドラム108は、回転可能なドラムであり、その外周面に接触する電極基体102を搬送しながら電極基体102の温度を調節する。
ヒートドラム108は、熱交換媒体としての液体または気体を内部に含む。ヒートドラム108は、搬送方向10に交差する電極基体102の幅方向におけるヒートドラム108の両端部にバルブを有する。ヒートドラム108は、バルブを介して液体または気体をヒートドラム108の内部に吸い込み、また外部に排出することにより、チラー等の外部装置との間で液体または気体を循環させ、熱交換媒体を所定の温度に維持する。
ヒートドラム108は、内部に含まれる熱交換媒体と、その外周面に接触する電極基体102と、を相互に熱交換させることによって、電極基体102を加熱または冷却し、電極基体102の温度が所定温度になるように調節する。
ヒートドラム108の内部に流す液体は、水やオイル等の流動性を有するものであれば特に制限はないが、取り扱いが容易である水が望ましい。ヒートドラム108内部に流す気体としては加温された空気を用いることがコストや安全面で望ましい。
ヒートドラム108による電極基体102の温度調節方法には、熱交換媒体を用いる方法の他、ヒートドラム108の内部に熱源装置を設け、熱源装置の発熱により電極基体102を加熱する方法等も適用できる。ヒートドラム108内に設ける熱源装置には、ハロゲンヒーターや赤外線ヒータ、ニクロムヒータ等を使用できる。
温風乾燥部109は、ヒートドラム108の外周面に向き合うようにして設けられ、電極基体102の幅方向に延伸する開口を備えたノズルを有する。温風乾燥部109は、ヒートドラム108に巻き付けられた電極基体102にノズルから温風を吹き送ることにより、電極基体102を加熱し、電極基体102上の液体組成物を乾燥させる。
なお、乾燥部106は、電極基体102の表面に赤外線を照射して電極基体102上の液体組成物を乾燥させる赤外線加熱器をさらに有してもよい。また乾燥部106は、温風乾燥部109に代えて赤外線加熱器を有してもよい。
ヒートドラム108による調節温度、並びに温風乾燥部109における温風の温度および風速は、液体組成物に含まれる溶剤の乾燥性や、電極基体102へのダメージ等に応じて適切な範囲に設定されることが好ましい。この設定により、乾燥に必要な消費電力が低減できる。
巻取部107は、液体組成物が塗布されることにより膜が形成された電極基体102を巻き取ってロール状に収納する。
<液体塗布部103の詳細構成例>
図2は、液体塗布部103の詳細構成を例示する図であり、ヘッドユニット103A、103B、103Cおよび103Dによる液体組成物の吐出方向から視た液体塗布部103の平面図である。
ヘッドユニット103A、103B、103Cおよび103Dのそれぞれは、電極基体102の幅方向20に沿って4つのヘッド130を有する。ヘッド130は、電極基体102の幅方向20に沿って複数のノズルが配列されたノズル列131を複数有する。ヘッド130は、複数のノズルそれぞれから液体組成物を吐出する。
ヘッドユニット103A、103B、103Cおよび103Dのそれぞれが有するヘッド130は、いずれも同じ構成であってもよいし、一部が異なる構成であっていてもよい。
液体塗布部103は、ヘッドユニット103A、103B、103Cおよび103Dによりライン型の液体吐出ヘッドユニットを構成している。ライン型の液体吐出ヘッドとは、それぞれが液体組成物を吐出する複数のノズルが幅方向20における電極基体102のほぼ全幅にわたって配置されたものをいう。但し、幅方向20における液体塗布部103の幅は、必ずしも電極基体102の全幅でなくてもよく、電極製造装置100により製造される電極の仕様等に応じて適宜決定できる。液体塗布部103が有するヘッドユニットの個数、ヘッドユニットが有するヘッドの個数も幅方向20における液体塗布部103の幅に応じて適宜選択できる。
電極製造装置100では、電極基体102上に高速に膜形成を行うため、ライン型の液体吐出ヘッドユニットを用いた液体吐出方式により液体組成物を吐出することが好ましい。
一方、電極製造装置100では長時間連続して膜形成を行うため、ライン型の液体吐出ヘッドユニットを用いる場合には、膜の形態によっては一部のノズルが液体組成物を長時間吐出しない場合がある。吐出を行わないノズルでは、ノズルを介して外部に露出する液体組成物が乾燥したり、液体組成物中の粒子成分が沈降したりして、液体組成物成分が不均一になり、吐出不良を起こす場合がある。このため液体塗布工程では、吐出を行わないノズルにおける液体組成物界面を振動させることや、ヘッド130中の液体組成物を常時循環させることが好ましい。液体組成物の界面とは、ノズルを介して大気または気体に露出する液体組成物の界面をいう。
電極製造装置100は、液体組成物の界面振動や液体組成物の常時循環により、ノズルを介して外部に露出する液体組成物、並びにヘッド130内の流路における液体組成物成分を略均一にすることができる。電極製造装置100は、液体組成物成分を略均一にすることにより、ヘッド130内における液体組成物の不均一性を抑制し、吐出不良による異常な膜形成を低減できる。
ヘッド130において、液体組成物に刺激を印加して液体組成物を吐出させる手段には、目的に応じたものを適宜選択でき、例えば、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器またはライト等を使用できる。具体的には、圧電素子等の圧電アクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータ等が挙げられる。
上記の中でも、特にヘッド130内の液体組成物の流路内にある圧力室(液室等とも称する)と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加するものが好ましい。圧電素子を含むヘッド130は、電圧の印加により圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小することにより圧力室中の液体組成物を加圧し、ノズルから液体組成物を液滴として吐出する。
また、ヘッド130は液体吐出モジュールを備えてもよい。液体吐出モジュールとは、ヘッド130からの液体組成物吐出に関連する機能部品または機構の集合体をいう。液体吐出モジュールには、供給機構、維持回復機構またはヘッド移動機構等が挙げられる。
<制御部400の構成例>
次に、図3を参照して、電極製造装置100が有する制御部400の構成について説明する。図3は、制御部400の機能構成を例示するブロック図である。
制御部400は、電極製造装置100の動作を制御するための構成部であり、制御基板またはコンピュータ等により構築される。制御基板およびコンピュータは、少なくとも1つの電気回路、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ、またはCPU(Central Processing Unit)等を有する。
制御部400の配置位置には特段の制限はなく、制御部400は、電極製造装置100の任意の位置に配置可能である。また制御部400は、液体塗布部103等が含まれる電極製造装置100の本体部とは離れた位置に遠隔配置されてもよい。
図3に示すように、制御部400は、入出力部401と、搬送制御部402と、選択部403と、格納部404と、生成部405と、吐出制御部406と、を有する。
制御部400は、入出力部401、搬送制御部402、選択部403、生成部405および吐出制御部406の各機能を電気回路で実現する他、これらの機能の一部をソフトウェア(CPU)により実現することもできる。制御部400は、複数の回路または複数のソフトウェアにより、これらの機能を実現してもよい。また制御部400は、HDD(Hard Disk Drive)等のメモリにより格納部404の機能を実現できる。
