JP3484886B2

JP3484886B2 - 塗布装置

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Publication number: JP3484886B2
Application number: JP19402696A
Authority: JP
Inventors: 和雄高橋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 2004-01-06
Anticipated expiration: 2016-07-04
Also published as: JPH1015463A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動している帯状
の対象物に対して、粘性物を塗布して間欠的に塗布部を
形成する塗布装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バッテリ、たとえばリチウムイオン電池
のようなバッテリは、正極や負極を有しており、これら
の正極や負極は、バッテリ原反に対して塗料のような粘
性物を塗布することがある。このバッテリの原反は、た
とえばその幅が１００ｍｍ〜１３００ｍｍであって、そ
の厚さが５〜５０μｍの銅箔、あるいはアルミニウム
箔、あるいは銅やアルミニウムのシートである。このよ
うなシートなどの上には、塗料を間欠的に塗布して塗布
部を形成するのであるが、これらの塗布部の厚みは５０
〜２００μｍ程度である。このようにシート上に塗布部
を形成するのは、バッテリの電極を作るためであり、塗
料としては、炭素材料、又はリチウム含有複合酸化物等
が用いられる。これまで用いられている塗布装置は、１
つの塗布用のヘッドを有しており、この１つの塗布ヘッ
ドが、移動している帯状のシートに対して、間欠的に塗
料を塗布していく。図８は、そのシート１に対して塗布
された塗布部２の一例を示している。塗布部２は、ヘッ
ドに接続されたバルブを間欠的に開くことにより、シー
ト１上に塗布部２を形成することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ヘッドに対
して塗料を供給するバルブを開いてシート１に対して塗
布部２を形成するのであるが、このバルブを開いてその
所定の長さの塗布部２を形成した後にバルブを時点ｔ１
で閉じてもすぐには塗料の供給は停止できないので、塗
布部２は、バルブを閉じた時点ｔ１から更に余計な長さ
Ｌ１分形成されてしまう。しかも、バルブを閉じた状態
から再びバルブを開く時点ｔ２においてバルブが開いて
も、直ぐにはヘッドから塗料がシート１に対して供給で
きないので、塗料供給遅れ時間Ｔ１が生じてしまう。従
って、シート１の上の前側の塗布部２の終端２ａから、
次の塗布部２の始端２ｂまでの未塗布部３の長さＬ２
は、たとえば２０ｍｍであり、その時間は６０ｍｓとな
ってしまう。

