WO2014174908A1

WO2014174908A1 - 制御システム及び制御方法

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Publication number: WO2014174908A1
Application number: PCT/JP2014/055617
Authority: WO
Inventors: 宮本　浩幸; 佐々木　尚史; 敦渡邉; 一茂中島; 洋平西松; 賢司北島
Original assignee: 横河電機株式会社; 東レエンジニアリング株式会社
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2014-10-30
Also published as: JP5830180B2; CN104335393A; US20160111708A1; CN104335393B; US10026951B2; KR20150016235A; KR101739175B1; JPWO2014174908A1

Abstract

　電極活物質等の塗工物を基材に対して塗工するにあたり、基材幅方向における塗工物の表面形状を最適化する。塗工物を吐出するノズルと塗工物が塗工される基材とのギャップを調整するギャップ調整部と、ノズルに塗工物を圧送するポンプの回転数を調整する回転数調整部と、塗工物の基材幅方向の表面形状における立上り領域の形状を模擬した端部モデル、及び、表面形状における立上り領域に挟まれた中央領域の形状を模擬した中央部モデルに基づいて、塗工物の表面形状を計算により求めるモデル計算部と、モデル計算部により計算された塗工物の表面形状と予め設定された設定形状とを比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいてギャップ調整部及び回転数調整部の少なくともいずれか一方の制御量を求める制御演算部とを備える。

Description

制御システム及び制御方法

　本発明は、電極活物質等の塗工物を基材に対して塗工するための制御システム及び制御方法に関するものである。
　本願は、２０１３年４月２６日に、日本に出願された特願２０１３－０９４６６８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　帯状等の基材に対してこの基材を送りながらペースト状の塗布物を連続的に塗工するときに、基材に対して付着する塗布物の単位面積当たりの重量（すなわち塗工量）を精度高く調整できる必要がある場合がある。例えば、電池用シート電極製造装置において、基材である集電体シートに塗工される電極活物質の単位面積当たりの重量は、二次電池の性能を左右することから、精度高く調整できることが要求される。さらに、基材の表裏両面に塗工される電極活物質の塗工端部位置を一致させることが二次電池の品質上重要である。このため、塗工端部位置を精度高く調整することが要求される。生産性の観点からすると、塗工開始から可能な限り短時間で塗工端部位置を設定値に合わせることが要求される。

　例えば、特許文献１～３には、基材を支持するバックアップロールと、このバックアップロールに対向配置されると共に電極活物質を吐出するダイコータとを備える塗工装置において、ダイコータに電極活物質を圧送するポンプの回転数やダイコータと基材とのギャップを調整することによって電極活物質の吐出量を調整し、これによって電極活物質の単位面積当たりの重量（すなわち塗工量）を調整して設定値に合わせることが記載されている。

　特許文献１～３には、塗工重量について調整することは記載されているものの、例えば基材幅方向における電極活物質の端部の立上りの形状や、これらの端部に挟まれた中央部の形状を調整することについては記載されていない。つまり、これまでは、電極活物質等の塗工物の基材幅方向における表面形状に着目して、この表面形状を調整して最適化する技術については提案がなされていない。

　二次電池のさらなる性能向上を実現するためには、今まで以上に精度高く電極活物質の塗工量と端部位置とを含む塗工状態を調整する必要があると考えられる。このため、今後、上述の表面形状を含めて塗布物の塗工状態の調整を可能とする必要がある。

日本国特公平７－８５７８８号公報日本国特許第３６８０９８５号公報日本国特許第４９８９９０９号公報

　本発明の一態様は、電極活物質等の塗工物を基材に対して塗工するにあたり、基材幅方向における塗工物の表面形状を最適化する。

　本発明の一態様は、以下の構成を採用してよい。

　第１の発明は、制御システムであって、塗工物を吐出するノズルと上記塗工物が塗工される基材とのギャップを調整するギャップ調整部と、上記ノズルに上記塗工物を圧送するポンプの回転数を調整する回転数調整部と、上記塗工物の上記基材幅方向の表面形状における立上り領域の形状を模擬した端部モデル、及び、上記表面形状における上記立上り領域に挟まれた中央領域の形状を模擬した中央部モデルに基づいて、上記塗工物の上記表面形状を計算により求めるモデル計算部と、上記モデル計算部により計算された上記塗工物の上記表面形状と予め設定された設定形状とを比較する比較部と、上記比較部の比較結果に基づいて上記ギャップ調整部及び上記回転数調整部の制御量を求める制御演算部とを備えるという構成を採用してよい。

　このような構成を採用する本発明の一態様によれば、塗工物の基材幅方向の表面形状が端部モデルと中央部モデルとによって表現されており、これらの端部モデルと中央部モデルとを用いて計算を行うことによって表面形状が計算により求められる。この計算によって求められた表面形状は実際に塗工された塗工物の表面形状を示すことから、計算によって求められた表面形状を設定形状と比較することによって、実際に塗工された塗工物の表面形状と設定値との差分（すなわち比較結果）を得ることができる。さらに、本発明の一態様ではこの差分に基づいて、基材と塗工物を吐出するノズルとのギャップ及びノズルに塗工物を圧送するポンプの回転数が調整される。

　第２の発明は、上記第１の発明において、上記モデル計算部が、上記端部モデルに基づいて上記塗工物の端部位置を求め、上記比較部が、上記モデル計算部によって計算された上記端部位置と上記設定形状の端部位置とを比較するという構成を採用してよい。

　第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記ギャップ調整部が、上記基材幅方向の一方側と他方側とにおいて個別に上記ギャップを調整でき、上記モデル計算部が、上記端部モデル及び上記中央部モデルに基づいて、上記端部位置、上記中央領域の傾き及び上記中央領域の平均塗工量を、上記表面形状を示す値として求めるという構成を採用してよい。

