JP6942654B2 - 塗工装置および塗工方法 - Google Patents

Description

この発明は基材の両主面に塗工膜を形成する塗工装置および塗工方法に関するものである。

例えば特許文献１に記載の塗工装置は、集電体として機能する金属などの導電体シートや表面に金属薄膜が形成された樹脂シートなどの長尺状の基材をロール・トゥ・ロール方式で連続的に搬送しながら基材の両主面に塗工膜を形成する。この塗工装置では、基材の一方主面に第１塗工膜を塗工するために、基材の一方主面に対して塗布液を供給してウェット膜を形成した後で第１乾燥装置に搬送し、ウェット膜を構成する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。こうして、ウェット膜をドライ膜に変化させて第１塗工膜の塗工処理が完了する。そして、第１塗工膜（ドライ膜）をカメラで撮像して得られた画像データに基づいて塗工幅を測定し、その塗工幅に基づいて基材の他方主面に対する塗工処理を実行する。つまり、基材の他方主面のうち第１塗工膜に対応する位置に塗布液を供給してウェット膜を形成した後で第２乾燥装置に搬送し、当該ウェット膜をドライ膜に変化させて第２塗工膜の塗工処理を完了させる。

特開２０１６−１８６３７１号公報（例えば図１参照）

上記従来装置では、第１塗工膜の画像データに基づいて基材の他方主面にウェット膜を形成しているが、当該ウェット膜が第２乾燥装置を通過する間にウェット膜の溶媒成分が揮発して第２塗工膜の最終的な塗工幅が大きく変化することがある（後で説明する図５参照）。この場合、第１塗工膜と第２塗工膜との間で塗工幅が相違して製品品質の低下を招く。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、長尺帯状の基材の第１主面に形成された第１塗工膜に対応して基材の第２主面に第２塗工膜を形成する塗工技術において、第２塗工膜の塗工幅を第１塗工膜の塗工幅に高精度に一致させることを目的とする。

この発明の第１態様は、長尺方向に延びる長尺帯状の基材の第１主面に形成された第１塗工膜に対応して基材の第２主面に第２塗工膜を形成する塗工装置であって、基材を長尺方向に搬送する搬送部と、搬送部により搬送される基材の第２主面に塗工液を供給して第２主面側ウェット膜を形成する第２主面側ノズルを有する第２主面側塗布部と、搬送部により第２主面側塗布部から搬送されてくる基材の第２主面上に形成された第２主面側ウェット膜を乾燥させて第２塗工膜を形成する第２主面側乾燥部と、長尺方向において第２主面側塗布部の上流側で基材の第１主面における第１塗工膜の位置を取得する位置取得部と、長尺方向と直交する幅方向における第２主面側ウェット膜の幅寸法に対する第２塗工膜の幅寸法の変化量を第２主面側変化情報として取得する変化情報取得部と、第１塗工膜の位置および第２主面側変化情報に基づいて第２主面側ノズルからの塗工液の供給を調整する供給調整部とを備えることを特徴としている。

この発明の第２態様は、長尺方向に延びる長尺帯状の基材の第１主面に形成された第１塗工膜に対応して基材の第２主面に第２塗工膜を形成する塗工方法であって、第１塗工膜が形成された基材を長尺方向に搬送しながら、塗工液供給位置で基材の第２主面に塗工液を供給して第２主面側ウェット膜を形成するとともに長尺方向において塗工液供給位置の下流側で基材の第２主面上の第２主面側ウェット膜を乾燥させて第２塗工膜を形成する塗工工程と、塗工工程を開始する前に、基材の第１主面における第１塗工膜の位置と、長尺方向と直交する幅方向における第２主面側ウェット膜の幅寸法に対する第２塗工膜の幅寸法の変化量とに基づいて第２主面側ノズルからの塗工液の供給を調整する調整工程とを備え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、長尺方向に搬送される基材の第２主面に対して塗工液が既に第１主面に形成された第１塗工膜に対応して供給される。これによって、第２主面側ウェット膜が基材の第２主面に形成される。この第２主面側ウェット膜は第２主面側乾燥部により乾燥されて第２塗工膜が形成される。ここで、第２主面側ウェット膜が第２主面側乾燥部を通過する間にウェット膜の溶媒成分が揮発して第２塗工膜の最終的な塗工幅、つまり幅方向における第２塗工膜の幅寸法が大きく変化することがある。しかしながら、本発明では第２主面側ウェット膜の幅寸法に対する第２塗工膜の幅寸法の変化量が第２主面側変化情報として取得され、それに応じて第２主面側ノズルからの塗工液の供給調整が実行される。なお、「第１塗工膜に対応して基材の第２主面に第２塗工膜を形成する」とは、幅方向において第１塗工膜の形成位置と第２塗工膜の形成位置とが一致した状態で第１塗工膜および第２塗工膜が基材を挟んで対向して形成されていることを意味している。また、「塗工液の供給調整」には、後で詳述するように第２主面側ノズルからの塗工液の単位時間当たりの供給量を調整する動作や第２主面側ノズルと基材とのギャップを調整する動作などが含まれる。

以上のように、基材の第２主面上に形成された第２主面側ウェット膜を第２乾燥部により乾燥させて第２塗工膜を形成するときの幅寸法の変化量に基づいて塗工液の供給調整を行っている。このため、第２塗工膜の塗工幅を第１塗工膜の塗工幅に高精度に一致させることができる。

