JPH09253559A - スライドビード塗布におけるビードギャップ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライドビード塗布のビードギャップ測定に
おいて、従来よりも高精度でかつ自動的に測定できる技
術を提供すること。 【解決手段】 塗布が開始する直前におけるスライドホ
ッパーのウエブ方向への移動速度（Ｖｈ）と、ウエブの
走行速度（Ｖｗ）と、ウエブに塗布された塗料の先頭液
付き部の幅方向形状（幅方向任意箇所での凹凸差をＤと
する）とを計測し、Ｄ×Ｖｈ／Ｖｗを演算して前記ビー
ドギャップを算出し表示する装置により達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスライドビード塗布
におけるビードギャップの測定技術に属する。

【０００２】

【従来の技術】スライドビードコーティングは、当業者
にはよく知られた方法である。この方法は、スライドホ
ッパー型塗布装置を用いてあらかじめ単層あるいは多層
の液状層を、傾斜したスライド面に流下させておき、塗
布を開始するときは該スライドホッパーの先端部を連続
走行するウエブと若干離間した位置まで接近させること
により、前記ウエブとの間に液架橋（以下ビードと称
す）を形成させ、前記液状層をウエブに転移させるとい
う手順で行なわれる。

【０００３】このようなスライドビードコーティングに
ついては、円滑に塗布を行なうためにはビードを安定さ
せることが極めて重要である。

【０００４】ビードを安定させるための基本的な要件と
して、塗布中のビードギャップが幅方向に亘って均一で
なければならず、不均一な場合は筋状の塗布障害や液割
れなどが発生しやすいことが知られており、スライドホ
ッパー自体やそれに対峙しウエブを保持するバッキング
ロールについては、熱処理などによる素材の平準化も含
め製作時の加工精度は極めて重要とされている。

【０００５】加えて製作時の精度を維持するため、前記
のスライドホッパーやバッキングロールを据え付けるの
に必要なテーブルや軸受けに類するものの安定さや精
度、さらには塗布操作を開始する際のバッキングロール
に対するスライドホッパーの位置決め精度などについて
も十分な注意を払う必要がある。

【０００６】スライドホッパーはステンレスなどの金属
製のため、自重や温度変化による曲げなどの歪みを受け
やすく、精度良く位置決めしても幅方向にわたるビード
ギャッププロファイルは均一とならないのが通常であ
る。そのためにビードギャップを精度良く計測する技術
が要求される。

【０００７】該ビードギャップを計測する従来の技術
は、あらかじめ厚みを測定した厚みの異なる数種の薄片
（例えばプラスチックフィルム）を用意し、これを適宜
組み合わせて目的の厚みゲージに構成してはスライドホ
ッパーとバッキングロールの間に挿入し、指先の感触を
以ってビードギャップを割り出すという方法が採られて
いるにすぎず、該方法では絶対精度に問題があることや
個人差による測定値のばらつきなど、近年の高速塗布化
に伴うより一層のビードギャップの管理精度向上が要求
されるなかで、塗布幅の広幅化ともあいまって大きな問
題として露見してきている。

【０００８】従来の技術のもう一つの問題点として、操
業中のビードギャップ測定が行ないにくい点にある。従
来の技術の場合、操業を一時停止することになり著しく
効率低下を来すことが理由である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題点に鑑み、スライドビード塗布のビードギャップ測定
において、従来よりも高精度でかつ自動的にまた操業中
でも効率低下を来たすことなく測定できる技術を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、スライドホ
ッパーを用いて連続走行するウエブに塗布を行なうスラ
イドビード塗布装置の、前記スライドホッパー先端部と
それに離間して走行する前記ウエブとの間隙（ビードギ
ャップ）をウエブ幅方向に亘って測定する装置におい
て、塗布が開始する直前における前記スライドホッパー
のウエブ方向への移動速度を計測する手段と、ウエブへ
の塗布開始で生じた先頭液付き部の凹凸間の距離を全塗
布幅に亘って計測する手段と、ビードギャップ差を下記
数２により演算して表示する手段を具備することを特徴
とするビードギャップ測定装置により達成される。