上記の各機能構成部の一部は、制御部400以外の構成部により実現されてもよい。また、各機能構成部の一部は、制御部400と、制御部400以外の構成部と、の分散処理により実現されてもよい。制御部400以外の構成部は、例えば液体塗布部103や、外部PC(Personal Computer)、ネットワークを介した外部サーバ等である。
入出力部401は、外部装置と制御部400との間において通信を行うインターフェース機能を有する。本実施形態では、入出力部401は、外部PC等の外部装置から膜形成条件Cを入力する。
膜形成条件とは、ヘッド130から吐出される液体組成物の量を決定するための情報をいう。例えば膜形成条件Cは、電極製造装置100により形成される膜の厚みや、電極基体102上における単位面積当たりの液体組成物の体積または重量等の情報であるが、これらに限定されるものではない。
搬送制御部402は、入出力部401を介して入力した膜形成条件Cに基づいて、電極基体102の搬送を制御する。搬送制御部402は、巻出部101による電極基体102の巻き出し動作、並びに巻取部107による電極基体102の巻取り動作を制御することにより、電極基体102の搬送開始タイミング、搬送終了タイミング、搬送速度等を制御できる。
選択部403は、入出力部401を介して入力した膜形成条件Cに基づき、対応関係情報407を参照して液体配置データPを選択する。
対応関係情報407は、膜形成条件Cと、液体配置データPと、の対応関係を示す情報、あるいは該対応関係に関連する情報である。対応関係情報407は、予め定められ、格納部404に格納されている。選択部403は、膜形成条件Cに対応した液体配置データPを選択することにより取得できる。
生成部405は、電極基体102上の所定領域内における液体組成物の塗布位置を表す所定の液体配置データPを繰り返し並べることにより、塗布データAを生成する。
塗布データAは、電極製造装置100による液体組成物塗布の対象となる領域である対象領域全体に液体組成物を塗布する元となるデータである。液体配置データPは、対象領域の一部である所定領域に液体組成物を塗布する元となるデータである。塗布データAおよび液体配置データPは、いずれも電極基体102上への液体組成物の配置パターンを表すデータということもできる。
本実施形態では、生成部405は、液体配置データPをタイリング処理により繰り返し並べることによって塗布データAを生成する。タイリング処理とは、複数の液体配置データPが相互に重ならないように並べて繋ぎ合わせる処理をいう。
吐出制御部406は、生成部405により生成された塗布データAに基づき、液体塗布部103に含まれているヘッド130による液体組成物の吐出を制御する。例えば吐出制御部406は、塗布データAを液体塗布部103に転送することにより、液体塗布部103に含まれる複数のノズルのうち、液体組成物を吐出するノズルの選択、該ノズルから液体組成物が吐出されるタイミング、該ノズルから液体組成物が吐出される量等を制御できる。
<制御部400による処理例>
図4は、実施形態に係る制御部400による処理を例示するフローチャートである。制御部400は、外部PC等の外部装置から膜形成条件を入力したタイミングをトリガーにして図4の処理を開始する。あるいは制御部400は、電極製造装置100が有する操作部を用いて電極製造装置100のユーザ(以下、単にユーザという)が膜形成の開始を指示する操作を受け付けたタイミングをトリガーにして、図4の処理を開始してもよい。
まず、ステップS41において、制御部400は、搬送制御部402により、入出力部401を介して入力した膜形成条件Cに基づいて電極基体102の搬送を開始する。搬送制御部402は、膜形成条件Cに基づく搬送停止指示がない限り、電極製造装置100による膜形成動作が終了するまで、停止することなく電極基体102を連続搬送させる。
続いて、ステップS42において、制御部400は、選択部403により、入出力部401を介して入力した膜形成条件Cに基づき、格納部404に格納されている対応関係情報407を参照して液体配置データPを選択する。なお、ステップS41およびステップS42の処理は、順番が適宜変更されてもよく、両者が並行に行われてもよい。
続いて、ステップS43において、制御部400は、選択部403により選択された液体配置データPを生成部405により繰り返し並べることによって、塗布データAを生成する。
続いて、ステップS44において、制御部400は、生成部405により生成された塗布データAに基づいて、吐出制御部406により、液体塗布部103に含まれている複数のヘッド130による液体組成物の吐出を制御する。複数のヘッド130から吐出された液体組成物は、電極基体102上の所望の位置に塗布される。
続いて、ステップS45において、制御部400は、対象領域全体への液体組成物の塗布が終了したか否かを判定する。制御部400は、膜形成条件Cに基づいて、あるいはユーザによる膜形成の終了指示に応じて、液体組成物の塗布が終了したか否かを判定できる。
ステップS45において液体組成物の塗布が終了したと判定された場合には(ステップS45、Yes)、制御部400は、電極製造装置100の各構成部の動作を停止させた後、処理を終了する。一方、液体組成物の塗布が終了していないと判定された場合には(ステップS45、No)、制御部400は、ステップS44以降の処理を再度行う。
以上のようにして、制御部400は、電極製造装置100による膜形成の制御を行うことができる。
<液体配置データPの一例>
図5は、電極製造装置100における液体配置データPを例示する図である。図5は、液体配置データPの第1例としての液体配置データP1、第2例としての液体配置データP2、第3例としての液体配置データP3を示している。
図5に示すように、液体配置データPは、縦方向にM個、横方向にN個の画素が並んだ合計M×N個の画素集合体である画像パターンとして表される。縦方向は搬送方向10に対応し、横方向は幅方向20に対応する。図5は、M=4、N=4で合計16個の画素集合体である画像パターンを例示しているが、これらに限定されず、縦および横方向における画素の個数は任意に決定できる。
ドットハッチングにより示した画素51は、電極基体102上に液体組成物が塗布される位置に対応し、白色で示した画素52は、電極基体102上に液体組成物が塗布されない位置に対応する。図5では、液体組成物の塗布または非塗布に対応する2つの画素値により液体配置データPが表現されているが、これに限定されず、液体配置データPは、3つ以上の多値の画素値により表現されてもよい。例えば3値表現の場合には、液体配置データPは、ヘッド130から吐出される液体組成物による液滴の体積が大きい大滴の塗布、該液滴の体積が小さい小滴の塗布、および非塗布の3通りの画素値により表現される。
液体配置データP1は、1つの液体配置データPに対応する電極基体102上の領域における25%の領域に液体組成物を塗布する塗布比率25%の液体配置データである。塗布比率とは、単位面積当たりに塗布される液体組成物の面積比率をいう。同様に、液体配置データP2は塗布比率50%の液体配置データ、液体配置データP3は塗布比率100%の液体配置データである。但し、塗布しない領域を有することで膜厚を制御するため、塗布比率100[%]とすることは本発明の目的ではない。
電極製造装置100は、塗布比率に応じて電極基体102上に形成する膜の厚みを制御できる。例えば電極製造装置100は、塗布比率が少ないほど薄い膜を電極基体102上に形成できる。
[第1実施形態]
<第1実施形態に係る塗布例>