【０００４】図９は、シート１の送り速度、すなわち塗
布スピードと、図８の未塗布部３の制御時間の関係を示
しており、斜線で囲んだ領域は、塗料供給遅れ時間Ｔ１
を示している。この塗料供給遅れ時間Ｔ１は、ノズルの
形状等の特性により定まるものである。現状において
は、シート１の塗布スピード、すなわちシート１の送り
速度を上げていくと、ヘッドから塗料が出てシート１に
到達するまでの塗料供給遅れ時間Ｔ１が図９のように未
塗布部３の時間（制御時間という）に一致し、さらにシ
ート１の塗布スピードを上げると塗料供給遅れ時間Ｔ１
が未塗布部３の長さよりも長くなる。従ってシート１を
速く送って、シート１に対して所定の長さの塗布部２を
間欠的に形成していくことができない。そこで本発明は
上記課題を解消し、移動している帯状の対象物に対して
間欠的に粘性物を塗布していく場合であっても、塗布ス
ピードを上げることができる塗布装置を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、移動している帯状の対象物に対して、粘性物を
間欠的に塗布する塗布装置において、移動している対象
物上に粘性物を間欠的に吐出して塗布するための第１の
吐出手段と、第１の吐出手段が対象物上に間欠的に粘性
物を塗布して形成した塗布部間に、粘性物を対象物に間
欠的に塗布して塗布部を形成するための第２の吐出手段
と、を少なくとも備える塗布装置により、達成される。
移動している帯状の対象物に対して粘性物を間欠的に塗
布する際に、第１の吐出手段は、移動している対象物上
に粘性物を間欠的に吐出して塗布する。また第２の吐出
手段は、第１の吐出手段が対象物に間欠的に吐出して塗
布した塗布部間に、粘性物を対象物に間欠的に吐出して
塗布して、別の塗布部を形成する。このように、少なく
とも第１の吐出手段と第２の吐出手段が交互に移動して
いる対象物に対して粘性物を間欠的に塗布することによ
り、対象物の移動速度を約２倍にしても対象物上におけ
る塗布部の間欠的な塗布が安定して行える。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。図１は、本発明の塗布装置の好ましい実施の形態を
示している。図１の塗布装置１０は、図２と図３に示す
ように、帯状の対象物であるシートＳに対して塗布部２
００と未塗布部５００を交互に形成していく、すなわち
塗布部２００をシートＳ上に間欠的に塗布できる装置で
ある。図１の塗布装置１０は、第１の吐出手段２０、第
２の吐出手段３０、制御装置１００、シート送り手段１
５０等を有している。シート送り手段１５０は、帯状の
シートＳを、送り出しロール１５１から巻き取りロール
１５２に送るようになっており、送り出しロール１５１
は制御装置１００の指令によりモータＭ１を作動してシ
ートＳを送り出し、巻き取りロール１５２は制御装置１
００の指令によりモータＭ２を作動してシートＳを巻き
取ることができる。このシートＳは、たとえばリチウム
イオン電池のようなバッテリの原反用のシートであり、
そのシートＳの幅はたとえば１００〜１３００ｍｍ、厚
さが５〜５０μｍである。シートは、銅あるいはアルミ
ニウム等である。このシートＳに対しては、図２と図３
に示すような塗布部２００が形成されるのであるが、こ
の塗布部２００は、たとえば炭素材料、リチウム含有複
合酸化物のような材料であり、その塗布部２００の厚み
はたとえば５０〜２００μｍである。

【０００７】図１の第１の吐出手段２０は、次のような
要素を有している。第１の吐出手段２０は、ヘッド３、
第１の長さ検出センサ１８、ニップロール１６，１７、
ロール４およびバルブ１２、塗料供給タンク８８等を備
えている。塗料供給タンク８８は、供給管１１、バルブ
１２を介してヘッド３に接続されている。このヘッド３
は、塗料８８をシートＳの上面に間欠的に塗布するノズ
ルを有している。ヘッド３の下部には、シートＳを挟む
ようにしてロール４が配置されている。ニップロール１
６，１７は、シートＳを挟み込むロールである。ロール
４は、塗布の厚みを一定にするためのバックアップロー
ルの役割を果たし、ニップロール１６，１７は、シート
を一定速度で走行させるためのニップロールの役割を果
たす。ニップロール１６は、パルスジェネレータ１５に
より、ニップロール１６の回転に伴い、シートＳの送り
量パルスＰＳを、制御部１００に対して送ることができ
る。従って、このニップロール１６による送り量パルス
ＰＳのパルス数は、送り方向ＦＳに送られているシート
Ｓの送り長さに対応している。

【０００８】次に、第２の吐出手段３０は、ヘッド５、
第２の長さ検出センサ１９、別のセンサ７、バルブ１
４、供給管１３および塗料供給タンク８９などを有して
いる。塗料供給タンク８９は、供給管１３、バルブ１４
を介してヘッド５に接続されており、このヘッド５は、
シートＳの上面に対して塗布部２００を間欠的に塗布す
るノズルを有している。

【０００９】センサ７は、ヘッド３によりシートＳ上に
形成された塗布部２００を検出する。このセンサ７が塗
布部２００の始端を検出すると、退避手段４００がロー
ル６およびヘッド５をシートＳから退避させるようにし
ている。これにより、すでにシートＳ上に形成されてい
る塗布部２００が、ヘッド５に接触してしまいヘッド５
のノズルに付着することを防ぐことができる。