　第４の発明は、上記第３の発明において、上記中央部モデルが一次関数により表現されているという構成を採用してよい。

　第５の発明は、上記第２の発明において、上記モデル計算部が、実測により得られた上記塗工物の端部位置に基づいて、上記計算により求められた上記塗工物の端部位置を補正するという構成を採用してよい。

　第６の発明は、上記第５の発明において、上記モデル計算部が、上記塗工物の端部位置を線形補正するという構成を採用してよい。

　第７の発明は、上記第１～第６いずれかの発明において、上記ノズルに対して上記基材幅方向に複数配列されて設けられると共に各々が上記ノズルからの上記塗工物の吐出量を調整するゾーンアクチュエータを制御するゾーンアクチュエータ調整部をさらに備え、上記制御演算部が、上記比較部の比較結果に基づいて上記ギャップ調整部、上記回転数調整部及びゾーンアクチュエータ調整部の制御量を求めるという構成を採用してよい。

　第８の発明は、上記第１～第７いずれかの発明において、上記制御演算部が、制御偏差の二乗和に関する最急降下法により上記制御量を求めるという構成を採用してよい。

　第９の発明は、上記第１～第８いずれかの発明において、上記端部モデルが、ゴンペルツ曲線を示す関数によって表現されているという構成を採用してよい。

　第１０の発明は、上記第９の発明において、上記モデル計算部が、上記端部モデルにより求めた上記立上り領域の形状と実測による上記立上り領域の形状との二乗偏差に関する最急降下法を用いて上記ゴンペルツ曲線を示す関数が含むパラメータを求め、上記パラメータを用いた上記ゴンペルツ曲線を示す関数に基づいて上記立上り領域の形状を求めるという構成を採用してよい。

　第１１の発明は、上記第９または第１０の発明において、上記モデル計算部が、上記ゴンペルツ曲線の変曲点を上記端部位置として求め、上記比較部が、上記モデル計算部によって計算された上記端部位置と上記設定形状の端部位置とを比較するという構成を採用してよい。

　第１２の発明は、上記第２の発明において、実際の上記塗工物の端部位置を測定する端部位置測定部を備え、上記端部位置測定部の測定結果を上記モデル計算部により求められる上記塗工物の端部位置と置き換えるという構成を採用してよい。

　第１３の発明は、制御方法であって、塗工物を吐出するノズルと上記塗工物が塗工される基材とのギャップを調整することと、上記ノズルに上記塗工物を圧送するポンプの回転数を調整することと、上記塗工物の上記基材幅方向の表面形状における立上り領域の形状を模擬した端部モデル、及び、上記表面形状における上記立上り領域に挟まれた中央領域の形状を模擬した中央部モデルに基づいて、上記塗工物の上記表面形状を計算により求めることと、計算された上記塗工物の上記表面形状と予め設定された設定形状とを比較することと、比較結果に基づいて上記ギャップ及び回転数を制御することと、を含むという構成を採用してよい。

　本発明の一態様によれば、端部モデルと中央部モデルとを用いて計算を行うことによって表面形状が計算により求められ、計算によって求められた表面形状を設定形状と比較することによって、設定形状との差分（すなわち比較結果）を取得し、この差分に基づいて、基材と塗工物の吐出するノズルとのギャップ及びノズルに塗工物を圧送するポンプの回転数が調整される。このため、電極活物質等の塗工物を基材に対して塗工するにあたり、基材幅方向における塗工物の表面形状を最適化することが可能となる。

本発明の一実施形態における制御システムを採用する電池用シート電極製造装置の概略構成を示す模式図である。電池用シート電極製造装置が備えるダイコータを含む概略構成を拡大した模式図であり、１条塗工の様子を示す。電池用シート電極製造装置が備えるダイコータを含む概略構成を拡大した模式図であり、２条塗工の様子を示す。電極活物質が厚さ計で測定された結果を示すグラフである。左ギャップのみを独立して操作したときの応答モデルを示す。右ギャップのみを独立して操作したときの応答モデルを示す。図４Ａ及び図４Ｂに示された応答モデルを重ね合わせた応答モデルを示す。集電体に電極活物質を３条塗工し、左ギャップと右ギャップとを同時に操作したときの一番左端に位置する立上り領域における実際の塗工プロファイル形状と計算結果とを示す説明図である。図５Ａと同様の条件における一番右端に位置する立上り領域における実際の塗工プロファイル形状と計算結果とを示す説明図である。右ギャップのみを広げたときの表面形状の変化を示す模式図である。右ギャップのみを狭めたときの表面形状の変化を示す模式図である。計算により得られた変曲点位置と実施の幅測定によって得られた結果との関係を示す関係図である。本発明の一実施形態における制御システムの機能ブロック図である。パターンＩのときの制御フローである。パターンＩＩのときの制御フローである。パターンＩＩの変形例のときの制御フローである。左ギャップを独立して操作した場合の第１実施形態の制御システムの計算結果と実測における応答を示すグラフである。右ギャップを独立して操作した場合の第１実施形態の制御システムの計算結果と実測における応答を示すグラフである。左ギャップと右ギャップとを各々操作した場合と同時に操作した場合との実験結果について示すグラフである。端部モデルのパラメータに対して適当な初期値を与え、その後、最急降下法によって５００回計算させた結果を示すグラフである。

　以下、図面を参照して、本発明に係る制御システム及び制御方法の一実施形態について説明する。以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

　図１は、本第１実施形態の制御システム及び制御方法を採用する電池用シート電極製造装置１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、電池用シート電極製造装置１は、原料タンク２、供給ポンプ３（ポンプ）と、ダイコータ４と、バックアップロール５と、乾燥炉６と、巻取り機７と、測定部８と、制御部９とを備えている。参照符号Ｇは、ダイコータ４に設けられた電極活物質Ｘを吐出するノズルと、バックアップロール５で支持される集電体Ｙ（基材）との間のギャップを示す。参照符号Ｚは、集電体Ｙの搬送方向（流れ方向）を示す。