本発明にかかる塗工装置の第１実施形態の概略構成を示す図である。 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。 塗工処理において実行される調整工程を示すフローチャートである。 図４に示す調整工程を模式的に示す図である。 調整工程後に基材に形成されるウェット膜およびドライ膜を模式的に示す図である。 本発明にかかる塗工装置の第２実施形態における調整工程を示すフローチャートである。 乾燥部の乾燥性能が不均一性を有する際に発生する塗工膜の変動を模式的に示す図である。 本発明にかかる塗工装置の第３実施形態における調整工程を示すフローチャートである。

図１は本発明にかかる塗工装置の第１実施形態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長尺方向に延びる長尺シート状の基材Ｓの両主面に対してペースト状塗工液を塗布して塗工膜を形成する装置であり、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られる。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。

塗工装置１００は、基材Ｓをロール・トゥ・ロール方式で搬送するための搬送部１を有している。搬送部１は、供給ローラ１１、巻取ローラ１２および複数の補助ローラ１３を備えている。ロール状に巻回された長尺シート状の基材Ｓは供給ローラ１１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１２に巻回されている。巻取ローラ１２にはローラ駆動機構１４（図２）が連結されており、装置全体を制御する制御ユニット４からの制御指令に応じて巻取ローラ１２を図１の矢印Ｄｒ方向に回転させる。これによって、基材Ｓが供給ローラ１１から繰り出されて基材Ｓの長尺方向Ｄｓに搬送されて複数の補助ローラ１３に案内されつつ、巻取ローラ１２により巻き取られる。複数の補助ローラ１３は、連続搬送される基材Ｓの搬送経路上の適宜の位置に配置されている。このため、搬送方向（長尺方向）Ｄｓは、固定の一方向に限定されるものではなく、例えば図１に示すように複数の補助ローラ１３によって適宜変更される。なお、補助ローラ１３の個数および配置位置については、図１に示すものに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に増減させることが可能である。

この基材Ｓの搬送経路に沿って第１塗布部２ａ、第１乾燥部３ａ、第２塗布部２ｂ、第２乾燥部３ｂがこの順序で設けられている。これらのうち第１塗布部２ａは最も供給ローラ１１に近い位置に配置され、第２塗布部２ｂは基材Ｓの搬送経路の中間位置に配置されている。

第１塗布部２ａは、基材Ｓの第１主面（後で説明する図５や図６中の符号Ｓａ）に向けて塗工液を吐出するノズル２１と、タンクに貯留された塗工液をポンプによりノズル２１に送液する送液機構２２（図２）とを有している。ノズル２１は補助ローラ１３のうちバックアップローラとして機能する補助ローラ（図１中の符号１３ａ）に当接する領域に対向した第１塗工液供給位置ＰＳ１で送液機構２２から送液される塗工液を吐出する。これによって、ノズル２１と基材Ｓの一方主面とのギャップを安定に維持しながら塗布を行い、基材Ｓの第１主面上にウェット膜を形成する（図５（ａ）、図６（ａ）参照）。また、制御ユニット４からの指令に応じてポンプを制御することで単位時間当たりの塗工液の吐出量を高精度に制御し、ウェット膜の幅（搬送方向Ｄｓと直交する水平方向におけるサイズ）を調整可能となっている。

ここで例えば、塗工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。このような塗工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。

基材Ｓの搬送方向Ｄｓにおいて第１塗布部２ａの下流側に第１乾燥部３ａが配置され、第１塗布部２ａにより形成されたウェット膜を乾燥硬化させる。乾燥部３ａは、その内部に通送される基材Ｓの第１主面に塗布されたウェット膜に対し例えば乾燥空気、熱風、赤外線等を供給することでウェット膜を構成する塗工液の溶媒成分の揮発を促進し、ウェット膜を乾燥硬化させてドライ膜を形成する（図５（ｂ）、図６（ｂ）参照）。塗工液が特定の電磁波に感応して乾燥硬化する材料を含むものである場合には、当該電磁波を塗工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乾燥部３ａの長さは、塗工液の乾燥硬化時間に対応する。

この第１乾燥部３ａの搬送方向Ｄｓの下流側には、第２塗布部２ｂおよび第２乾燥部３ｂがこの順序で搬送方向Ｄｓに配置されている。第２塗布部２ｂは、塗工液の供給先が基材Ｓの他方主面である点を除き、第１塗布部２ａと同一の構成を有している。つまり、第２塗布部２ｂは、補助ローラ１３のうちバックアップローラとして機能する補助ローラ（図１中の符号１３ｂ）に当接する領域に対向した第２塗工液供給位置ＰＳ２で送液機構２２（図２）から送液される塗工液を吐出する。これによって、ノズル２１と基材Ｓの第２主面とのギャップを安定に維持しながら塗工液の塗布を行い、基材Ｓの第２主面上にウェット膜を形成する（図５（ｃ）、図６（ｃ）参照）。なお、以下の説明において、第１塗布部２ａのノズル２１と第２塗布部２ｂのノズル２１を区別して説明する際には、それぞれを「ノズル２１ａ」、「ノズル２１ｂ」と称し、それらを区別しない場合には単に「ノズル２１」と称する。

また、第２乾燥部３ｂは乾燥部３ａと同一の構成を有し、その内部に通送される基材Ｓの第２主面に塗布されたウェット膜を構成する塗工液の溶媒成分の揮発を促進し、ウェット膜を乾燥硬化させてドライ膜を形成する（図５（ｄ）、図６（ｄ）参照）。