【数２】Ｇｄ＝Ｄ×Ｖｈ／Ｖｗ （数式１） 但し、式中の Ｇｄ：ビードギャップ差 Ｄ：ウエブへの塗布開始で生じた先頭液付き部の凹凸の
距離 Ｖｈ：塗布が開始する直前における前記スライドホッパ
ーのウエブ方向への移動速度 Ｖｗ：ウエブの走行速度 をそれぞれ表わす。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。図１は本発明に基づくビードギャップ測定方法
および測定装置の一例を示す模式構成図である。

【００１２】図１において、１はスライドホッパーで２
層同時塗布方式のものを例記した。塗布液２および３
は、ポンプなどの液供給手段で供給されスライドホッパ
ー１の斜面上を流下し、ビード部４を経てバッキングロ
ール５に張架されて走行するウエブ６に塗布される。７
は減圧室で減圧ポンプ８で吸引することによりビード部
４を安定に保持する目的で供される。

【００１３】９はスライドホッパー１の位置決め装置で
あって塗布開始時にはＡ方向に移動し、待機時にはＢ方
向に移動するものであり、Ａ方向に移動したときは、ビ
ードギャップＣを希望する位置に高精度に位置決めでき
るものである。その機能は例えばリニアスケールやロー
タリエンコーダなどを位置検出手段として用い、空気圧
シリンダーや油圧シリンダー、さらにモータ駆動による
ものなどを移動手段として用いて、前述の位置検出手段
と組み合わせることにより実現可能である。

【００１４】１０はスライドホッパー移動速度検出装置
であって、スライドホッパーがＡ方向に移動するときの
速度を検出するものである。これは移動距離と移動に要
した時間から容易に算出可能であるが、本発明において
は塗布液がウエブに塗布される直前の移動速度を検出す
ることが好ましく、そのために例えばスライドホッパー
がＡ方向に移動して停止する直前の１ｍｍ以内における
速度の検出を行なうのが好ましい。

【００１５】１１は塗布面撮影装置であって、塗布開始
部の先頭液付き部の形状をを全幅にわたって検出する目
的で供される。例えば市販のビデオカメラ乃至はＣＣＤ
カメラ、赤外線カメラ、デジタルスチルカメラなどの利
用が可能である。実際の撮影に際しては、塗布面の全幅
を撮影できることが必要であり、場合によっては適宜光
学レンズを組み合わせたり、塗布幅方向に複数個の撮影
装置を併用するなどの態様をとることができる。

【００１６】１２は画像処理装置であって、撮影した画
像信号を記憶処理するものである。画像処理装置１２
は、画像入力部１２ａと画像記憶部１２ｂと画像処理部
１２ｃとで構成される。

【００１７】画像入力部１２ａは、塗布面撮影装置１１
の信号形態に適合したインターフェースで構成される。
例記すれば、該画像信号が市販ビデオカメラに代表され
るアナログビデオ信号（ＮＴＳＣなど）である場合は、
デジタル信号に変換して記憶可能ならしむための器材
（所謂ビデオキャプチャボード）が好ましく、前記画像
信号がデジタルの場合は汎用のシリアル回線またはパラ
レル回線などで信号授受できる器材が好ましい。

【００１８】画像記憶部１２ｂは、コンピュータの記憶
装置として一般的に供される半導体メモリや磁気記憶装
置類で構成することができる。画像処理部１２ｃは、後
述する手順によって画像処理を行なう部分であって、例
えば内部レジスタの演算単位が１６ビット以上の中央処
理装置（ＣＰＵ）で構成したコンピュータを用いること
ができる。