　原料タンク２は、電極活物質Ｘを貯蔵する容器である。供給ポンプ３は、原料タンク２と接続されており、原料タンク２に貯蔵された電極活物質Ｘをダイコータ４に向けて圧送する。この供給ポンプ３は、制御部９によって回転数が調整可能とされており、回転数に応じた量の電極活物質Ｘを圧送する。電極活物質Ｘには、活物質の他、バインダー等も含まれる。

　図２Ａは、ダイコータ４を含む概略構成を拡大した模式図である。図２Ａに示すように、台座４ａと、ダイ４ｂと、ゾーンアクチュエータ４ｃと、左側駆動部４ｄと、右側駆動部４ｅとを備えている。台座４ａは、ダイ４ｂを支持している。ダイ４ｂは、バックアップロール５に対向配置されており、バックアップロール５で支持される集電体Ｙ（基材）の幅方向に延在するスリット４ｂ１を有している。このダイ４ｂは、スリット４ｂ１を介して供給ポンプ３から圧送される電極活物質Ｘを集電体Ｙに向けて吐出する。第１実施形態において、電極活物質Ｘが吐出されるスリット４ｂ１を有するダイ４ｂは、塗工物を吐出するノズルとして機能する。このようなダイコータ４では、通常の状態だと、図２Ａに示すように、流れ方向に単一の塗工部を有する１条塗工であるが、スリット４ｂ１の適当な位置にシム（スペーサ）を埋め込むことで、図２Ｂに示すような２条以上の塗工部を有する複数条塗工も実施できる。本発明の一態様に係る制御システム及び制御方法は、上記１条塗工及び上記複数条塗工のどちらにも適用可能である。

　ゾーンアクチュエータ４ｃは、図２Ａに示すように、ダイ４ｂのスリット４ｂ１に沿って複数配列されている。ゾーンアクチュエータ４ｃは、隙間なく隣接して配置されており、制御部９の制御の下、各々が配置される領域（ゾーン）におけるスリット４ｂ１からの電極活物質Ｘの吐出量を調整する。

　左側駆動部４ｄは、ダイ４ｂを支持する台座４ａをバックアップロール５に支持される集電体Ｙの表面の法線方向に移動させるものであり、図２Ａに示すように、ダイコータ４側からバックアップロール５を見たときに、ダイコータ４の左端部近傍に配置されている。この左側駆動部４ｄは、例えば、制御部９によって回転が制御されるモータと、モータの動力を台座４ａに伝達するラックアンドピニオン等によって構成される。右側駆動部４ｅは、左側駆動部４ｄと同一の構成を有しており、図２Ａに示すように、ダイコータ４の右端部近傍に配置されている。

　これらの左側駆動部４ｄ及び右側駆動部４ｅは、制御部９の制御により、台座４ａを集電体Ｙに対して近づけるあるいは遠ざけることにより、台座４ａに支持されたダイ４ｂを集電体Ｙに対して近づけるあるいは遠ざける。これらの左側駆動部４ｄ及び右側駆動部４ｅは、制御部９によって個別に駆動可能とされており、左側駆動部４ｄが図２Ａに示す左ギャップＧ１を調整し、右側駆動部４ｅが図２Ａに示す右ギャップＧ２を調整する。

　バックアップロール５は、不図示の送出し機と巻取り機７との間で送られる帯状の集電体Ｙを、途中の位置で支持するものであり、軸を水平状態としてダイコータ４のダイ４ｂに対向配置されている。乾燥炉６は、図１に示すように、バックアップロール５の後段側に設置されており、集電体Ｙに塗工された電極活物質Ｘを乾燥することによって、電極活物質Ｘに含まれる水分を蒸発させ、電極活物質Ｘを集電体Ｙに対して固着させる。巻取り機７は、乾燥炉６にて乾燥された集電体Ｙを巻き取って回収する。

　測定部８は、厚さ計８ａと、端部位置測定装置８ｂ（端部位置測定部）とによって構成されている。厚さ計８ａは、図１に示すように、バックアップロール５と乾燥炉６との間に配置されており、集電体Ｙに塗工された電極活物質Ｘの単位面積当たりの重量を測定する。この厚さ計８ａとしては、例えば、常に集電体Ｙの幅方向に往復移動しながら、電極活物質Ｘの幅方向における重量分布を測定するＸ線式厚さ計やβ線式厚さ計を用いることができる。電極活物質Ｘの単位面積当たりの重量は、電極活物質Ｘの塗工量に相当する。したがって、厚さ計８ａは、集電体Ｙの幅方向における塗工量分布を測定しているとも言える。端部位置測定装置８ｂは、乾燥炉６と巻取り機７との間に配置されており、集電体Ｙに塗工された電極活物質Ｘの端部位置を測定する。この端部位置測定装置８ｂは、例えば、基材Ｙ上の電極活物質Ｘを撮像し、この撮像結果を画像処理することによって電極活物質Ｘの端部位置を求める。これらの厚さ計８ａ及び端部位置測定装置８ｂは、制御部９と接続されており、測定結果を制御部９に入力する。端部位置測定装置８ｂに関しては、補助的なものであり、設置しない構成を採用することもできる。

　制御部９は、供給ポンプ３、ダイコータ４の左側駆動部４ｄ及び右側駆動部４ｅと接続されている。制御部９は、ダイコータ４の各ゾーンアクチュエータ４ｃに接続されている。この制御部９の詳細については、後に説明するが、測定部８の測定結果に基づいて、集電体Ｙに塗工される電極活物質Ｘの表面形状が予め設定された設定値を満足するように、供給ポンプ３の回転数、及び、ダイ４ｂと集電体Ｙとのギャップを調整する。

　第１実施形態の制御システム１０は、測定部８と、制御部９とによって形成されており、電池用シート電極製造装置１の内部に組み込まれて電極活物質Ｘの集電体Ｙに対する塗工状態を制御する。