このように基材Ｓの各主面に形成されるウェット膜およびドライ膜（塗工膜）の幅方向Ｘにおける幅寸法（塗工幅や膜幅と称することもある）を管理するために、塗工装置１００は４つの撮像カメラ５ａｗ、５ａｄ、５ｂｗ、５ｂｄを有している。これらのうち撮像カメラ５ａｗは、基材Ｓの長尺方向Ｄｓにおいて第１塗布部２ａと第１乾燥部３ａとの間に配置され、第１塗布部２ａにより基材Ｓの第１主面に塗布された第１ウェット膜を撮像し、その画像データを制御ユニット４に送信する第１ウェット膜用撮像カメラである。また、撮像カメラ５ａｄは、基材Ｓの長尺方向Ｄｓにおいて第１乾燥部３ａと第２塗布部２ｂとの間に配置され、第１乾燥部３ａにより乾燥硬化されて基材Ｓの第１主面に形成された第１ドライ膜、つまり第１塗工膜を撮像し、その画像データを制御ユニット４に送信する第１ドライ膜用撮像カメラである。また、撮像カメラ５ｂｗは、基材Ｓの長尺方向Ｄｓにおいて第２塗布部２ｂと第２乾燥部３ｂとの間に配置され、第２塗布部２ｂにより基材Ｓの第２主面に塗布された第２ウェット膜を撮像し、その画像データを制御ユニット４に送信する第２ウェット膜用撮像カメラである。さらに、撮像カメラ５ｂｄは、基材Ｓの長尺方向Ｄｓにおいて第２乾燥部３ｂと巻取ローラ１２との間に配置され、第２乾燥部３ｂにより乾燥硬化されて基材Ｓの第２主面に形成された第２ドライ膜、つまり第２塗工膜を撮像し、その画像データを制御ユニット４に送信する第２ドライ膜用撮像カメラである。

制御ユニット４は図２に示すように記憶部４１以外に演算処理部４２を有している。演算処理部４２はＣＰＵなどを有し、記憶部４１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し、調整工程と塗工工程を組み合わせた処理を実行する。この調整工程では、演算処理部４２は撮像カメラ５ａｄにより撮像された第１ドライ膜、つまり第１塗工膜の画像に基づいて基材Ｓの第１主面上での第１塗工膜の位置を取得する。また、演算処理部４２は、撮像カメラ５ｂｗにより撮像された基材Ｓの第２主面上の第２ウェット膜の画像および撮像カメラ５ｂｄにより撮像された第２ドライ膜、つまり第２塗工膜の画像に基づいてウェット膜の幅寸法に対する第２塗工膜の幅寸法の変化量（本実施形態では変化率）を第２主面側変化情報として取得する。さらに、演算処理部４２は第１塗工膜の位置および第２主面側変化情報に基づいて第２塗布部２ｂを構成するノズル２１からの塗工液の供給を調整する。このように、演算処理部４２は本発明の「位置取得部」、「変化情報取得部」および「供給調整部」として機能し、調整工程を実行する。なお、図２中の符号６は次に説明する塗工処理（＝調整工程＋塗工工程）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部を示している。

図３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。図４は塗工処理において実行される調整工程を示すフローチャートである。図５は図４に示す調整工程を模式的に示す図である。図６は調整工程後に基材に形成されるウェット膜およびドライ膜を模式的に示す図である。図５および図６中の（ａ）〜（ｄ）欄はそれぞれ撮像カメラ５ａｗ、５ａｄ、５ｂｗ、５ｂｄの撮像位置Ｐａｗ、Ｐａｄ、Ｐｂｗ、Ｐｂｄでの第１主面Ｓａの平面、基材Ｓの側面および第２主面Ｓｂの平面を模式的に示している。より詳しくは、（ａ）欄には撮像カメラ５ａｗにより撮像されたウェット膜Ｆａｗを含む画像が「第１主面の平面図」に示され、（ｂ）欄には撮像カメラ５ａｄにより撮像されたドライ膜Ｆａｄ（第１塗工膜Ｆａ）を含む画像が「第１主面の平面図」に示され、（ｃ）欄には撮像カメラ５ｂｗにより撮像されたウェット膜Ｆｂｗを含む画像が「第２主面の平面図」に示され、（ｄ）欄には撮像カメラ５ｂｄにより撮像されたドライ膜（第２塗工膜）Ｆｂｄを含む画像が「第２主面の平面図」に示されている。なお、その他の図面は発明内容を説明するための模式図であり、実際に撮像された画像ではない。また、撮像された画像については太線で示し、説明のための模式図については細線で示している。また、説明の便宜から、ウェット膜Ｆａｗ、Ｆｂｗをそれぞれ「第１ウェット膜Ｆａｗ」および「第２ウェット膜Ｆｂｗ」と称するとともに、ドライ膜Ｆａｄ、Ｆｂｄをそれぞれ「第１ドライ膜Ｆａｄ」および「第２ドライ膜Ｆｂｄ」と称する。

塗工処理は、制御ユニット４が予め記憶部４１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。この記憶部４１には、目標の塗工幅Ｗで基材Ｓの第１主面Ｓａに第１塗工膜Ｆａ（＝第１ドライ膜Ｆａｄ）を形成するとともに当該第１塗工膜Ｆａに対応するように基材Ｓの第２主面Ｓｂに第２塗工膜Ｆｂ（＝第２ドライ膜Ｆｂｄ）を形成するための塗工条件（基材Ｓの搬送速度、塗工液の供給条件や乾燥部での乾燥条件など）が予め設定されている。