図6は、第1実施形態に係る液体組成物の塗布例を示す図であり、塗膜物110をその法線方向から視た平面図である。塗膜物110は、液体組成物が塗布されることにより膜が形成された電極基体102を含む。なお、電極基体102は塗膜物110に含まれているため、図6では、塗膜物110の符号に対して電極基体102の符号を括弧書きにより表記している。
塗膜物110は電極素子の一部を構成できる。ここで、電極素子とは、電極が積層されておらず、パッケージ化されていない素子を意味する。電極素子は、キャパシタ等の電気化学素子や、2次電池等に使用される。
塗膜物110は、幅方向20において幅Wx、搬送方向10において長さWyの大きさを有する。破線で示した所定領域120は、1つの液体配置データPに基づいて液体組成物が塗布された領域である。所定領域120は、液体組成物が塗布された第1塗膜領域121と、液体組成物が塗布されなかった第2塗膜領域122と、を含む。なお、第1塗膜領域121に塗布された液体組成物は、電極基体102上において広がるため、第2塗膜領域122は、必ずしも液体組成物が存在しないとは限らない。
複数の液体配置データPのタイリング処理により生成された塗布データAに基づいて、搬送方向10および幅方向20それぞれに複数の所定領域120がタイリング形成されることにより、対象領域全体に膜が形成される。図6は、塗布比率50%の液体配置データP2に基づいて形成された膜を例示しているが、塗布比率50%以外の液体配置データPに基づいて膜を形成する場合においても同様である。 このように、所定領域120が液体配置データPを繰り返し配置することで形成されるため、形成された膜上の第1塗膜領域121と第2塗膜領域122は交互且つ周期的となる。第1塗膜領域121と第2塗膜領域122の周期は塗膜比率によって変わるが、液体配置データPの1辺の長さ以下である。例えば、図5のように4×4[個]の画素数で構成される液体配置データPの大きさが85[μm]×85[μm]である場合には、第1塗膜領域121と第2塗膜領域122からなるパターンの周期は、85[μm]以下となる。
なお、幅Wyが搬送方向10における所定領域120の長さの整数倍でない場合には、幅Wyに合わせて所定領域120の一部は形成されない。同様に、幅Wxが幅方向20における所定領域120の長さの整数倍でない場合には、幅Wxに合わせて所定領域120の一部は形成されない。
ここで、電極基体102上に膜が形成された第1塗膜領域121と、第2塗膜領域122と、を有する塗膜物110について説明する。塗膜物110は電極の一例である。第1塗膜領域121および第2塗膜領域122は、所定の方向に沿って交互且つ周期的に設けられている。所定の方向は、塗膜物110の搬送方向10又は塗膜物110の幅方向20であることが好ましい。
第1塗膜領域121と第2塗膜領域122は、塗膜物110の塗膜面を、顕微鏡を用いて観察することで区別できるが、より好ましくは、塗膜物110の塗膜面を撮像した画像を2値化する方法または塗膜物110の断面から、塗膜物110の膜厚を測定する方法の何れかによって区別する。
図7は、第1塗膜領域と第2塗膜領域とを含む電極の模式図を示す図であり、図7(a)は第1例の図、図7(b)は第2例の図である。
図7(a)に示すように、第1例に係る塗膜物110aは、電極基体102上において、Y方向に液滴を塗布する画素(塗布画素)位置が連続し、X方向の液滴塗布画素位置と非塗布画素位置が交互に切り替わるものである。図10(b)に示すように、第2例に係る塗膜物110bは、電極基体102上のX方向およびY方向の各方向において、液滴塗布画素位置と非塗布画素位置が交互に切り替わるものである。実線矢印で示した第1塗膜領域121は、液滴塗布画素位置に該当する。破線矢印で示した第2塗膜領域122は、非塗布画素位置に該当する。なお、第2塗膜領域122は非塗布画素位置ではあるが、第1塗膜領域121からはみ出した液滴が存在する。
図8は、第1塗膜領域と第2塗膜領域とを含む塗膜物110の形成方法を示す図である。図8(a)は二値化画像を用いる方法、図8(b)は断面形状の測定結果を用いる方法を示している。
図8(a)は、塗膜物110を上方から顕微鏡等で撮像(塗膜面を撮像)したものを2値化した画像の一例を示している。この方法では、2値化後の画像データにおいて、白に対応するデータを第2塗膜領域122とし、黒に対応するデータを第1塗膜領域121とする。これにより塗膜領域内を2分化する。白または黒の各データに対応する塗膜領域の割り当ては一例であり、白黒が反転していてもよい。また、撮像したデータはカラーデータもしくはグレースケールデータであり一版あたり256個の階調を有することが一般的である。2値化する際の閾値には、明るさを表す尺度(例えば明度や輝度)の分布における中央値もしくは平均値のいずれかを用いることが望ましい。
図8(b)は、塗膜物110の断面形状を表している。この方法では、塗膜物110の形状における高さ分布において所定の高さを超える、例えば電極基体102よりも高い領域を、第1塗膜領域121とし、所定の高さ以下となる、例えば電極基体102と同じくらいの高さである領域を、第2塗膜領域122とする。所定の高さは、図8(b)では、一例として電極基体102内の高さ分布の最大値としているが、中央値や平均値を用いてもよい。また、高さ位置を取得する方向及び範囲は、第1塗膜領域121と第2塗膜領域122とをそれぞれ複数含むよう設定する。
ここで、第1塗膜領域121および第2塗膜領域122における周期性の有無を確認する方法について説明する。第1塗膜領域121及び第2塗膜領域122の配置における周期性の有無は、例えば、塗膜物110の塗膜面を、顕微鏡を用いて観察することにより判断できる。また、より好ましくは、塗膜物110の塗膜面を撮像した画像をフーリエ変換して得られる周波数成分を解析する方法、あるいは塗膜物110の断面形状測定結果をフーリエ変換して得られる周波数成分を解析する方法等を用いて判断できる。
塗膜物110の塗膜面を撮影した画像を用いる場合には、画像データ(カラーデータ、グレースケールデータ、またはそのいずれかを二値化したデータ)の濃淡に対してフーリエ変換を行う。
塗膜物110の断面形状測定結果を用いる場合には、高さデータの推移を波形データとしてフーリエ変換を行う。フーリエ変換は離散的フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)または高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier transform)のいずれを用いてもよいが、処理の高速化の観点では高速フーリエ変換が好ましい。
<電極製造装置100の作用効果>
以上説明したように、電極製造装置100は、塗布データAに基づいて電極基体102(基体)上に液体組成物(液体)を塗布することにより、電極基体102上に膜を形成する。電極製造装置100は、電極基体102上の所定領域120内における液体組成物の塗布位置を表す所定の液体配置データPを繰り返し並べることにより、塗布データAを生成する制御部400と、制御部400により生成された塗布データAに基づき、液体組成物を吐出するヘッド130と、を有する。
本実施形態では、塗布データAに基づいて第1塗膜領域121と第2塗膜領域122とを含む膜を電極基体102上に形成することにより、液体組成物の塗布比率に応じて膜の厚みを制御できるため、膜厚が制御され、品質に優れた膜を形成可能な膜形成装置を提供できる。特に大面積の電極基体102上に厚みが均一な膜を形成する場合に、顕著な効果が得られる。なお、形成される膜には、液体組成物が塗布されない第2塗膜領域122が含まれるが、第2塗膜領域122の面積は非常に小さいため、膜の機能および膜が形成された塗膜物110の機能には影響を与えない。