　このように構成された電池用シート電極製造装置１においては、供給ポンプ３によって原料タンク１に貯蔵された電極活物質Ｘがダイコータ４に供給され、この電極活物質Ｘが、各ゾーンアクチュエータ４ｃにて吐出量を調整されつつダイ４ｂに形成されたスリット４ｂ１から集電体Ｙの表面に向けて吐出される。集電体Ｙは、不図示の送出し機と巻取り機７との間で搬送され、ダイ４ｂのスリット４ｂ１と対向する箇所において、電極活物質Ｘが塗工される。電極活物質Ｘが塗工された集電体Ｙは、乾燥炉６で乾燥された後、電池用シート電極として巻取り機７で巻き取られて回収される。

　続いて、第１実施形態の制御システム１０について、図３～図１３を参照してより詳細に説明する。以下の説明において、塗工プロファイル形状とは、電極活物質Ｘの表面形状であって、実際に計測によって得られるものを意味し、計算プロファイル形状とは、電極活物質Ｘの表面形状であって、モデル（中央部モデル及び端部モデル）を使った計算によって求められるものを意味する。

　図３は、実際に集電体Ｙに対して電極活物質Ｘを塗布し、厚さ計８ａで測定された結果を示すグラフであり、横軸が集電体Ｙの幅方向における測定点を示し、縦軸が重量（すなわち塗工量）を示している。厚さ計８ａで測定された結果は、各測定点での塗工量であることから、図３に示すグラフは、電極活物質Ｘの集電体Ｙの幅方向における表面形状を示しているとも言える。

　第１実施形態の制御システム１０の特徴は、電極活物質Ｘの表面形状をモデル化することにある。このモデル化を行うにあたり、表面形状を、図３に示すように、重量分布が平坦と見なせる中央領域Ｒ１と、重量が急激に増加する立上り領域Ｒ２と、中央領域Ｒ１と立上り領域Ｒ２と繋ぐ中間領域Ｒ３とに分離して考える。中間領域Ｒ３については、中央領域Ｒ１の端部位置と立上り領域Ｒ２の端部位置とを線形補間する関数によってモデル化するものとし、必ずしも必要な領域ではない。このように、第１実施形態の制御システム１０においては、電極活物質Ｘの表面形状を、両端部の立上り領域Ｒ２と、これらの立上り領域Ｒ２に挟まれた中央領域Ｒ１とに分けて考える。

　図２に示す左ギャップＧ１のみを独立で操作したときの中央領域Ｒ１の応答をｙ_ｌ（ｉ）、図２に示す右ギャップＧ２のみを独立で操作したときの中央領域Ｒ１の応答をｙ_ｒ（ｉ）、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２を同時に操作したときの中央領域Ｒ１の応答をｙ_ｃ（ｉ）とし、ｉ＝１，２，・・・，Ｎを総数Ｎのデータサンプル点とすると、ｙ_ｌ（ｉ）、ｙ_ｒ（ｉ）、及びｙ_ｃ（ｉ）は、下式（１）～（３）でモデル化することができる。

　式（１）～（３）において、ｄＧ_ｒが右ギャップ操作変更量［μｍ］、ｄＧ_ｌが左ギャップ操作変更量［μｍ］、Ｋ_ｒが右ギャップ操作変更に対する中央領域Ｒ１の応答のプロセスゲイン［（ｍｇ／ｃｍ^２）／μｍ］、Ｋ_ｌが左ギャップ操作変更に対する中央領域Ｒ１の応答のプロセスゲイン［（ｍｇ／ｃｍ^２）／μｍ］、Ｎが中央領域応答幅［ｐｔ］、αが応答比を示している。

　式（１）～（３）で示すように、左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを同時に操作した時の応答は、左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを独立に操作した時の応答の重ね合わせで表現することができ、線形性が成り立つ。つまり、図４Ａに示す左ギャップＧ１のみを独立して操作したときの応答モデルと、図４Ｂに示す右ギャップＧ２のみを独立して操作した時の応答モデルとを重ね合わせると、図４Ｃに示すような線形性を示すモデルが得られ、この図４Ｃで示される応答モデルが左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを同時に操作した時の応答モデルとなる。

　次に、実験によって、左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを同時に操作した場合におけるギャップ操作変更量と中央領域Ｒ１の塗工重量平均値との間には比例関係が成り立つことが分かった。このため、塗工重量平均値の変化割合は、ギャップ操作変更量の単位変化割合に実際のギャップ操作変更量を乗じた値となる。

　実験によって、ポンプ回転数操作変更量と中央領域Ｒ１の塗工重量平均値との間には比例関係が成り立つことが分かった。このため、塗工重量平均値の変化割合は、ポンプ回転数操作変更量の単位変化割合に実際のポンプ回転数操作変更量を乗じた値となる。

　したがって、中央領域Ｒ１の塗工重量平均値の変化をｄＡとすると、ｄＡは下式（４）でモデル化することができる。

　式（４）において、ｄＧがギャップ同時操作変更量［μｍ］を示し、ｄＰがポンプ回転数操作変更量［％］を示し、Ｋ_ｇがギャップ同時操作変更量に対する中央領域Ｒ１の塗工重量平均値変化のプロセスゲイン［％／μｍ］、Ｋ_ｐがポンプ回転数操作変更量に対する中央領域Ｒ１の塗工重量平均値変化のプロセスゲイン［％／％］を示している。

　式（１）～（３）と式（４）との関係について、Ｋ_ｇを式（１）～（３）から求める。
　Ｋ_ｒ＝Ｋ_ｌ＝Ｋ，ｄＧ_ｒ＝ｄＧ_ｌ＝ｄＧとすると、下式（５）及び下式（６）が得られる。