【００１０】第１の長さ検出センサ１８は、ヘッド３に
よりシートＳ上に塗布された塗布部２００の長さを検出
する。同様に第２の長さ検出センサ１９は、ヘッド５に
よりシートＳの上に塗布された塗布部２００の長さを検
出する。上述したパルスジェネレータ１５は、送り量パ
ルスＰＳを制御装置１００に送るのであるが、この送り
量パルスの数に基づいて制御装置１００がバルブ１２の
開閉動作タイミングを制御する。しかも、センサ７が、
ヘッド３によりシートＳ上に塗布した塗布部２００の始
端を検出すると、送り量パルスＰＳをカウントすること
で、制御部１００はバルブ１４の開閉動作タイミングの
制御をも行うことができる。

【００１１】図４は、図１の塗布装置１０におけるバル
ブ１２およびバルブ１４の開閉のタイミングと、形成さ
れる塗布部２００の一例を示している。図４のタイムチ
ャートでは、シートＳの塗布スピード（送り速度）はた
とえば４０ｍ／分であり、バルブ１２は、時点ｔ１０で
閉じた状態から開いた状態となり、時点ｔ１１で開いた
状態から閉じる。バルブ１４は時点ｔ１２で閉じた状態
から開いた状態になり、時点ｔ１３において開いた状態
から閉じた状態となる。

【００１２】図４において、図１の制御装置１００の指
令により、バルブ１２が時点ｔ１０において閉じた状態
から開くと、所定の塗料供給遅れ時間Ｔ１分（たとえば
４０ｍｓ）遅れて、図１のヘッド３がシートＳ上に塗布
部２００を形成していく。そしてバルブ１２が時点ｔ１
１において開いた状態から閉じると、所定の遅れを伴
い、塗布部２００の終端２００ｂが形成される。このよ
うにして一番目の塗布部２００は、始端２００ａから終
端２００ｂまで形成されることになる。

【００１３】一方バルブ１４は、時点ｔ１２において、
閉じた状態から開く。時点ｔ１２でバルブ１４が開く
と、所定の塗料供給遅れ時間Ｔ１後に、次の塗布部２０
０の始端２００ａが始まり、塗布部２００が形成されて
いく。そしてバルブ１４が時点ｔ１３において開いた状
態から閉じた状態になると、所定の遅れ時間を伴って、
終端２００ｂが形成される。このようにして、バルブ１
２とバルブ１４を制御部１００が開閉操作することによ
り、シートＳ上には塗布部２００，２００が未塗布部５
００をあけて間欠的に形成される。そして塗布部２０
０，２００の間の未塗布部５００の長さＬ５がたとえば
２０ｍｍであり、その未塗布部５００の形成時間は３０
ｍｓである。

【００１４】このシートＳの塗布スピードと未塗布部の
長さに対する時間の一例を図７に示している。図７にお
いて、未塗布部５００の長さをたとえば２０ｍｍとして
おり、この場合に、塗布スピードが２０ｍ／分であると
時間は６０ｍｓである。同様にして塗布スピードが３０
ｍ／分であると時間は４０ｍｓで、塗布スピードが４０
ｍ／分であると時間は３０ｍｓであり、塗布スピードが
５０ｍ／分であると時間が２４ｍｓ、塗布スピードが６
０ｍ／分であると時間は２０ｍｓとなる。

【００１５】次に、上述した塗布装置の塗布動作例を説
明する。図５と図６は塗布装置１０による塗布動作例を
示している。なお、各塗布部２００は区別をつけるため
に２００−１，２００−２‥‥とする。図５（Ａ）で
は、制御装置１００の指令によりバルブ１２が開くと、
ヘッド３には塗料供給タンク８８から塗料が供給され
て、シートＳの送り方向ＦＳの移動により、塗布部２０
０−１が形成されていく。シートＳの移動によりパルス
ジェネレータ１５がシートＳの送り量パルスＰＳを制御
装置１００に送っている。