【００１９】本発明においては塗布された塗料の先頭部
の様子を撮影し記憶する必要がある。これを実施するた
めには、例えばスライドホッパー移動速度検出装置１１
よりスライドホッパー停止（換言すれば塗布開始）信号
を画像処理装置１２に与え、該信号を起点として、ウエ
ブ走行速度（Ｖｗ）とスライドホッパー先端部から塗布
面撮影装置１１の撮影領域までの距離（Ｌｃ）から、Ｌ
ｃ／Ｖｗを演算することによりキャプチャするタイミン
グを割り出すことができる。この際、ウエブ走行速度
（Ｖｗ）と塗布面撮影装置１１の撮影領域までの距離
（Ｌｃ）は、定数として画像処理装置１２にプリセット
しておく。

【００２０】以下図２および図３を用いて画像処理部１
２ｃの詳細な手続きについて説明するが、手段としては
以下の内容に特に限定されない。

【００２１】先ず、前述の方法により撮影しデジタル記
憶した塗布開始部の画像を２値化処理（デジタイズ）し
て塗布部と未塗布部を明瞭にする。２値化については公
知の画像処理技術の適用により可能である。図２に２値
化処理した例を示す。図２において、横方向にウエブ
幅、縦方向にウエブに塗布された先端液付き部の形状
（黒色部が塗布部、白色部が未塗布部）を示す。

【００２２】次に図２の画像について、任意の一定位置
を起点として塗布先端部までの絶対高さＨａを全ウエブ
幅について計測処理する。該計測処理については予め塗
布面撮影装置１１を用いて、目盛り付き定規などを塗布
面の撮影時と同じ条件で撮影して得た目盛り画像を計測
しておくことによって、実寸法との対応をとることが可
能である。

【００２３】塗布開始部は図２に示すように大小の凹凸
が多数発生する場合がおおいので、例えば塗布幅に対す
る移動平均や関数近似などの手法を用いて、前記Ｈａの
分布を適宜平準化するのが好ましい。

【００２４】図３は移動平均法を用いて図２のＨａの分
布を平準化した結果である。図３に適宜縦軸目盛りを付
与すれば、図３の曲線は縦軸をビードギャップとして、
そのままビードギャップのプロファイルであるとしても
実用上差し支えない理由を以下に述べる。

【００２５】塗布幅方向の任意の２点におけるビードギ
ャップ差をＧｄとし、スライドホッパーのウエブ方向へ
の移動速度をＶｈとすると、前記２点の塗布開始時の液
付き時間差ＴｄはＧｄをＶｈで除した商（Ｔｄとする）
で表わされる。該時間差Ｔｄにより発生する塗布面の凹
凸差Ｄは、走行するウエブの速度をＶｗとすれば、Ｔｄ
とＶｗの積となる。したがって前記凹凸差Ｄを計測すれ
ば、逆算することによりビードギャップ差Ｇｄを求める
ことが可能となる。なお、先頭塗布面に凹凸が生じる別
の原因として、スライドホッパーの水平面に対する傾
き、ウエブ自体の凹凸が考えられるが、いづれについて
もビードギャップの不均一によるものと比較すれば、極
端に影響が少ないため実質的には無視して差し支えな
い。

【００２６】すなわち、図３において任意の点ＰとＱと
の差をＤとすれば、その位置におけるビードギャップ差
Ｇｄは、Ｄ×Ｖｈ／Ｖｗにより求められることになる。
ＶｈとＶｗについては前述の方法で計測等が可能であ
る。なお、図３はビードギャップの最も広い箇所を０と
した相対値となるように縦軸目盛りを付与した形となっ
ている。

【００２７】以上により得たビードギャップの幅方向相
対プロファイルに対し、例えば最も変形が少ないと考え
られるスライドッホッパー端部の絶対ビードギャップ値
を予め実測しておき、その値を加算することにより実用
上問題ない精度のビードギャップの絶対プロファイルを
得ることができる。図４は該方法によって得た絶対プロ
ファイルの結果である。また表示装置１３は少なくとも
図２、図３および図４を表示するものであって、例えば
市販のＣＲＴディスプレイが使用可能である。