　次に、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２を独立あるいは同時に操作したり、供給ポンプ３を操作したりしたときの立上り領域Ｒ２の応答をｙ_ｂ（ｋ）とし、ｋ＝－ｎ，－ｎ＋１，・・・，－１，０，１，・・・，ｎ－１，ｎを総数２ｎ＋１のデータサンプル点とすると、ｙ_ｂ（ｋ）は下式（７）のゴンペルツ曲線を示す関数でモデル化することができる。

　ａ＞０，０＜ｂ＜１，ｃ≠０は、塗工プロファイル形状を特徴づけるパラメータであり、ａが塗工プロファイル形状における上限を決定し、ｂが塗工プロファイル形状における横軸に対する位置を決定し、ｃが塗工プロファイル形状の傾斜を決定する。これらのａ，ｂ，ｃを調整することで、式（７）が描く曲線を変化させることができる。このため、ａ，ｂ，ｃを適切に調整することにより、式（７）が描く曲線を実際の電極活物質Ｘの立上り領域Ｒ２の形状に近づけることができる。

　集電体Ｙに電極活物質Ｘを３条塗工し、左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを同時に操作したときの一番左端に位置する立上り領域Ｒ２における実際の塗工プロファイル形状と式（７）による計算結果とを図５Ａに示し、同様の条件における一番右端に位置する立上り領域Ｒ２における実際の塗工プロファイル形状と式（７）による計算結果とを図５Ｂに示す。図５Ａの場合は、ｃ＞０であり、図５Ｂの場合は、ｃ＜０である。図５Ａ及び５Ｂに示すように、実際の塗工プロファイル形状とゴンペルツ曲線を用いたモデルが示す結果とはほぼ一致することが分かる。

　ゴンペルツ曲線においては、曲線中に１つの変曲点が存在する。この変曲点の位置の変化について、初期状態から左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを独立あるいは同時に操作することによって調べた。この結果、左ギャップＧ１を独立して操作したときの変曲点の位置の変化と、右ギャップＧ２を独立して操作したときの変曲点の位置の変化とを重ね合わせた結果が、左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを同時に操作したときの変曲点の位置の変化とほぼ一致することが分かった。

　これらの結果から、例えば右ギャップＧ２のみを広げたときの塗工プロファイル形状は、図６Ａに示すように、両側の立上り領域Ｒ２が近づき、中央領域Ｒ１が、右側が高くなり左側が低くなるように傾斜する。右ギャップＧ２のみを狭めたときの塗工プロファイル形状は、図６Ｂに示すように、両側の立上り領域Ｒ２が遠のき、中央領域Ｒ１が左側が高くなり右側が低くなるように傾斜する。左ギャップＧ１のみを操作したときには、中央領域Ｒ１の傾き方向が逆となるのみで塗工プロファイル形状は同様に変化する。

　ゴンペルツ曲線の変曲点を電極活物質Ｘの端部位置（塗工端部位置）とする。左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２を操作したときの右端の塗工端部位置の変化をｄＷ_ｒ、左端の塗工端部位置の変化をｄＷ_ｌとする。このとき、ｄＷ_ｒとｄＷ_ｌは、下式（８）及び下式（９）で示される。

　式（８）及び式（９）において、ｄＧ_ｒが右ギャップ操作変更量［μｍ］、ｄＧ_ｌが左ギャップ操作変更量［μｍ］、ＫＷ_ｒｒが右ギャップ操作変更に対する右端塗工端部位置変化のプロセスゲイン［ｍｍ／μｍ］、ＫＷ_ｒｌが左ギャップ操作変更に対する右端塗工端部位置変化のプロセスゲイン［ｍｍ／μｍ］、ＫＷ_ｌｒが右ギャップ操作変更に対する左端塗工端部位置変化のプロセスゲイン［ｍｍ／μｍ］、ＫＷ_ｌｌが左ギャップ操作変更に対する左端塗工端部位置変化のプロセスゲイン［ｍｍ／μｍ］を示す。

　式（８）及び式（９）は、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２を同時に操作したときの左右の塗工端部位置の変化は、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２をそれぞれ独立して操作した時の左右それぞれの塗工端部位置の変化の重ね合わせで表現することができ、線形性が成り立つことを示している。

　次に、実験によって、ポンプ回転数と塗工端部位置の変化量との間には比例関係が成り立つことが分かった。このため、左端塗工端部位置の変化量は、ポンプ回転数の単位変化量あたりの左端塗工端部位置の変化量に実際のポンプ回転数操作変更量を乗じた値となる。右端塗工端部位置の変化量は、ポンプ回転数の単位変化量あたりの右端塗工端部位置の変化量に実際のポンプ回転数操作変更量を乗じた値となる。

　したがって、ポンプ回転数を操作したときの右端の塗工端部位置の変化をｄＷ_ｒ、左端の塗工端部位置の変化をｄＷ_ｌとすると、ｄＷ_ｒは下式（１０）でモデル化することができ、ｄＷ_ｌは下式（１１）でモデル化することができる。

　式（１０）及び式（１１）において、ｄＰがポンプ回転数操作変更量［％］、ＫＷ_ｒＰがポンプ回転数操作変更に対する右端塗工端部位置変化のプロセスゲイン［ｍｍ／％］、ＫＷ_ｌＰがポンプ回転数操作変更に対する左端塗工端部位置変化のプロセスゲイン［ｍｍ／％］を示す。

　上述の説明をまとめると、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２の同時操作と、中央領域Ｒ１の塗工重量平均値及び塗工幅との関係は表１に示される。つまり、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２を同時に広げる（＋）と、塗工重量平均値は増加し、塗工幅は減少する。一方、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２を同時に狭める（－）と、塗工重量平均値は減少し、塗工幅は増加する。塗工幅とは、左右の塗工端部位置同士間の距離を意味する。

　ポンプ回転数と、中央領域Ｒ１の塗工重量平均値及び塗工幅との関係は表２に示される。つまり、ポンプ回転数を増大させる（＋）と、塗工重量平均値と塗工幅との両方が増加し、ポンプ回転数を減少させる（－）と、塗工重量平均値と塗工幅の両方が減少する。