【００１６】図５（Ａ）の塗布部２００−１が図５
（Ｂ）のように第１の長さ検出センサ１８の下を通る
と、第１の長さ検出センサ１８は検出信号を制御装置１
００に送るので、制御装置１００は、第１の長さ検出セ
ンサ１８から検出信号をうけている間送り量パルスＰＳ
をカウントする。これにより制御装置１００は第１の長
さ検出センサ１８の検出信号と送り量パルスＰＳに基づ
いて塗布部２００−１の長さを検出できる。図５（Ａ）
〜図５（Ｂ）のように、制御装置１００の指令によりバ
ルブ１２が閉じてヘッド３からのシートＳへの塗料の供
給を停止すると、塗布部２００−１の形成が終わる。そ
して１つ目の塗布部２００−１から２つ目の塗布部２０
０−２の間に所定の長さのスペースＳＰを設けるように
して、ヘッド３が塗布部２００−２を形成する。この塗
布部２００−２も塗布部２００−１と同様にして長さを
検出する。このスペースＳＰの長さは、第１の長さ検出
センサ１８がスペースＳＰを検出する間、制御装置１０
０が送り量パルスＰＳの数をカウントすることにより、
検出することができる。このようにして制御装置１００
は、塗布部２００−１、塗布部２００−２等の長さやス
ペースＳＰの長さを、送り量パルスＰＳに対応して得る
ことができる。

【００１７】塗布ヘッド３は、塗布部２００を一枚飛ば
しする要領でシートＳの上面に対して塗布していくこと
ができる。そして制御装置１００が第１の長さ検出セン
サ１８で得た塗布部２００−１や２００−２等の長さお
よびスペースＳＰの長さに基づいて、制御装置１００
は、塗布部２００の長さとスペースＳＰの長さの補正量
を決定してバルブ１２の開閉タイミングを微調整して、
次に形成する際の塗布部２００の長さとスペースＳＰの
長さを所定値に正しく設定することができる。

【００１８】次に図５（Ｂ）において、センサ７が１つ
目の塗布部２００−１の始端２００ａ−１を検出するこ
とで、図１の退避手段４００，４００がヘッド５とロー
ル５をシートＳから退避させる。これによりヘッド５の
ノズルに対して塗布部２００−１が接触しないようにす
る。接触を回避することでヘッド５のノズル部分の閉鎖
を防ぐことができる。しかもセンサ７は、１番目の塗布
部２００−１の始端２００ａ−１を検出して制御装置１
００に対して検出信号を送るので、制御装置１００はそ
のタイミングによりバルブ１４の切換えの開始準備をす
る。

【００１９】図５（Ｃ）はこのようにヘッド５がシート
Ｓの塗布部２００−１から退避している状態を示してい
る。そして図６（Ａ）のように、次段のヘッド５は塗料
をシートＳの上面に塗布することで、１番目の塗布部２
００−１と２番目の塗布部２００−２の間のスペースＳ
Ｐの所定の位置に対して、塗布部２００−３を塗布す
る。この塗布部２００−３の塗布を始めるタイミングと
塗布長さは、図１の送り量パルスＰＳに基づいて、制御
装置９がバルブ１４の開閉を行うことで実施できる。