また、本実施形態では、制御部400は、選択部403により、膜形成条件Cに基づいて液体配置データPを選択する。
例えば、塗布データに含まれる画素ごとに液体配置データを選択すると、該画素数が多くなるほど選択処理を繰り返し行う回数が増加するため、処理時間が長くなり、処理負荷が増大する。対象領域全体の面積が大きくなるほど、処理時間および処理負荷が増大する。
本実施形態では、膜形成条件Cの種類数は、塗布データAに含まれる画素数に比べて非常に少ないため、液体配置データPの選択処理を行う回数を削減し、処理時間を短くでき、処理負荷を低減できる。
また、本実施形態では、膜形成条件Cと、液体配置データPと、の対応関係情報407を格納する格納部404を有する。制御部400は、膜形成条件Cに基づいて、格納部404を参照して液体配置データPを選択する。
例えば、塗布データに含まれる画素ごとに液体配置データを選択すると、画素値の種類に応じた数の液体配置データを格納する必要がある。例えば画素値が256階調である場合には、少なくとも256個の液体配置データを格納可能なメモリが必要になる。格納する液体配置データの個数に応じて格納部の格納容量が増大し、電極製造装置のコストや格納部の大きさが増大する。
本実施形態では、膜形成条件Cの種類数は画素値の種類数に比べて非常に少ないため、格納部404に格納する液体配置データの個数を削減し、格納部の格納容量を削減できる。この結果、電極製造装置のコストや格納部の大きさが増大することを防止できる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る液体組成物の塗布例について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成部には、同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降に示す他の実施形態においても同様とする。
<対象領域140の一例>
図9は、第2実施形態に係る対象領域140を例示する図である。図9に示すように、対象領域140は、第1対象領域141と、第1対象領域141とは異なる第2対象領域142と、を含む。
第1対象領域141は、電極基体102上における一部の領域を含む。第2対象領域142は、電極基体102上における第1対象領域141以外の基体領域142aと、プラテン104上において電極基体102が載置されていないプラテン領域142bと、を含む。
<塗布データAaの一例>
図10は、第2実施形態に係る塗布データAaを例示する図である。塗布データAaは、複数の第1液体配置データPa1と、複数の第2液体配置データPa2と、を含んで生成される。図10は、複数の第1液体配置データPa1のうちの1つの第1液体配置データPa1と、複数の第2液体配置データPa2のうちの1つの第2液体配置データPa2と、を示している。
第1液体配置データPa1は、第1対象領域141に液体組成物を塗布するためのデータである。第2液体配置データPa2は、第2対象領域142に液体組成物を塗布するためのデータである。
第1液体配置データPa1は、縦方向に4個、横方向に4個で合計16個の画素を有する。第2液体配置データPa2は、縦方向に10個、横方向に4個で合計40個の画素を有する。第1液体配置データPa1のデータサイズは、第2液体配置データPa2のデータサイズとは異なっており、第2液体配置データPa2のデータサイズは、第1液体配置データPa1のデータサイズよりも大きい。
図11は、対象領域140への液体組成物の塗布例を示す図である。1つの第1所定領域120a1は、1つの第1液体配置データPa1に基づいて液体組成物が塗布された領域である。1つの第2所定領域120a2は、1つの第2液体配置データPa2に基づいて液体組成物が塗布された領域である。複数の第1液体配置データPa1に基づいて、第1対象領域141に複数の第1所定領域120a1が形成され、複数の第2液体配置データPa2に基づいて、第2対象領域142に複数の第2所定領域120a2が形成される。
1つの第1液体配置データPa1に対応する第1所定領域120a1の面積は、1つの第2液体配置データPa2に対応する第2所定領域120a2の面積とは異なっている。また1つの第2液体配置データPa2に対応する第2所定領域120a2の面積は、1つの第1液体配置データPa1に対応する第1所定領域120a1の面積よりも大きい。なお、1つの液体配置データに対応する領域とは、1つの第1液体配置データに基づいて膜が形成される領域を意味する。
ここで、電極製造装置100は、ヘッド130内で増粘した液体組成物や、ヘッド130内に混入した気泡または異物等を排出するために、第2対象領域142への液体組成物の吐出を行う。このような液体組成物の吐出は、狙いとする膜の形成に寄与しない吐出であり、空吐出またはフラッシング等と呼ばれる。本実施形態では、電極製造装置100による膜形成動作中に、狙いとする膜を第1対象領域141に形成するとともに、第2対象領域142に空吐出を行う。
第2対象領域142に塗布される液体組成物は、狙いとする膜の形成に寄与しないため、液体組成物がどのように塗布されてもよい。しかしながら、第2対象領域142はユーザから見えるため、第2対象領域142に塗布された液体組成物によって電極基体102が汚染されているようにユーザが誤認する場合がある。
ユーザによる上記誤認を低減するために、第2対象領域142への空吐出は、塗布された液体組成物が視覚的に目立たないスターフラッシングであることが好ましい。
また、本実施形態では、第2所定領域120a2の面積を第1所定領域120a1の面積よりも大きくすることにより、第2対象領域142に塗布される液体組成物の位置の分散性を上げている。液体組成物の位置分散性を上げることにより、第2対象領域142に塗布された液体組成物が視覚的にさらに目立たなくなる。
さらに、第2対象領域142に液体組成物を塗布することにより形成される膜は、ブルーノイズ特性を有するとさらに好ましい。ここで、ブルーノイズとは、低周波側の空間周波数成分が少なく、高周波側に空間周波数のピークが存在する特性を有するノイズをいう。人間の視覚は、高周波側において比較的空間分解能が低いため、ブルーノイズ特性を有する膜を第2対象領域142に形成することにより、電極基体102が汚染されているようにユーザが誤認することをさらに低減できる。
電極製造装置100は、ブルーノイズ特性を有する第2液体配置データPa2の画像パターンを予め作成することによって、第2対象領域142に形成される膜にブルーノイズ特性を付与できる。
<第2実施形態に係る作用効果>
以上説明したように、本実施形態に係る対象領域140は、第1対象領域141と、第2対象領域142と、を含み、塗布データAaは、複数の第1液体配置データPa1と、複数の第2液体配置データPa2と、を含む。第1液体配置データPa1を狙いとする膜を形成可能に作成し、第2液体配置データPa2を空吐出に適するように作成できるため、狙いとする膜形成と空吐出の両方を膜形成動作中に行うことができる。この結果、ヘッド130内の液体組成物の増粘やヘッド130への気泡や異物の混入を抑制できるため、ヘッド130による液体組成物の吐出異常を抑え、高品質な膜を形成できる。
また、本実施形態では、1つの第1所定領域120a1の面積は、1つの第2所定領域120a2の面積とは異なる。例えば、第2所定領域の面積は、前記第1所定領域の面積よりも大きい。これにより、第1対象領域141へ塗布される液体組成物の位置分散性と、第2対象領域142へ塗布される液体組成物の位置分散性と、を異ならせることができるため、第2所定領域120a2へ塗布される液体組成物を視覚的に目立たなくすることができる。そして、電極基体102が汚染されているとユーザが誤認することを抑制できる。