　ゴンペルツ曲線の変曲点の位置は、電極活物質Ｘの厳密な端部位置とは一般的には異なる。そこで、予め電極活物質Ｘの厳密な端部位置を端部位置測定装置８ｂによって測定し、変曲点の位置と実際の端部位置との差分を求めこの差分を用いることによって、端部位置を補正しても良い。

　例えば、式（７）を用いて計算した変曲点位置の結果と実際に測定した塗工端部位置との関係が図７に示すように分布したとき、線形補間等により線形グラフを導き、この線形グラフを示す一次関数（下式（１２））を予め求めておく。この一次関数を用いて、式（７）で求めた値を補正することで、計算によって、より実際に近い値が得られる。

　第１実施形態の制御システム１０は、上述のような考え方の下、電極活物質Ｘの表面形状を、中央領域Ｒ１と立上り領域Ｒ２とに分離し、中央領域Ｒ１を直線状の一次関数によって表される中央部モデルで模擬し、立上り領域Ｒ２をゴンペルツ曲線を描く関数によって表される端部モデルで模擬している。第１実施形態の制御システム１０は、これらの中央部モデル及び端部モデルを用いて計算プロファイル形状を求めて設定値（設定形状）と比較すると共に、その比較結果に基づいて、実際の塗工プロファイル形状が設定値となるように、左ギャップＧ１、右ギャップＧ２及びポンプ回転数を調整する。

　図８は、第１実施形態の制御システム１０のブロック図である。上述のように、端部位置測定装置８ｂについては、補正値を取得するため等の補助的な使用に用いられることから、図８においては図示していない。第１実施形態の制御システム１０の制御部９は、メモリやＣＰＵを有するコンピュータによって形成されており、電極活物質Ｘの塗工状態を制御するための制御プログラム等を記憶している。この制御プログラムの一部として、中央部モデル及び端部モデルが制御部９に記憶されている。制御部９は、中央部モデルとして、上述の式（１）～（６）を記憶しており、端部モデルとして、上述の式（７）～（１０）を記憶している。このような制御部９は、図８に示すように、モデル計算部９ａ（モデル計算部）、比較部９ｂ（比較部）、制御演算部９ｃ（制御演算部）、ギャップ出力部９ｄ（ギャップ調整部）、供給ポンプ出力部９ｅ（回転数調整部）及びゾーンアクチュエータ出力部９ｆ（ゾーンアクチュエータ調整部）として機能する。

　厚さ計８ａにて測定された電極活物質Ｘの塗工プロファイル形状が入力されると、制御部９は、まずモデル計算部９ａで、端部モデル及び中央部モデルに基づいて、電極活物質Ｘの計算プロファイル形状を求める。ここでは、中央領域Ｒ１の傾きと平均値、右側及び左側の立上り領域Ｒ２の端部位置（ゴンペルツ曲線の変曲点位置）、ゾーンアクチュエータ４ｃに対応したゾーンごとの塗工プロファイル形状が、計算プロファイル形状を示す値として求められる。制御部９に、式（１２）に示すような補正のための演算式が記憶されている場合には、モデル計算部９ａで立上り領域Ｒ２の端部位置を補正する。

　続いて、制御部９は、比較部９ｂにて、モデル計算部９ａで計算によって得られた計算プロファイル形状を示す値と予め設定された設定値とを比較し、その差分を求める。さらに制御部９は、制御演算部９ｃにて、比較部９ｂでの比較結果である差分に基づいて左ギャップＧ１、右ギャップＧ２及びポンプ回転数の操作量（制御量）を演算する。各操作量は、ギャップ出力部９ｄ、供給ポンプ出力部９ｅ及びゾーンアクチュエータ出力部９ｆで電気信号に変換される。ギャップ出力部９ｄは、電気信号に変換した操作量をダイコータ４の左側駆動部４ｄ及び右側駆動部４ｅに入力し、左側駆動部４ｄ及び右側駆動部４ｅを駆動することによって、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２を調整する。供給ポンプ出力部９ｅは、電気信号に変換した操作量を供給ポンプ３に入力し、供給ポンプ３の回転数を調整する。ゾーンアクチュエータ出力部９ｆは、電気信号に変換した操作量を各ゾーンアクチュエータ４ｃに入力し、各ゾーンアクチュエータ４ｃを介しての電極活物質Ｘの吐出量を調整する。

　制御システム１０は、このような動作（制御方法）を繰り返し行うことにより、中央領域Ｒ１の傾きと平均値、右側及び左側の立上り領域Ｒ２の端部位置（ゴンペルツ曲線の変曲点位置）、ゾーンアクチュエータ４ｃに対応したゾーンごとの塗工プロファイル形状が、設定値と一致するように、供給ポンプ３と、各ゾーンアクチュエータ４ｃと、左側駆動部４ｄ及び右側駆動部４ｅとをフィードバック制御する。

　上述のような構成の電池用シート電極製造装置１において、制御システム１０による具体的な制御方式として、表３に示すような３つのパターンがある。

（パターンＩ）
　図９にパターンＩの制御フローを示す。制御部９は、まず厚さ計８ａから塗工プロファイル形状（塗工量分布）を取得し（ステップＳ１１）、続いて、端部モデルが含むパラメータ（式（７）に含まれるパラメータａ，ｂ，ｃ）を推定する（ステップＳ１２）。

　立上り領域Ｒ２における塗工プロファイル形状（塗工量分布）をｐ（ｋ）とし、端部モデルｙ_ｂ（ｋ）（ゴンペルツ曲線）との偏差ｅ（ｋ）及び二乗偏差関数Ｊを下式（１３）及び下式（１４）のように定義する。ここで、ｋ＝－ｎ，－ｎ＋１，・・・，－１，０，１，・・・，ｎ－１，ｎは総数２ｎ＋１のデータサンプル点を表す。