【００２８】

【実施例】以下実施例を用い、更に詳細に本発明を説明
するが本実施例のみに限定されるものではない。

【００２９】本実施例では、図１における各部の構成を
以下のとおりとした。

【００３０】ウエブとして厚みが１００μｍのポリエチ
レンテレフタレートフィルムを用い、図１に示す塗布装
置を構成して下記条件で２層同時塗布を実施した。１層
目すなわち下層の塗布液は、ゼラチン水溶液にカーボン
ブラックを分散させた所謂ハレーション防止層用の塗布
液で、２層目すなわち上層の塗布液は写真製版用ハロゲ
ン化銀乳剤とし、塗布速度１５０ｍ／分で塗布した。ウ
エブの材質、塗布液の構成については、本発明に関し何
ら制限を受けるものではない。

【００３１】位置決め装置９はスライドホッパーの位置
検出用に分解能１μｍのリニアスケールを用い、移動手
段として油圧駆動のシリンダーアクチェータを用いた。
さらに前記リニアスケールの原点を、スライドホッパー
１がウエブ６と接触する点とすることにより、スライド
ホッパー１のおよその絶対位置を検出できるようにし
た。

【００３２】移動速度検出装置１０は市販のプログラマ
ブルコントローラ（シーケンサ）を用いて、位置決め装
置９の駆動制御と移動速度の検出を行なった。本実施例
では、あらかじめ十分ウエブから離間しているスライド
ホッパー１を、塗布を開始するためにＡ方向に移動させ
前述のリニアスケールの読みが１５０μｍのとき停止さ
せた。つまりビードギャップをほぼ１５０μｍとして塗
布した。

【００３３】スライドホッパー１をＡ方向に移動させる
途中、リニアスケールの読みが８５０μｍの地点で移動
速度検出装置１０の内部タイマーを開始させ、前述の位
置でスライドホッパーが停止するまでの時間を計測し
た。その結果１４５ミリ秒であった。すなわち塗布開始
直前のスライドホッパー１の移動速度は、７００μｍを
１４５ミリ秒で除算して４．８３ｍｍ／秒となる。

【００３４】ウエブ速度（Ｖｗ）とスライドホッパー先
端部から塗布面撮影装置１１の撮影領域までの距離（Ｌ
ｃ：本実施例では６００ｍｍ）は、あらかじめ移動速度
検出装置１０の内部記憶領域に格納した。移動速度検出
装置１０で得た移動速度値、ウエブ速度、ビードギャッ
プ設定値（本実施例の場合２００μｍ）を画像処理装置
１２に伝えるため、相互間をＲＳ−２３２Ｃ回線で接続
した。

【００３５】塗布開始の瞬間から移動速度検出装置１０
の内部タイマーを起動し、Ｌｃ／Ｖｗ時間が経過した時
点で直ちに画像処理装置１２へキャプチャ信号として与
えるべく、相互間をデジタルＩ／Ｏで接続した。

【００３６】塗布面撮影装置１１は、本実施例の如き暗
室状態を考慮して、ＮＴＳＣ出力付きの高感度型の赤外
線カメラを使用し、塗布面の全幅を撮影できる位置に据
え付けた。

【００３７】画像処理装置１２は３２ビットＣＰＵを内
蔵した汎用パーソナルコンピュータを使用し、画像入力
部１２ａにはＮＴＳＣ信号をデジタル化する市販のビデ
オキャプチャボードを採用し、画像記憶部１２ｂはハー
ドディスク装置とし、画像処理部１２ｃはパーソナルコ
ンピュータ本体の処理装置とした。

【００３８】以上の構成を用いて、以下の手順により目
的のビードギャッププロファイルを得た。

【００３９】塗布面撮影装置１１は塗布操作開始に先立
って稼動させておき、常に画像記憶処理装置１２に画像
信号を入力しておく。そして塗布が開始されたあと、前
述の手順により移動速度検出装置内でキャプチャ開始信
号を生成し、画像処理装置１２に対しトリガーをかけ
る。