また、第2対象領域142に形成される膜は、ブルーノイズ特性を有することがさらに好ましい。この特性により、電極基体102が汚染されているとユーザが誤認することをさらに抑制できる。
なお、上記以外の電極製造装置100の作用効果は、第1実施形態で説明したものと同様である。
[第3実施形態]
図12は、電極製造装置100の第3実施形態に係る動作を例示するフローチャートである。電極製造装置100は、電極製造装置100の操作部を用いたユーザによる膜形成開始指示を受け付けたタイミングをトリガーにして、図12の動作を開始する。
まず、ステップS101において、電極製造装置100は、巻出部101に電極基体102の巻き出しを開始させ、巻取部107に電極基体102の巻き取りを開始させて、電極基体102の搬送を開始する。
続いて、ステップS102において、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Aにより、搬送される電極基体102に向けて全てのノズルから並行して液体組成物を吐出し、電極基体102が所定距離搬送された後、全てのノズルによる液体組成物の吐出を停止する。これにより、電極製造装置100は、搬送方向10における所定距離および幅方向における全幅にそれぞれ対応する電極基体102上の領域に、ヘッドユニット103Aから吐出された液体組成物を塗布する。
続いて、ステップS103において、電極製造装置100は、膜形成を終了するか否かを判定する。例えば、電極製造装置100は、予め定められた終了条件を満たすか否かを判定すること、あるいは電極製造装置100が操作部を介してユーザから終了指示を受け付けたか否かを判定すること等により、膜形成を終了するか否かを判定する。この点は、終了の判定においても同様である。
ステップS103において膜形成を終了すると判定された場合には(ステップS103、Yes)、電極製造装置100は、ステップS110に動作を移行する。一方、膜形成を終了しないと判定された場合には(ステップS103、No)、電極製造装置100は、ステップS104に動作を移行する。
続いて、ステップS104において、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Bにより、搬送される電極基体102に向けて全てのノズルから並行して液体組成物を吐出し、電極基体102が所定距離搬送された後、全てのノズルによる液体組成物の吐出を停止する。これにより、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Aにより液体組成物が塗布された領域の搬送方向10下流側において、搬送方向10における所定距離および幅方向における全幅にそれぞれ対応する電極基体102上の領域に、ヘッドユニット103Bから吐出された液体組成物を塗布する。
電極製造装置100は、ヘッドユニット103Aとは搬送方向10における異なる位置にヘッドユニット103Bから吐出された液体組成物を塗布するため、連続的ではなく間欠的に電極基体102上に液体組成物を塗布できる。
非浸透性基材上の最表層に粒子を主成分とした層が設けられた電極基体102上に液体組成物を塗布すると、樹脂成分を主体として層を設けたものに比べて、電極基体102上に液体組成物が存在しない略円形状の欠陥が発生しやすくなる。この現象は、電極基体102上に液体組成物が塗布された際に、電極基体102における粒子を主成分とする層の内部の空気が液体に置換されて層内から排出され、液体組成物が電極基体102上において広がることを阻害するために発生すると考えられる。略円形状の欠陥が存在する電極基体102を電極として用いると、短絡が生じる場合がある。
本実施形態では、連続的ではなく一定の時間を置いて間欠的に電極基体102上に液体組成物を塗布するため、粒子を主成分とする層の内部の空気が液体組成物に置換され、排出されるための十分な時間を確保できる。この結果、本実施形態では、液体組成物が電極基体102上において広がって電極基体102を覆うことにより、電極基体102上での略円形状等の欠陥を抑制し、膜厚が制御され、品質に優れた膜を形成できる。なお、第1および第2実施形態でも、画素52部分、すなわち非塗布領域122から空気が排出されるため、同様の効果が得られる
一方、ヘッド130では、高粘度の液体組成物を高周波数により吐出すると、吐出不良が生じる場合がある。この要因には、高周波数の吐出ではヘッド130への液体組成物の供給速度が遅くなるため、供給経路の圧力損失が高くなること等が挙げられる。
本実施形態では、1つのヘッド130により高周波数で連続的に塗布する吐出するのではなく、搬送方向10に並んだ複数のヘッド130により間欠的に塗布するため、1つのヘッド130当たりの吐出周波数を低くすることができる。この結果、ヘッド130による液体組成物の吐出不良を抑制できる。
電極製造装置100は、ヘッドユニット103Aにより液体組成物が塗布された領域に対して隙間なく、ヘッドユニット103Bによって液体組成物を塗布する。また電極製造装置100は、ヘッドユニット103Bにより液体組成物が塗布された領域の面積が、ヘッドユニット103Aにより液体組成物が塗布された領域の面積と略均等になるように、ヘッドユニット103Bによって電極基体102上に液体組成物を塗布する。
続いて、ステップS105において、電極製造装置100は、膜形成を終了するか否かを判定する。ステップS105において膜形成を終了すると判定された場合には(ステップS105、Yes)、電極製造装置100は、ステップS110に動作を移行する。一方、膜形成を終了しないと判定された場合には(ステップS105、No)、電極製造装置100は、ステップS106に動作を移行する。
続いて、ステップS106において、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Cにより、搬送される電極基体102に向けて全てのノズルから並行して液体組成物を吐出し、電極基体102が所定距離搬送された後、全てのノズルによる液体組成物の吐出を停止する。これにより、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Bにより液体組成物が塗布された領域の搬送方向10下流側において、搬送方向10における所定距離および幅方向における全幅にそれぞれ対応する電極基体102上の領域に、ヘッドユニット103Cから吐出された液体組成物を塗布する。
電極製造装置100は、ヘッドユニット103Bとは搬送方向10における異なる位置に、ヘッドユニット103Cから吐出された液体組成物を塗布するため、連続的ではなく間欠的に液体組成物を電極基体102上に塗布できる。また、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Bにより液体組成物が塗布された領域に対して隙間なく、ヘッドユニット103Cから吐出された液体組成物を塗布する。また、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Cにより液体組成物が塗布された領域の面積が、ヘッドユニット103Bにより液体組成物が塗布された領域の面積と略均等になるように、ヘッドユニット103Cから吐出された液体組成物を電極基体102上に塗布する。
続いて、ステップS107において、電極製造装置100は、膜形成を終了するか否かを判定する。ステップS107において膜形成を終了すると判定された場合には(ステップS107、Yes)、電極製造装置100は、ステップS110に動作を移行する。一方、膜形成を終了しないと判定された場合には(ステップS107、No)、電極製造装置100は、ステップS108に動作を移行する。