上記塗工条件に変更がない場合（ステップＳ１で「ＮＯ」）、調整工程（ステップＳ２）を行うことなく、記憶部４１に記憶された塗工条件にしたがって基材Ｓに塗工膜Ｆａ、Ｆｂを形成するための塗工工程を実行する（ステップＳ３〜Ｓ９）。一方、塗工条件が変更された場合には、上記塗工工程を実行する前に、調整工程（ステップＳ２）を実行する。

調整工程では、各ノズル２１ａ、２１ｂからの塗工液の供給条件が記憶部４１から読み出される（ステップＳ２０１）。そして、巻取ローラ１２が回転することで基材Ｓの搬送が開始された後、上記供給条件下で第１ノズル２１ａによる調整用塗工が実行される。つまり、供給条件にしたがって塗工液がポンプから第１ノズル２１ａに送出されて基材Ｓの第１主面Ｓａ上に幅方向Ｘにおける幅寸法Ｗの第１ウェット膜Ｆａｗが形成される。また、第１ウェット膜Ｆａｗは第１乾燥部３ａによる乾燥硬化処理を受けて第１ドライ膜Ｆａｄとなる。こうした第１主面Ｓａに対する調整用塗工に連動して撮像カメラ５ａｗ、５ａｄがそれぞれ第１ウェット膜Ｆａｗおよび第１ドライ膜Ｆａｄを撮像する（ステップＳ２０２）。

第１主面Ｓａに対する調整用塗工が一定時間だけ継続されて第１主面Ｓａへの調整用塗工が完了する（ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」と判定される）と、ポンプの作動が停止し、第１ノズル２１ａからの塗工液の供給が停止される（ステップＳ２０４）。

次のステップＳ２０５では、第１主面Ｓａに形成された第１ウェット膜Ｆａｗの画像（図５の（ａ）欄中の左手図）と第１主面Ｓａに形成された第１ドライ膜Ｆａｄの画像（図５の（ｂ）欄中の左手図）とに基づいて幅方向Ｘにおけるウェット膜Ｆａｗの幅寸法Ｗａｗと第１ドライ膜Ｆａｄの幅寸法Ｗａｄとが取得され、さらにウェット膜Ｆａｗの幅寸法Ｗａｗに対する第１ドライ膜Ｆａｄの幅寸法Ｗａｄの変化量が取得される。本実施形態では、変化量として変化率α（＝Ｗａｄ／Ｗａｗ）が測定される（ステップＳ２０５）。

この変化率αは第１乾燥部３ａにおける第１ウェット膜Ｆａｗを構成する塗工液の溶媒成分の揮発に起因するものであり、基材Ｓの材質や塗工液の種類などにより変動する。例えば変化率αが大きくなるにしたがって第１ドライ膜Ｆａｄ、つまり第１塗工膜Ｆａの幅寸法が小さくなる。そこで、本実施形態では変化率αに基づいて第１ノズル２１ａによる塗工液の供給条件が補正され、記憶部４１に記憶された塗工条件が更新される（ステップＳ２０６）。より具体的には、ポンプによる第１ノズル２１ａへの塗工液の単位時間当たりの供給量を（１／α）倍することで、調整工程後に実行される塗工処理において第１主面Ｓａ上に所望の幅寸法Ｗを有する第１ドライ膜Ｆａｄ（第１塗工膜Ｆａ）が形成される。

また、上記した第１ノズル２１ａによる調整用塗工から所定時間だけ遅れて上記供給条件下で第２ノズル２１ｂによる調整用塗工が先の調整用塗工と同様にして実行される。これは第２塗布部２ｂが第１塗布部２ａから搬送方向Ｄｓの下流側に離れているためであり、調整用塗工の開始タイミングをずらすことで第１塗工膜Ｆａに対応して基材Ｓの第２主面に調整用の塗工膜を形成可能となる。

この調整用塗工においては、供給条件にしたがって塗工液がポンプから第２ノズル２１ｂに送出されて基材Ｓの第２主面Ｓｂ上に幅方向Ｘにおける幅寸法Ｗの第２ウェット膜Ｆｂｗが形成される。また、第２ウェット膜Ｆｂｗは第２乾燥部３ｂによる乾燥硬化処理を受けて第２ドライ膜Ｆｂｄとなる。こうした第２主面Ｓｂに対する調整用塗工に連動して撮像カメラ５ｂｗ、５ｂｄがそれぞれ第２ウェット膜Ｆｂｗおよび第２ドライ膜Ｆｂｄを撮像する（ステップＳ２０７）。

第２主面Ｓｂに対する調整用塗工が一定時間だけ継続されて第２主面Ｓｂへの調整用塗工が完了する（ステップＳ２０８で「ＹＥＳ」と判定される）と、ポンプの作動が停止し、第２ノズル２１ｂからの塗工液の供給が停止される（ステップＳ２０９）。

次のステップＳ２１０では、第２主面Ｓｂに形成された第２ウェット膜Ｆｂｗの画像（図５の（ｃ）欄中の右手図）と第２主面Ｓｂに形成された第２ドライ膜Ｆｂｄの画像（図５の（ｄ）欄中の右手図）とに基づいて幅方向Ｘにおける第２ウェット膜Ｆｂｗの幅寸法Ｗｂｗと第２ドライ膜Ｆｂｄの幅寸法Ｗｂｄとが取得され、さらに第２ウェット膜Ｆｂｗの幅寸法Ｗｂｗに対する第２ドライ膜Ｆｂｄの幅寸法Ｗｂｄの変化量が取得される。本実施形態では、変化量として変化率β（＝Ｗｂｄ／Ｗｂｗ）が測定される（ステップＳ２１０）。