【００４０】画像処理装置１２では、該トリガー信号が
きた時点における画像を画像記憶部１２ｂに格納処理す
る。格納された画像を図２に示す。

【００４１】次に、得られた画像に対し２値化処理を施
す。該処理には市販の画像処理プログラムを自動起動し
て対応した。さらに、２値化した画像の塗布部分に相当
する領域色のドット数をカウントすることにより、先頭
液付き部の凹凸形状を定量した。

【００４２】一方、同じ撮影条件で撮影した目盛り付き
定規のキャプチャ画像から１ｍｍあたりのドット数が１
９ドットであることがわかっているので、塗布先頭部の
実寸プロファイルを算出することができる。

【００４３】こうして得た前記実寸プロファイルを平準
化するために、本実施例では移動平均法を用いた。さら
に移動速度検出装置１０からスライドホッパー移動速度
（Ｖｈ）ウエブ速度（Ｖｗ）とを得て、本発明の方法に
よって移動平均処理を施した先頭液付きプロファイルを
ビードギャップの相対プロファイルに変換した。その結
果を図３に示す。

【００４４】さらに移動速度検出装置１０からビードギ
ャップの設定値を得て、前記相対プロファイルに加算す
ることによりビードギャップの絶対プロファイルを得
た。その結果を図４に示す。

【００４５】本実施例では、表示装置としてＣＲＴディ
スプレイを使用し図２と図３および図４を表示した。

【００４６】なお、本発明によれば塗布中であってもス
ライドホッパーを脱着することにより、任意の時点でビ
ードギャップの測定が可能であり、従来の技術と比較し
て甚だ優れている点である。ただし現実的には、塗布物
の歩留まりを考慮しウエブの継ぎ目が通過したときなど
のタイミングで行なうことが好ましい。この場合、公知
の技術により継ぎ目を検出してスライドホッパーを自動
脱着させることで対応可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明により、従来よりも
高精度でかつ良好な再現性を有したビードギャップの測
定が可能となり、自動化による省力効果および操業中の
測定を可能としたことによるビードギャッププロファイ
ル管理の充実が実現した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくビードギャップ測定方法および
測定装置の一例を示す模式構成図。

【図２】塗布先頭液付き部凹凸形状の２値化画像。

【図３】ビードギャップの相対プロファイル。

【図４】ビードギャップの絶対プロファイル。

【符号の説明】

１ スライドホッパー ２ 塗布液 ３ 塗布液 ４ ビード部 ５ バッキングロール ６ ウエブ ７ 減圧室 ８ 減圧ポンプ ９ 位置決め装置 １０ 移動速度検出装置 １１ 塗布面撮影装置 １２ 画像処理装置 １２ａ 画像入力部 １２ｂ 画像記憶部 １２ｃ 画像処理部 １３ 表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スライドホッパーを用いて連続走行する
   長尺可撓性帯状支持体（以下ウエブと称す）に塗布を行
   なうスライドビード塗布装置の、前記スライドホッパー
   先端部とそれに離間して走行する前記ウエブとの間隙
   （以下ビードギャップと称す）をウエブ幅方向に亘って
   測定するビードギャップ測定装置において、塗布が開始
   する直前における前記スライドホッパーのウエブ方向へ
   の移動速度を計測する手段と、ウエブへの塗布開始で生
   じた先頭液付き部の凹凸間の距離を全塗布幅に亘って計
   測する手段と、ビードギャップ差を下記数１により演算
   して表示する手段を具備することを特徴とするスライド
   ビード塗布におけるビードギャップ測定装置。 【数１】Ｇｄ＝Ｄ×Ｖｈ／Ｖｗ （数式１） 但し、式中の Ｇｄ：ビードギャップ差 Ｄ：ウエブへの塗布開始で生じた先頭液付き部の凹凸の
   距離 Ｖｈ：塗布が開始する直前における前記スライドホッパ
   ーのウエブ方向への移動速度 Ｖｗ：ウエブの走行速度 をそれぞれ表わす。