【００２０】そして図６（Ｂ）のように、塗布部２００
−３が第２の長さ検出センサ１９に近づくと、第２の長
さ検出センサ１９が塗布部２００−３の検出信号を制御
装置１００に送る。制御装置１００は、この第２の長さ
検出センサ１９が検出している間送り量パルスＰＳをカ
ウントすることにより、塗布部２００−３の長さを知る
ことができる。しかも塗布部２００−３と前後の塗布部
２００−１，２００−２の間の未塗布部５００，５００
の長さも、この第２の長さ検出センサ１９の検出信号を
基にして、制御装置１００が送り量パルスＰＳをカウン
トすることで知ることができる。未塗布部５００の長さ
と塗布部２００−３の長さに基づいて、制御装置１００
は、未塗布部５００の長さおよび塗布部２００−３の長
さが所定の値になるようにフィードバックをかけてバル
ブ１４の開閉タイミングを微調整して補正することがで
きる。図６（Ｃ）では、塗布部２００−２と塗布部２０
０−４の間に塗布部２００−５を、ヘッド５が形成して
いる。

【００２１】以上のようにして、１番目のヘッド３が塗
布部２００−１，２００−２，２００−４，２００−６
というように順次間欠的にシートＳ上に形成していき、
かつもう１つのヘッド５が塗布部２００−１，２００−
２の間に塗布部２００−３を形成し、塗布部２００−２
と２００−４の間に塗布部２００−５を形成していくと
いった様にして、形成していく。この結果、形成された
塗布部２００−１，２００−３，２００−２，２００−
５，２００−４，・・・の間には未塗布部５００が形成
でき、形成された塗布部と未塗布部は図２と図３のよう
な様子になる。このように、２つのヘッド３，５をシー
トＳの流れ方向に間隔をおいて配置して、１番目のヘッ
ド３が形成した塗布部の間に第２のヘッドが別の塗布部
を形成することから、シートに対する間欠的な塗布部の
形成生産能力が、約２倍に上昇する。つまり、２つのヘ
ッドで交互に余裕を持って塗布できるという理由からで
ある。

【００２２】ところで、塗布スピード、すなわちシート
Ｓの送り速度は、たとえば好ましくは１０〜５０ｍ／分
であるのが好ましい。この塗布スピードが１０ｍ／分よ
り小さいと、生産性が低くなる理由により好ましくな
い。また未塗布部の長さは、２０ｍｍ〜１００ｍｍの間
で安定して塗布することが好ましい。未塗布部の長さが
２０ｍｍよりも小さいと、製品スペックの要求から好ま
しくない。また未塗布部の長さが１００ｍｍよりも長い
と、製品スペックの要求から好ましくない。

【００２３】シートＳを送り方向ＦＳに送っていく時
に、第１の長さ検出センサ１８、第２の長さ検出センサ
１９およびセンサ７を用いて、制御装置１００がバルブ
１２，１４の開閉動作の同期を取ることにより、塗布部
の長さおよび未塗布部の長さを、たとえばプラスマイナ
ス０．５ｍｍ以内の精度に止めることができる。

【００２４】また図１のセンサ７が各塗布部２００の始
端を検知することにより２つ目のヘッド５とロール６を
退避手段４００が退避させるので、ヘッド５が塗布部に
より損傷を受けたり塗布部が付着してしまうというトラ
ブルを防ぐことができる。第１の長さ検出センサ１８と
第２の長さ検出センサ１９が、塗布部の長さおよび未塗
布部の長さを非接触で検出して制御装置１００に対して
知らせる時に、制御装置１００が送り量パルスＰＳのカ
ウントによりその塗布部と未塗布部の長さをそれぞれ知
ることができるので、制御装置１００はバルブ１２，１
４の開閉タイミングを微妙にコントロールして塗布部と
未塗布部の長さを所定の値に近づけたりあるいは合致さ
せることが可能である。上述した実施の形態では、バッ
テリの原反用のシートに対して塗料を塗布する例を挙げ
ている。このように塗料を間欠的に塗布するのは、次の
理由からである。つまり未塗布部にリード線を付けて、
塗布部と未塗布部の１組のパターンの電極シートごとに
切断するためである。そして、この電極シートはさらに
数本に細く分割されて、未塗布部と電極と塗布部を有す
る細い電極シートが出来る。この細い電極シートはリチ
ウムイオン電池の正極や負極として用いる。本発明は、
これに限らず、他の分野において移動するシート上の対
象物に対して塗料以外の粘性物を間欠的に付着する場合
にも用いることができる。また、本発明の図示の実施の
形態は、第１の吐出手段と第２の吐出手段を有するが、
第１〜第３の吐出手段以上を備えるようにしてもよい。
なお、退避手段４００としては、カム機構あるいはシリ
ンダのような装置を用いることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動している帯状の対象物に対して間欠的に粘性物を塗
布していく場合であっても、塗布スピードを上げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布装置の一例を示す図。