　このＪを最小化する（すなわち塗工プロファイル形状（塗工量分布）と端部モデルの偏差を最小化する）ように、ｙ_ｂ（ｋ）に含まれるａ，ｂ，ｃを、最急降下法を用いて推定する。パラメータをベクトル表現し、下式（１５）とする。

　この場合、Ｊの勾配ベクトルが下式（１６）のように求まる。

　式（１６）を用いると、最急降下法によってＪを最小化する式（１５）の更新則が下式（１７）及び下式（１８）のように求まる。χ_sはｓ回目の繰り返し計算で得られたパラメータの推定値を表す。

　γ_ａ，γ_ｂ，γ_ｃは、ステップ幅で、１回の繰り返しでどの程度パラメータを更新するのかを決める小さな正の定数である。最急降下法を用いるうえでのチューニングパラメータとなる。

　続いて、制御部９は、図９に示すように、変曲点を算出する（ステップＳ１３）。端部モデルｙ_ｂ（ｋ）から変曲点を算出するには、ｙ_ｂ（ｋ）をｋについて２階微分することで下式（１９）を得る。

　式（１９）の右辺が０となるｋが変曲点のｘ座標になる。指数関数の特性から、ｂ^{ｅｘｐ（－ｃ・ｋ）}＞０，ｅｘｐ（－ｃ・ｋ）＞０となるため、下式（２０）を満たすｋが変曲点のｘ座標になる。

　式（２０）から、最終的に変曲点（ｋ_ｖ，ｙ_ｂ＿ｖ）が下式（２１）のように算出できる。

　続いて、制御部９は、図９に示すように、塗工端部位置を求めてフィードバックし（ステップＳ１４）、定常ゲイン行列の関係に基づく制御を行う（ステップＳ１５）。

　パターンＩにおいて、操作量は、ギャップ同時操作量ｄＧとポンプ回転数操作量ｄＰとなり、制御量は塗工重量平均値の変化ｄＡと塗工幅の変化ｄＷとなる。塗工幅は、左右の塗工端部位置の距離であり、ｄＷ＝ｄＷ_ｌ－ｄＷ_ｒと計算される。これら操作量と制御量との間には、下式（２２）の関係がある。ｌ_１，１～ｌ_２，２は各操作量から制御量への定常ゲイン（プロセスゲイン）を表す。このｌ_１，１～ｌ_２，２で構成される式（２２）の行列を定常ゲイン行列と呼ぶ。

　上述の式（４）、式（８）、式（９）、式（１０）及び式（１１）において左右ギャップ同時操作の場合はｄＧ_ｒ＝ｄＧ_ｌ＝ｄＧであることとｄＷ＝ｄＷ_ｌ－ｄＷ_ｒであることを考慮すると、定常ゲイン行列は下式（２３）のように表される。

　制御アルゴリズムを決める指標となる条件数は、定常ゲイン行列の最大特異値と最小特異値の比で定義される。条件数が５０を超える場合、最小二乗則のように逆行列を使う制御則は適さないとされる。このような場合は、制御偏差の二乗和に関する最急降下法を適用した制御アルゴリズムが有効となる。

　ギャップＧとポンプ回転数Ｐ、重量Ａと塗工幅Ｗをそれぞれベクトル表現し、下式（２４）とする。

　このとき、式（２２）を積分して下式（２５）を得る。

　Ｌ_１は式（２２）の定常ゲイン行列を、式（２６）は重量と塗工幅の初期値をそれぞれ表す。

　重量と塗工幅の設定値を式（２７）とし、Ｃ_ＰＶとの偏差Ｃ_ＤＶを下式（２８）のように定義する。

　評価関数Ｊ_ｃを二乗偏差関数とするとき、Ｊ_ｃは式（２５）の関係を用いて下式（２９）のように計算できる。

　よって、Ｊ_ｃの勾配ベクトルは下式（３０）のように求まる。

　したがって、最急降下法によってＪ_ｃを最小化するｚの更新則は、式（３０）を用いて下式（３１）及び下式（３２）のように表される。

　ε_Ｇ，ε_Ｐはステップ幅を表す。最終的に求まった式（３１）及び式（３２）が、最急降下法を適用した制御則となる。

（パターンＩＩ）
　図１０にパターンＩＩの制御フローを示す。制御部９は、まず厚さ計８ａから塗工プロファイル（重量分布）を取得し（ステップＳ２１）、続いて、中央部モデルの傾き、切片を最小二乗法により推定する（ステップＳ２２）。続いて、パターンＩと同様に、制御部９は、端部モデルが含むパラメータを推定し（ステップＳ２３）、変曲点を算出し（ステップＳ２４）、塗工端部位置を求めてフィードバック（ステップＳ２５）する。

　続いて、制御部９は、定常ゲイン行列の関係に基づく制御を行う（ステップＳ２６）。パターンＩＩにおいて、操作量は左右ギャップ操作量ｄＧ_ｒ，ｄＧ_ｌとポンプ回転数操作量ｄＰであり、制御量が中央領域Ｒ１の傾きｄＳ、中央領域Ｒ１の切片ｄＢ、ｍ条塗工の各塗工部の左右塗工端部位置である下式（３３）となる。

　上述の式（１）～（３）から下式（３４）を得る。

　式（３４）と、式（４）及び式（８）～（１１）の関係から定常ゲイン行列は下式（３５）のように求まる。

　条件数が大きくなるため、制御アルゴリズムとしては最急降下法の適用が有効である。

　端部位置測定装置８ｂを用いた場合には、図１１の制御フローに示すように、ステップＳ２１で塗工端部位置も取得することにより、ステップＳ２３～ステップＳ２５を省略することも可能である。