この変化率βは第２乾燥部３ｂにおける第２ウェット膜Ｆｂｗを構成する塗工液の溶媒成分の揮発に起因するものであり、基材Ｓの材質や塗工液の種類などにより変動する。例えば変化率βが大きくなるにしたがって第２ドライ膜Ｆｂｄ、つまり第２塗工膜Ｆｂの幅寸法が小さくなる。そこで、本実施形態では変化率βに基づいて第２ノズル２１ｂによる塗工液の供給条件が補正され、記憶部４１に記憶された塗工条件が更新される（ステップＳ２１１）。より具体的には、ポンプによる第２ノズル２１ｂへの塗工液の単位時間当たりの供給量を（１／β）倍することで、調整工程後に実行される塗工処理において第２主面Ｓｂ上に所望の幅寸法Ｗを有する第２ドライ膜Ｆｂｄ（第２塗工膜Ｆｂ）が形成される。

こうして、調整工程を完了し、補正された供給条件で塗工工程が実行される（ステップＳ３〜Ｓ９）。以下、図３に戻って塗工工程について説明を続ける。

ここで、調整工程（ステップＳ２）が実行された際には、調整工程に連続して塗工工程を実行してもよいし、一旦、基材Ｓの搬送を停止して次の塗工指令を待って塗工工程を実行してもよい。また、調整工程（ステップＳ２）を実行することなく、直ちに塗工工程を実行する場合もあるが、いずれの場合も搬送方向Ｄｓへの基材Ｓの搬送を確認した後で、記憶部４１に記憶された塗工条件に基づいて基材Ｓの第１主面Ｓａへの塗工が実行される（ステップＳ３）。例えば上記したように調整工程（ステップＳ２）により第１ノズル２１ａによる塗工液の供給条件が補正された場合には、図６の（ａ）欄中の左手図に示すように、記憶部４１に記憶された補正後の供給条件で塗工液が基材Ｓの第１主面Ｓａに供給されて所望の幅寸法Ｗを（１／α）倍した幅Ｗａで第１ウェット膜Ｆａｗが形成される。その後で第１乾燥部３ａで第１ウェット膜Ｆａｗが乾燥硬化されて所望の幅寸法Ｗを有する第１ドライ膜Ｆａｄ、つまり第１塗工膜が形成される。

その後に基材Ｓの搬送に伴って第１ドライ膜Ｆａｄが撮像カメラ５ａｄの撮像位置Ｐａｄに到達する（ステップＳ４で「ＹＥＳ」と判定される）と、撮像カメラ５ａｄに撮像された画像（図６の（ｂ）欄中の左手図）に基づいて幅方向Ｘにおける第１塗工膜、つまり第１ドライ膜Ｆａｄの位置が測定される（ステップＳ５）。そして、第１塗工膜が第１主面Ｓａに形成された基材Ｓが第２塗工液供給位置ＰＳ２に到達するタイミングで、測定された第１ドライ膜Ｆａｄの位置および記憶部４１に記憶された供給条件に基づいて基材Ｓの第２主面Ｓｂへの塗工が開始される（ステップＳ６）。例えば上記したように調整工程（ステップＳ２）により第２ノズル２１ｂによる塗工液の供給条件が補正された場合には、図６の（ｃ）欄中の右手図に示すように、記憶部４１に記憶された補正後の供給条件で塗工液が基材Ｓの第２主面Ｓｂに供給されて所望の幅寸法Ｗを（１／β）倍した幅Ｗｂで第２ウェット膜Ｆｂｗが形成される。その後で第２乾燥部３ｂで第２ウェット膜Ｆｂｗが乾燥硬化されて所望の幅寸法Ｗを有する第２ドライ膜Ｆｂｄ、つまり第２塗工膜Ｆｂが第１塗工膜と対応しながら形成される。

上記した第１塗工膜および第２塗工膜の形成は、所定長さの塗布が終了した際に発行される塗工停止指令を確認しない（ステップＳ７で「ＮＯ」と判定される）間、継続される。一方、所定長さ分の塗布が終了する（ステップＳ７で「ＹＥＳ」と判定される）と、第１ノズル２１ａによる塗工が停止され（ステップＳ８）、さらに第２ノズル２１ｂによる塗工が停止される（ステップＳ９）。

以上のように、本実施形態によれば、第１ウェット膜Ｆａｗの幅寸法Ｗａｗに対する第１ドライ膜Ｆａｄ（＝第１塗工膜Ｆａ）の幅寸法Ｗａｄの変化率αを第１主面側変化情報として取得し、それに応じて第１ノズル２１ａからの単位時間当たりの塗工液の供給量を調整しながら第１塗工膜Ｆａを塗工している。このため、第１ウェット膜Ｆａｗが第１乾燥部３ａを通過する間に第１ウェット膜Ｆａｗの溶媒成分が大量に揮発する場合であっても、第１塗工膜Ｆａの最終的な塗工幅を所望値Ｗに制御することができる。