続いて、ステップS108において、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Dにより、搬送される電極基体102に向けて全てのノズルから並行して液体組成物を吐出し、電極基体102が所定距離搬送された後、全てのノズルによる液体組成物の吐出を停止する。これにより、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Cにより液体組成物が塗布された領域の搬送方向10下流側において、搬送方向10における所定距離および幅方向における全幅にそれぞれ対応する電極基体102上の領域に、ヘッドユニット103Dから吐出された液体組成物を塗布する。
電極製造装置100は、ヘッドユニット103Cとは搬送方向10における異なる位置に、ヘッドユニット103Dから吐出された液体組成物を塗布するため、連続的ではなく間欠的に液体組成物を電極基体102上に塗布できる。電極製造装置100は、ヘッドユニット103Cにより液体組成物が塗布された領域に対して隙間なく、ヘッドユニット103Dから吐出された液体組成物を塗布する。
また、電極製造装置100は、ヘッドユニット103Dにより液体組成物が塗布された領域の面積が、ヘッドユニット103Cにより液体組成物が塗布された領域の面積と略均等になるように、ヘッドユニット103Dから吐出された液体組成物を電極基体102上に塗布する。
続いて、ステップS109において、電極製造装置100は、膜形成を終了するか否かを判定する。ステップS109において膜形成を終了すると判定された場合には(ステップS109、Yes)、電極製造装置100は、ステップS110に動作を移行する。一方、膜形成を終了しないと判定された場合には(ステップS109、No)、電極製造装置100は、ステップS102に動作を戻し、ステップS102以降の動作を再度行う。
続いて、ステップS110において、電極製造装置100は、巻出部101に電極基体102の巻き出しを停止させ、巻取部107に電極基体102の巻き取りを停止させて、電極基体102の搬送を停止する。
このようにして、電極製造装置100は、電極基体102上に液体組成物を塗布し、電極基体102上に膜を形成できる。
ここで、電極製造装置100により繰り返しパターンを塗布する場合には、幅方向20において、電極基体102上における液体組成物の塗布位置が固定化される。このため、例えばヘッドユニット103Aにおける所定のノズルにおいて吐出曲がりが発生した場合には、搬送方向10に液体組成物が連続して塗布されない領域、すなわち搬送方向10に延伸する白スジが発生しやすくなる。
本実施形態では、ヘッドユニット103Aおよび103Bを併用して間欠的に液体組成物を塗布することにより、ヘッドユニット103Aから吐出された液体組成物により液体組成物が塗布されない箇所が発生しても、ヘッドユニット103Bから吐出された液体組成物がこの箇所を埋めることができるため、白スジ発生をさらに抑制できる。
図13および図14は、本実施形態による白スジの抑制例を説明する図である。図13は、本実施形態に係る塗布データを例示する図であり、図14は、図13の塗布データに基づく塗布例を示す図である。
図13は、塗布データA1、A2およびA3の3つの塗布データを示している。図13において、ドットハッチングにより示した画素は、液体組成物を塗布する画素であり、ドットハッチングにより示した画素以外の画素は、液体組成物を塗布しない画素である。塗布データA1およびA3は、繰り返しパターンを含んでおり、塗布データA2は、繰り返しではないパターンを含んでいる。
図14は、液体組成物により形成されたパターンを示している。パターン151は、図13の塗布データA1に基づいて1つのヘッド130のみから吐出された液体組成物により形成された比較例のパターンである。パターン152は、図13の塗布データA2に基づいて1つのヘッド130のみから吐出された液体組成物により形成された比較例のパターンである。パターン153は、図13の塗布データA3に基づいて、搬送方向10に沿って並んだ2つのヘッド130から吐出された液体組成物により形成されたパターンである。
図14において、ドットハッチングにより示した領域は、所定のヘッド130から吐出された液体組成物が塗布された領域である。斜線ハッチングにより示した領域は、搬送方向10に沿って並んだ2つのヘッド130のうち、所定のヘッド130とは異なる他方のヘッドから吐出された液体組成物が塗布された領域である。ハッチングが施されていない領域は、液体組成物が塗布されなかった領域である。
パターン151では、領域151aにおいて、液体組成物が塗布されていない領域が搬送方向10に延伸しており、白スジが生じている。パターン152では、パターン151における領域151aに対応する領域152aにおいて、一部の領域に液体組成物が塗布されているため、白スジが目立たなくなっている。パターン153では、パターン151における領域151aに対応する領域153aにおいて、他方のヘッドから吐出された液体組成物が塗布されているため、白スジが目立たなくなっている。
比較例では、繰り返しパターンが塗布データA1に含まれると、白スジが生じる。これに対し、本実施形態では繰り返しパターンが塗布データA3に含まれても、他方のヘッドから吐出された液体組成物が白スジ領域に液体組成物を塗布できるため、白スジが目立たなくなる。
なお、本実勢形態で説明した以外の電極製造装置100の作用効果は、第1実施形態において説明したものと同様である。
[第4実施形態]
図15および図16を参照して、第4実施形態に係る液体組成物の塗布例を説明する。図15は比較例、図14は本実施形態をそれぞれ示している。また、図15および図16は、ヘッドユニット103Aとヘッドユニット103Bから吐出された液体組成物が電極基体102上に塗布される位置を表している。
図15および図16に示した正方形状の各升目は、電極基体102上において液体組成物が1滴ずつ塗布される画素領域61を表している。複数の画素領域61は搬送方向10および幅方向20のそれぞれに配列し、搬送方向10を列、幅方向20を行とする行列を構成している。図15および図16では、画素領域61として正方形状のものを例示するが、画素領域61の形状は任意でよい。
画素領域61内に示した「A」は、ヘッドユニット103Aが液体組成物を塗布した画素領域であることを表し、画素領域61内に示した「B」はヘッドユニット103Bが液体組成物を塗布した画素領域であることを表す。この点は以降においても同様とする。
図15に示すように、比較例では、搬送方向10下流側(図中上側)から順に、第1行目にはヘッドユニット103A、第2行目にはヘッドユニット103B、第3行目にはヘッドユニット103A、第4行目にはヘッドユニット103Bから吐出された液体組成物を塗布する。つまり、液体組成物を塗布するヘッドユニットが行ごとにおいて異なっている。ヘッドユニット103Cおよび103Dにおいても同様である。
図16に示すように、本実施形態では、ヘッドユニット103Aおよび103Bは千鳥状に液体組成物を塗布する。千鳥状に液体組成物を塗布することについてより詳しく説明する。図16に示すように、ヘッドユニット103Aは、第1液体組成物611と、第2液体組成物612と、第3液体組成物613と、を塗布する。
第1液体組成物611、第2液体組成物612および第3液体組成物613は、それぞれ画素領域61に塗布された液体組成物を表している。第2液体組成物612は、幅方向20における第1液体組成物611と等しい位置に塗布される。つまり、第2液体組成物612が塗布される画素領域と、第1液体組成物611が塗布される画素領域は、幅方向20における座標が等しい。