【図２】図１の塗布装置のシートに対して形成された塗
布部と未塗布部の一例を示す図。

【図３】図２のシートと塗布部および未塗布部を示す側
面図。

【図４】本発明における２つのバルブの開閉タイミング
と塗布部および未塗布部の一例を示す図。

【図５】第１の吐出手段と第２の吐出手段による塗布部
の形成状態を示す図。

【図６】第１の吐出手段と第２の吐出手段による塗布部
および未塗布部の形成していく状態を示す図。

【図７】塗布スピードと未塗布部の時間の一例を示す
図。

【図８】従来の塗布装置におけるバルブの開閉に伴う塗
布部の形成例を示す図。

【図９】図８の従来例における塗料供給遅れ時間の一例
を示す図。

【符号の説明】

Ｓ・・・シート（対象物）、３，５・・・ヘッド、７・
・・センサ、１０・・・塗布装置、１２，１４・・・バ
ルブ、１８・・・第１の長さ検出センサ、１９・・・第
２の長さ検出センサ、２０・・・第１の吐出手段、３０
・・・第２の吐出手段、１００・・・制御装置、２００
・・・塗布部、４００・・・退避手段、５００・・・未
塗布部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 5/02 H01M 4/04 H01M 10/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】移動している帯状の対象物に対して、粘
性物を間欠的に塗布する塗布装置において、移動している対象物上に粘性物を間欠的に吐出して塗布
するための第１の吐出手段と、第１の吐出手段が対象物上に間欠的に粘性物を塗布して
形成した塗布部間に、粘性物を対象物に間欠的に塗布し
て塗布部を形成するための第２の吐出手段と、を少なく
とも備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】第２の吐出手段は、第１の吐出手段で塗布された塗布部に第２の吐出手段の
要素が接触するのを防ぐために、第１の吐出手段で塗布
された塗布部を検出するセンサと、センサにより第１の吐出手段で塗布された塗布部を検出
すると、第２の吐出手段の要素を対象物から退避させる
退避手段と、を備える請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】第２の吐出手段の要素は、第２の吐出手段の塗布用のヘッドと、対象物を送るため
のロールを含む請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】第１の吐出手段により塗布された塗布部
と、第２の吐出手段により塗布された塗布部との間に
は、未塗布部が形成されており、対象物は、バッテリの金属箔シートである請求項１に記
載の塗布装置。
【請求項５】第１の吐出手段は、第１の吐出手段が対象物に塗布した塗布部の塗布長さを
検出する第１の長さ検出センサを備え、第２の吐出手段は、第２の吐出手段が対象物に塗布した塗布部の塗布長さ
と、未塗布部の長さを検出する第２の長さ検出センサを
備え、第１の長さ検出センサからの長さ検出信号に基づいて第
１の吐出手段による次回の塗布部の塗布長さを調整して
所定長さにするとともに、第２の長さ検出センサからの
長さ検出信号に基づいて第２の吐出手段による次回の塗
布部の塗布長さを調整して所定長さにするための制御装
置と、を備える請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】制御装置は、対象物の移動量を測定する
移動量測定手段からの出力パルスと第１の長さ検出セン
サの検出信号と又は第２の長さ検出センサの検出信号に
より各塗布部の長さと未塗布部の長さを測定する請求項
５に記載の塗布装置。