また、第２ウェット膜Ｆｂｗの幅寸法Ｗｂｗに対する第２ドライ膜Ｆｂｄ（＝第２塗工膜Ｆｂ）の幅寸法Ｗｂｄの変化率βを第２主面側変化情報として取得し、それに応じて第２ノズル２１ｂからの単位時間当たりの塗工液の供給量を調整しながら第１塗工膜Ｆａに対応させて第２塗工膜Ｆｂを塗工している。したがって、第２ウェット膜Ｆｂｗが第２乾燥部３ｂを通過する間に第２ウェット膜Ｆｂｗの溶媒成分が大量に揮発する場合であっても、第２塗工膜Ｆｂの最終的な塗工幅を所望値Ｗに形成し、第１塗工膜Ｆａの塗工幅と高精度に一致させることができる。その結果、高い品質の電池用電極を製造することができる。

図７は本発明にかかる塗工装置の第２実施形態における調整工程を示すフローチャートである。この第２実施形態にかかる塗工装置１００では、第１乾燥部３ａと第２乾燥部３ｂとが同一構成を有しており、ほぼ同様の乾燥性能を有している。したがって、同一の塗工液を用いて塗工膜Ｆａ、Ｆｂを形成するケースでは、変化率α、βはほぼ同等であると推測される。そこで、図７に示すように、第２実施形態においては第１主面Ｓａに対してのみ調整用塗工を実行して塗工膜の幅寸法の変化率αを測定し（ステップＳ２０１〜Ｓ２０５）、当該変化率αに基づいて第１ノズル２１ａおよび第２ノズル２１ｂによる塗工液の供給条件を補正している（ステップＳ２１２）。このように第２実施形態では、第２主面Ｓｂへの調整用塗工および変化率βの測定を省略しながら第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

ところで、第２乾燥部３ｂにおける乾燥性能が不均一である場合、例えば図８に示すように幅方向Ｘにおいて乾燥速度が異なることがある。このような乾燥速度ムラは第２ドライ膜Ｆｂｄの中心位置Ｐｄを第２ウェット膜Ｆｂｗの中心位置Ｐｗから幅方向Ｘに変位させる。したがって、撮像カメラ５ａｄにより撮像した画像に基づいて第２ウェット膜Ｆｂｗの形成位置を第１塗工膜Ｆａ（第１ドライ膜Ｆａｄ）に対応させたとしても、第２乾燥部３ｂによる乾燥硬化処理中に中心位置が変位して第２主面Ｓｂに塗工した第２塗工膜Ｆｂ（第２ドライ膜Ｆｂｄ）が第１主面Ｓａ上の第１塗工膜Ｆａと非対応となってしまう。そこで、第２ノズル２１ｂを幅方向Ｘに変位可能に構成するとともに図９に示すように調整工程において第２ノズル２１ｂの配設位置を調整するように構成してもよい。この点については第１主面Ｓａ側でも同様である。つまり、第１乾燥部３ａにおける乾燥性能が不均一である場合、第１主面Ｓａにおいて第１塗工膜Ｆａの変位が発生することがあるため、第１ノズル２１ａを幅方向Ｘに変位可能に構成するとともに図９に示すように調整工程において第１ノズル２１ａの配設位置を調整するのが望ましい。

図９は本発明にかかる塗工装置の第３実施形態における調整工程を示すフローチャートである。この第３実施形態にかかる塗工装置１００では、第１実施形態における調整工程のステップＳ２０５、Ｓ２０６、Ｓ２１０、Ｓ２１１に代え、以下に説明するステップＳ２０５Ａ、Ｓ２０６Ａ、Ｓ２１０Ａ、Ｓ２１１Ａを実行する。なお、その他の動作は基本的に同一であるため、同一工程については同一符号を付して説明を省略する。

第３実施形態では、ステップＳ２０１で読み出された供給条件で搬送方向Ｄｓに搬送される基材Ｓの第１主面Ｓａに対して第１ノズル２１ａによる調整用塗工が実行されるとともに、この調整用塗工に連動して撮像カメラ５ａｗ、５ａｄがそれぞれ第１ウェット膜Ｆａｗおよび第１ドライ膜Ｆａｄを撮像する（ステップＳ２０２）。そして、第１主面Ｓａへの調整用塗工が完了する（ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」と判定される）と、ポンプの作動が停止し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５Ａが実行される。

ステップＳ２０５Ａでは、第１実施形態と同様に、第１ウェット膜Ｆａｗの画像と第１主面Ｓａに形成された第１ドライ膜Ｆａｄの画像とに基づいて変化率α（＝Ｗａｄ／Ｗａｗ）が測定されるとともに幅方向Ｘにおける第１ウェット膜Ｆａｗに対する第１ドライ膜Ｆａｄの位置の変化量、つまり位置変動量が第１主面側変化情報として測定される。そして、変化率αと位置変動量に基づいて第１ノズル２１ａによる塗工液の供給条件（第１ノズル２１ａから供給される塗工液の幅方向Ｘにおける位置（供給位置）および単位時間当たりの塗工液の供給量）が補正され、記憶部４１に記憶された塗工条件が更新される（ステップＳ２０６Ａ）。この補正された供給条件で塗工処理を行うと、第１実施形態と同様に第１主面Ｓａ上に所望の幅寸法Ｗで第１ドライ膜Ｆａｄ、つまり第１塗工膜Ｆａを形成することができるだけでなく、幅方向Ｘにおいて第１塗工膜Ｆａを所望位置に形成することが可能となる。