第3液体組成物613は、搬送方向10における第1液体組成物611と第2液体組成物612との中間であって、幅方向20における第1液体組成物611とは異なる位置に塗布される。つまり、第3液体組成物613が塗布される画素領域と、搬送方向10における第1液体組成物611と第2液体組成物612との中間にある画素領域と、は搬送方向10における座標が等しい。第3液体組成物613が塗布される画素領域と、第1液体組成物611が塗布される画素領域と、は幅方向20における座標が異なっている。
「千鳥状に液体組成物を塗布する」とは、以上説明したような位置に、第1液体組成物611、第2液体組成物612および第3液体組成物613を塗布することを意味する。
ここでは、ヘッドユニット103Aが塗布する液体組成物のうち、第1液体組成物611、第2液体組成物612および第3液体組成物613のみを説明したが、ヘッドユニット103Aは、第1液体組成物611、第2液体組成物612および第3液体組成物613以外の液体組成物も同様に電極基体102上に千鳥状に塗布できる。ヘッドユニット103Bも同様に、電極基体102上に液体組成物を千鳥状に塗布できる。但し、ヘッドユニット103Bは、ヘッドユニット103Aにより塗布された液体組成物とは画素領域が重ならないように液体組成物を塗布する。
ヘッドユニット103Cおよび103Dも同様にして、他のヘッドユニットから吐出された液体組成物が塗布される画素領域に対して重ならないように液体組成物を千鳥状に塗布する。
第1液体組成物611が塗布される画素領域と第3液体組成物が塗布される画素領域が幅方向20において隣接する例を示したが、幅方向20に沿う両画素領域間に1個以上の画素領域が含まれてもよい。また、図16では、搬送方向10における第1液体組成物611が塗布される画素領域と、第2液体組成物612が塗布される画素領域と、の間に1個の画素領域が介在する例を示したが、これに限定されず、両画素領域間に2個以上の画素領域が含まれてもよい。
搬送方向10において第1液体組成物611が塗布される画素領域と、第2液体組成物612が塗布される画素領域と、の間に、奇数個の画素領域が含まれる場合には、第3液体組成物613は、両画素領域の中間にある画素領域に塗布される。
図16の例では、搬送方向10における第1液体組成物611が塗布される画素領域と、第2液体組成物612が塗布される画素領域と、の間には、奇数である1個の画素領域が含まれ、この画素領域に第3液体組成物613が塗布されている。しかしながら、搬送方向10における第1液体組成物611が塗布される画素領域と、第2液体組成物612が塗布される画素領域と、の間に偶数個の画素領域が含まれる場合には、両画素領域の中間位置を中心位置とする画素領域は存在しない。この場合には、第3液体組成物613は、両画素領域の中間位置に対し、0.5画素領域だけ搬送方向10の上流側または下流側にずれた位置を中心とする画素領域に塗布される。なお、本実施形態に係る塗布方法も、第3実施形態の塗布方法と同じ作用効果を有する。
以上、実施形態を説明したが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
また、実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
また、実施形態は、膜形成方法を含む。例えば膜形成方法は、塗布データに基づいて基体上に液体を塗布し、前記基体上に膜を形成する膜形成装置による膜形成方法であって、前記膜形成装置が、制御部によって、前記基体上の所定領域内における前記液体の塗布位置を表す所定の液体配置データを繰り返し並べることにより、前記塗布データを生成し、ヘッドによって、前記制御部により生成された前記塗布データに基づき、前記液体を吐出する。このような膜形成方法により、上述した電極製造装置と同様の作用効果を得ることができる。
10 搬送方向
20 幅方向
51、52 画素
61 画素領域
611 第1液体組成物
612 第2液体組成物
613 第3液体組成物
100 電極製造装置(膜形成装置の一例)
101 巻出部
102 電極基体(基体の一例)
103 液体塗布部
103A、103B、103C、103D ヘッドユニット
104 プラテン
105 搬送ローラ
106 乾燥部
107 巻取部
108 ヒートドラム
109 温風乾燥部
110、110a 塗膜物(電極素子の一例、電極の一例)
113 第1塗膜領域
114 第2塗膜領域
120 所定領域
120a1 第1所定領域
120a2 第2所定領域
121 第1塗膜領域
122 第2塗膜領域
130 ヘッド
131 ノズル列
140 対象領域
141 第1対象領域
142 第2対象領域
142a 基体領域
142b プラテン領域
151、152、153 パターン
151a、152a、153a 領域
400 制御部
401 入出力部
402 搬送制御部
403 選択部
404 格納部
405 生成部
406 吐出制御部
407 対応関係情報
A、A1、A2、A3 塗布データ
C 膜形成条件
P、P1、P2、P3、Pa、液体配置データ
Pa1 第1液体配置データ
Pa2 第2液体配置データ
Wx、Wy 幅
特開2003‐275663号公報

Claims (17)

  1. 塗布データに基づいて基体上に液体を塗布することにより、前記基体上に膜を形成する膜形成装置であって、
    前記基体上の所定領域内における前記液体の塗布位置を表す所定の液体配置データを繰り返し並べることにより、前記塗布データを生成する制御部と、
    前記制御部により生成された前記塗布データに基づき、前記液体を吐出するヘッドと、を有する膜形成装置。
  2. 前記制御部は、膜形成条件に基づいて前記液体配置データを選択する、請求項1に記載の膜形成装置。
  3. 膜形成条件と、前記液体配置データと、の対応関係情報を格納する格納部を有し、
    前記制御部は、前記膜形成条件に基づき、前記格納部を参照して前記液体配置データを選択する、請求項1または請求項2に記載の膜形成装置。
  4. 前記膜形成装置により前記液体が塗布される対象となる領域である対象領域は、第1対象領域と、前記第1対象領域とは異なる第2対象領域と、を含み、
    前記塗布データは、前記第1対象領域に前記液体を塗布するための複数の第1液体配置データと、前記第2対象領域に前記液体を塗布するための複数の第2液体配置データと、を含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の膜形成装置。
  5. 1つの前記第1液体配置データに対応する第1所定領域の面積は、1つの前記第2液体配置データに対応する第2所定領域の面積とは異なる、請求項4に記載の膜形成装置。
  6. 前記第2所定領域の面積は、前記第1所定領域の面積よりも大きい、請求項5に記載の膜形成装置。
  7. 前記第2対象領域に形成される前記膜は、ブルーノイズ特性を有する、請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の膜形成装置。
  8. 前記基体は、搬送方向に沿って搬送され、
    複数の前記ヘッドは、前記搬送方向に沿って前記基体上の異なる位置に前記液体を塗布する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の膜形成装置。
  9. 複数の前記ヘッドは、前記搬送方向と交差する幅方向に並ぶ複数のノズルを有し、
    複数の前記ヘッドのそれぞれは、少なくとも第1液体と、第2液体と、第3液体と、を前記基体上に塗布し、
    前記第2液体は、前記幅方向において、前記第1液体の塗布位置と略等しい位置に塗布され、