また、上記した第１ノズル２１ａによる調整用塗工から所定時間だけ遅れて上記供給条件下で第２ノズル２１ｂによる調整用塗工が先の調整用塗工と同様にして実行されるとともに、当該調整用塗工に連動して撮像カメラ５ｂｗ、５ｂｄがそれぞれ第２ウェット膜Ｆｂｗおよび第２ドライ膜Ｆｂｄを撮像する（ステップＳ２０７）。そして、第２主面Ｓｂへの調整用塗工が完了する（ステップＳ２０８で「ＹＥＳ」と判定される）と、ポンプの作動が停止し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１０Ａが実行される。

ステップＳ２１０Ａでは、第２主面Ｓｂに形成された第２ウェット膜Ｆｂｗの画像と第２主面Ｓｂに形成された第２ドライ膜Ｆｂｄの画像とに基づいて変化率β（＝Ｗｂｄ／Ｗｂｗ）が測定されるとともに、幅方向Ｘにおける第２ウェット膜Ｆｂｗに対する第２ドライ膜Ｆｂｄの位置の変化量、つまり位置変動量が第２主面側変化情報として測定される。そして、変化率βと位置変動量に基づいて第２ノズル２１ｂによる塗工液の供給条件（第２ノズル２１ｂから供給される塗工液の幅方向Ｘにおける位置（供給位置）および単位時間当たりの塗工液の供給量）が補正され、記憶部４１に記憶された塗工条件が更新される（ステップＳ２１１Ａ）。この補正された供給条件で塗工処理を行うと、第１実施形態と同様に第２主面Ｓｂ上に所望の幅寸法Ｗで第２ドライ膜Ｆｂｄ、つまり第２塗工膜Ｆｂを形成することができるだけでなく、幅方向Ｘにおいて第２塗工膜Ｆｂを第１塗工膜Ｆａと一致する位置に形成することが可能となる。なお、こうして調整工程が実行された後で補正された供給条件で塗工処理が実行される。

以上のように、第３実施形態によれば、第１乾燥部３ａや第２乾燥部３ｂにおいて乾燥性能の不均一性が発生したとしても、所望の塗工幅Ｗを有する第１塗工膜Ｆａおよび第２塗工膜Ｆｂを相互に対応させながら基材Ｓに塗工することができる。その結果、高品質の電池用電極を製造することができる。

上記したように本発明においては、第１塗布部２ａ、第１ノズル２１ａ、第１乾燥部３ａ、第１ウェット膜Ｆａｗおよび第１ドライ膜Ｆａｄ（第１塗工膜Ｆａ）がそれぞれ本発明の「第１主面側塗布部」、「第１主面側ノズル」、「第１主面側乾燥部」、「第１主面側ウェット膜」および「第１塗工膜」の一例に相当している。また、第２塗布部２ｂ、第２ノズル２１ｂ、第２乾燥部３ｂ、第２ウェット膜Ｆｂｗおよび第２ドライ膜Ｆｂｄ（第２塗工膜Ｆｂ）がそれぞれ本発明の「第２主面側塗布部」、「第２主面側ノズル」、「第２主面側乾燥部」、「第２主面側ウェット膜」および「第２塗工膜」の一例に相当している。また撮像カメラ５ａｄ、５ｂｗ、５ｂｄ、５ａｗがそれぞれ本発明の「第１撮像部」、「第２撮像部」、「第３撮像部」、「第４撮像部」の一例に相当している。

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、基材Ｓの第１主面Ｓａに３本の塗工膜Ｆａを塗工するとともに、それらに対応しながら第２主面Ｓｂに３本の塗工膜Ｆｂを塗工する塗工装置１００に本発明を適用しているが、塗工膜の本数は任意である。つまり、基材Ｓの両主面Ｓａ、Ｓｂに塗工膜を対応させながら形成する塗工技術全般に本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、供給条件として供給量を調整することで塗工膜Ｆａ、Ｆｂの幅寸法Ｗを制御しているが、第１ノズル２１ａや第２ノズル２１ｂと基材Ｓとのギャップを供給条件とし、これを調整することで塗工膜Ｆａ、Ｆｂの幅寸法Ｗを制御してもよい。

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（塗工液）の材料はこれに限定されず任意である。

この発明は基材の両主面に塗工膜を形成する塗工技術全般に適用することができる。

１…搬送部
２ａ…第１塗布部
２ｂ…第２塗布部
３ａ…第１乾燥部
３ｂ…第２乾燥部
４…制御ユニット
５ａｄ，５ｂｄ，５ａｗ，５ｂｗ…撮像カメラ
２１ａ…第１ノズル
２１ｂ…第２ノズル
２２…送液機構
４１…記憶部
４２…演算処理部
１００…塗工装置
Ｄｓ…長尺方向（搬送方向）
Ｆａ…第１塗工膜
Ｆｂ…第２塗工膜
Ｆａｄ…第１ドライ膜
Ｆｂｄ…第２ドライ膜
Ｐａｄ，Ｐａｗ…撮像位置
Ｆａｗ…第１ウェット膜
Ｆｂｗ…第２ウェット膜
ＰＳ１…第１塗工液供給位置
ＰＳ２…第２塗工液供給位置
Ｓａ…第１主面
Ｓｂ…第２主面
Ｗ…塗工幅
Ｗ…幅寸法
Ｘ…幅方向
α，β…変化率

Claims (7)

1. 長尺方向に延びる長尺シート状の基材の第１主面に形成された第１塗工膜に対応して前記基材の第２主面に第２塗工膜を形成する塗工装置であって、
   前記基材を前記長尺方向に搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送される前記基材の前記第２主面に塗工液を供給して第２主面側ウェット膜を形成する第２主面側ノズルを有する第２主面側塗布部と、
   前記搬送部により前記第２主面側塗布部から搬送されてくる前記基材の前記第２主面上に形成された前記第２主面側ウェット膜を乾燥させて前記第２塗工膜を形成する第２主面側乾燥部と、
   前記長尺方向において前記第２主面側塗布部の上流側で前記基材の前記第１主面における前記第１塗工膜の位置を取得する位置取得部と、
   前記長尺方向と直交する幅方向における前記第２主面側ウェット膜の幅寸法に対する前記第２塗工膜の幅寸法の変化量を第２主面側変化情報として取得する変化情報取得部と、
   前記第１塗工膜の位置および前記第２主面側変化情報に基づいて前記第２主面側ノズルからの前記塗工液の供給を調整する供給調整部と
   を備えることを特徴とする塗工装置。
2. 請求項１に記載の塗工装置であって、
   前記長尺方向において前記第２主面側塗布部の上流側に配置されて前記基材の前記第１主面上の前記第１塗工膜を撮像する第１撮像部を備え、
   前記位置取得部は前記第１撮像部により撮像された画像に基づいて前記基材の前記第１主面上での前記第１塗工膜の位置を取得する塗工装置。
3. 請求項２に記載の塗工装置であって、
   前記長尺方向において前記第２主面側塗布部と前記第２主面側乾燥部との間に配置されて前記第２主面側ウェット膜を撮像する第２撮像部と、
   前記長尺方向において前記第２主面側乾燥部の下流側に配置されて前記第２塗工膜を撮像する第３撮像部とを備え、
   前記変化情報取得部は前記第２撮像部により撮像された画像と前記第３撮像部により撮像された画像とに基づいて前記第２主面側変化情報を取得する塗工装置。
4. 請求項３に記載の塗工装置であって、
   前記搬送部により搬送される前記基材の前記第１主面に塗工液を供給して第１主面側ウェット膜を形成する第１主面側ノズルを有する第１主面側塗布部と、
   前記搬送部により前記第１主面側塗布部から搬送されてくる前記基材の前記第１主面上に形成された前記第１主面側ウェット膜を乾燥させて前記第１塗工膜を形成する第１主面側乾燥部と、
   前記長尺方向において前記第１主面側塗布部と前記第１主面側乾燥部との間に配置されて前記第１主面側ウェット膜を撮像する第４撮像部とを備え、
   前記変化情報取得部は前記第１撮像部に撮像された画像および前記第４撮像部により撮像された画像に基づいて前記幅方向における前記第１主面側ウェット膜の幅寸法に対する前記第１塗工膜の幅寸法の変化量を第１主面側変化情報として取得し、
   前記供給調整部は前記第１主面側変化情報に基づいて前記第１主面側ノズルからの前記塗工液の供給を調整する塗工装置。
5. 請求項２に記載の塗工装置であって、
   前記搬送部により搬送される前記基材の前記第１主面に前記塗工液を供給して第１主面側ウェット膜を形成する第１主面側ノズルを有する第１主面側塗布部と、
   前記第２主面側乾燥部と同一構成を有し、前記搬送部により前記第１主面側塗布部から搬送されてくる前記基材の前記第１主面上に形成された前記第１主面側ウェット膜を乾燥させて前記第１塗工膜を形成する第１主面側乾燥部と、
   前記長尺方向において前記第１主面側塗布部と前記第１主面側乾燥部との間に配置されて前記第１主面側ウェット膜を撮像する第４撮像部とを備え、
   前記変化情報取得部は、前記第１撮像部により撮像された画像と前記第４撮像部により撮像された画像とに基づいて前記第１主面側ウェット膜に対する前記第１塗工膜の変化を前記第１主面側変化情報として取得する塗工装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の塗工装置であって、
   前記変化情報取得部は前記幅方向における前記第２主面側ウェット膜の位置に対する前記第２塗工膜の位置の変化量を前記幅寸法の変化量とともに前記第２主面側変化情報として取得し、
   前記供給調整部は、前記位置の変化量に応じて前記第２主面側ノズルを前記幅方向に移動させるとともに、前記幅寸法の変化量に応じて前記第２主面側ノズルからの前記塗工液の供給量と前記第２主面側ノズルと前記基材とのギャップとのうちの少なくとも一方を調整する塗工装置。
7. 長尺方向に延びる長尺シート状の基材の第１主面に形成された第１塗工膜に対応して前記基材の第２主面に第２塗工膜を形成する塗工方法であって、
   前記第１塗工膜が形成された前記基材を前記長尺方向に搬送しながら、塗工液供給位置で前記基材の前記第２主面に塗工液を供給して第２主面側ウェット膜を形成するとともに前記長尺方向において前記塗工液供給位置の下流側で前記基材の前記第２主面上の前記第２主面側ウェット膜を乾燥させて前記第２塗工膜を形成する塗工工程と、
   前記塗工工程を開始する前に、前記基材の前記第１主面における前記第１塗工膜の位置と、前記長尺方向と直交する幅方向における前記第２主面側ウェット膜の幅寸法に対する前記第２塗工膜の幅寸法の変化量とに基づいて第２主面側ノズルからの前記塗工液の供給を調整する調整工程と
   を備えることを特徴とする塗工方法。

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