    前記第3液体は、前記搬送方向における前記第1液体の塗布位置と前記第2液体の塗布位置との間の位置であって、前記搬送方向と交差する方向における前記第1液体の塗布位置とは異なる位置に塗布される、請求項8に記載の膜形成装置。
  10. 膜が形成された基体を含む電極であって、
    前記電極は、第1塗膜領域および第2塗膜領域を有し、
    前記第1及び第2塗膜領域は、所定の方向に沿って交互且つ周期的に設けられている、電極。
  11. 前記第1および前記第2塗膜領域は、前記所定の方向と垂直な方向に沿って交互且つ周期的に設けられている、請求項10に記載の電極。
  12. 前記基体は集電体である、請求項10または請求項11に記載の電極。
  13. 前記基体は、集電体上に設けられた活物質である、請求項10または請求項11に記載の電極。
  14. 請求項10から請求項13のいずれか1項に記載の電極を有する電極素子。
  15. 請求項14に記載の電極素子を有する電気化学素子。
  16. 請求項14に記載の電極素子を有する2次電池。
  17. 塗布データに基づいて基体上に液体を塗布し、前記基体上に膜を形成する膜形成装置による膜形成方法であって、前記膜形成装置が、
    制御部によって、前記基体上の所定領域内における前記液体の塗布位置を表す所定の液体配置データを繰り返し並べることにより、前記塗布データを生成し、
    ヘッドによって、前記制御部により生成された前記塗布データに基づき、前記液体を吐出する、膜形成方法。
JP2022044207A 2022-03-18 2022-03-18 膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法 Pending JP2023137821A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022044207A JP2023137821A (ja) 2022-03-18 2022-03-18 膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法
EP23153225.0A EP4245423A1 (en) 2022-03-18 2023-01-25 Film forming apparatus, electrode, electrochemical element, and film forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022044207A JP2023137821A (ja) 2022-03-18 2022-03-18 膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023137821A true JP2023137821A (ja) 2023-09-29

Family

ID=85076398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022044207A Pending JP2023137821A (ja) 2022-03-18 2022-03-18 膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4245423A1 (ja)
JP (1) JP2023137821A (ja)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003275663A (ja) 2002-03-26 2003-09-30 Konica Corp 塗布方法、塗布製造物およびインクジェット記録媒体
JP2008126453A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Ricoh Co Ltd 画像処理方法、プログラム、記憶媒体、画像処理装置、画像形成装置
KR102187404B1 (ko) * 2013-01-31 2020-12-07 가부시키가이샤 니콘 처리 장치, 분사 처리 방법 및 전극 재료의 제조 방법
WO2018164076A1 (en) * 2017-03-06 2018-09-13 Ricoh Company, Ltd. Film electrode, resin layer forming ink, inorganic layer forming ink, and electrode printing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP4245423A1 (en) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6525944B2 (ja) リチウムイオン電池電極フィルムの多孔率の変化を生み出す方法
US8273482B2 (en) Electrode
JP5499537B2 (ja) 電極製造装置及び電極製造方法
EP2757620A1 (en) Electrode for electrochemical element
US8334009B2 (en) Electrode producing method and electrode producing apparatus
JPWO2005081336A1 (ja) リチウムイオン二次電池の製造法
TW201336155A (zh) 用於熱塗佈鋰離子電池之電極的設備及方法
JP2016517139A (ja) バッテリ活物質生産用途向けの高固体割合スラリの材料スプレー堆積のための装置
CN107078271B (zh) 用于二次电池的电极的制造方法及制造装置、用于二次电池的电极及二次电池
JP4318316B2 (ja) 燃料電池の製造方法
JP5288223B2 (ja) 電池用電極の製造方法
US20230028756A1 (en) Electrode manufacturing apparatus, energy storage device manufacturing apparatus, liquid discharge apparatus, electrode manufacturing method, and recording medium
JP2013045984A (ja) 蓄電デバイス用電極、蓄電デバイスおよび蓄電デバイス用電極の製造方法
JP2014191876A (ja) リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池、電池用電極製造装置および電池用電極製造方法
JP2012199150A (ja) 電池用電極の製造方法及び電池用電極製造装置
TW201414057A (zh) 鋰離子電池之製造方法及鋰離子電池之製造裝置
JP3851195B2 (ja) 電池用電極製造用乾燥装置及び電池用電極の製造方法
CN113261143A (zh) 全固体电池的制造方法
JP2023137821A (ja) 膜形成装置、電極素子、電気化学素子、二次電池、および膜形成方法
JP2007273124A (ja) 多孔質耐熱層の形成方法および多孔質耐熱層の形成装置
JP2008300160A (ja) 塗膜の製造方法、燃料電池の製造方法および塗布装置
JP3827653B2 (ja) 燃料電池用電極の製造方法
US9331362B2 (en) Battery having electrode with carbon current collector
JP2023134867A (ja) 電極製造装置、電極製造方法、電気化学素子の製造装置及び電気化学素子の製造方法
JP3828507B2 (ja) 燃料電池用電極