（パターンＩＩＩ）
　ゾーンアクチュエータ４ｃの制御も行うことでゾーンごとに電極活物質Ｘの吐出量を調節することにより電極活物質Ｘの表面形状のより細かな調整を行う場合には、パターンＩＩに対して、ゾーンアクチュエータ操作量Δｚ_１～Δｚ_ｖ（ｖはゾーン数）が新たな操作量として、ゾーンごとの塗工プロファイル形状の変化ΔＺＰ_１～ΔＺＰ_ｖが新たな制御量として加わる。よって、定常ゲイン行列は下式（３６）となる。

　式（３６）において、ｌ_１，４～ｌ_{２ｍ＋２，ｖ＋３}は、ゾーンアクチュエータ４ｃの操作に対する中央領域Ｒ１の応答と塗工端部位置変化を解析して得る。ｌ_{２ｍ＋３，１}～ｌ_{２ｍ＋２＋ｖ，３}は、左ギャップＧ１及び右ギャップＧ２の独立操作、または、ポンプ回転数操作に対するゾーン毎の塗工プロファイル形状の変化を解析して得る。さらに、ｌ_{２ｍ＋３，４}～ｌ_{２ｍ＋２＋ｖ，ｖ＋３}は、ゾーンアクチュエータ操作に対するゾーン毎の塗工プロファイル形状の変化を解析して得る。

　パターンＩＩＩにおいても、条件数が大きくなるため、制御アルゴリズムとしては最急降下法の適用が有効である。

　続いて、第１実施形態の制御システム１０において得られた計算プロファイル形状と、実際に測定した塗工プロファイル形状とを比較した結果について、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。図１２Ａが左ギャップＧ１を独立して操作した場合の応答を示し、図１２Ｂが右ギャップＧ２を独立して操作した場合の応答を示している。図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、計算によって得られた計算プロファイル形状と実測によって得られた塗工プロファイル形状とはほぼ一致することが確認された。

　図１２Ｃに示すように、左ギャップＧ１と右ギャップＧ２とを各々操作した場合（右＋左）と同時に操作した場合（同時操作）とについて実験を行った結果、塗工プロファイル形状はほぼ一致する結果が得られた。

　図１３に示すように、式（７）のパラメータａ，ｂ，ｃに対して適当な初期値を与え、その後、最急降下法によって５００回計算させた結果は、実際に測定した立上り領域Ｒ２の塗工プロファイル形状とほぼ一致するものとなった。

　以上のような第１実施形態の制御システム１０（制御方法）によれば、端部モデルと中央部モデルとを用いて計算を行うことによって計算プロファイル形状が求められ、計算によって求められた計算プロファイル形状を設定形状（設定値）と比較することによって、設定値との差分（すなわち比較結果）を取得し、この差分に基づいて、ダイコータ４と集電体Ｙとのギャップ及び供給ポンプ３の回転数が調整される。このため、電極活物質Ｘを集電体Ｙに対して塗工するにあたり、集電体Ｙの幅方向における電極活物質Ｘの表面形状を最適化する（設定形状に合わせる）ことが可能となる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、制御部９は、モデル計算部９ａにて、端部モデルに基づいて電極活物質Ｘの端部位置を求め、比較部９ｂにて、モデル計算部９ａによって計算された端部位置と設定形状の端部位置とを比較する。このため、電極活物質Ｘの端部位置について、確実に最適化を図ることができ、電極活物質Ｘの塗工端部位置を最適制御することが可能となる。さらに、このような場合には、端部位置測定装置８ｂを用いなくとも、電極活物質Ｘの塗工端部位置を最適制御することが可能となる。ただし、端部位置測定装置８ｂを用いた場合には、さらに精度の良い制御の実現が期待できる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、集電体Ｙの幅方向の左側と右側とにおいて個別にギャップを調整できるという構成を採用している。このような構成を採用する第１実施形態の制御システム１０によれば、上述のように、端部位置に加えて、中央領域Ｒ１の傾斜を調整することが可能となり、塗工重量平均値（平均塗工量）の調整を行うことも可能となる。よって、モデル計算部９ａにて、これらの端部位置、中央領域Ｒ１の傾斜、及び塗工重量平均値を、計算プロファイル形状を示す値として求めることにより、これらの値を最適化することが可能となる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、中央部モデルは、一次関数により表現されている。このため、中央部モデルの計算を容易に短時間で行うことができる。

　上述のように、実測により得られた電極活物質Ｘの端部位置に基づいて、計算によって求められた端部位置を補正する場合には、計算結果として、実際に塗工された電極活物質Ｘの端部位置により近い値を得ることが可能となる。この補正は、線形補正であることから、容易な計算によって、実際に塗工された電極活物質Ｘの端部位置を得ることが可能となる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、複数配列されるゾーンアクチュエータ４ｃを制御することによって、集電体Ｙの幅方向において電極活物質Ｘの吐出量を調整可能とされている。このため、上述のパターンＩＩＩの制御を行うことにより、中央領域Ｒ１の形状をより細かく調整することが可能となる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、幅方向に制御偏差の二乗和に関する最急降下法により制御量を求める。このため、条件数が大きい場合であっても制御量を適切に導き出すことが可能となる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、端部モデルがゴンペルツ曲線を示す関数によって表現されている。このため、計算によって得られた立上り領域Ｒ２の形状と、実際の立上り領域Ｒ２の形状とをほぼ一致させることができ、電極活物質Ｘの表面形状をより正確に制御することが可能となる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、端部モデルにより求めた立上り領域Ｒ２の形状と実測による立上り領域Ｒ２の形状との二乗偏差に関する最急降下法を用いて、ゴンペルツ曲線を示す関数が含むパラメータａ，ｂ，ｃを求め、これらのパラメータａ，ｂ，ｃを用いたゴンペルツ曲線を示す関数に基づいて立上り領域Ｒ２の形状を求めている。このため、例えば、図１３に示すように、計算によって求める立上り領域Ｒ２の形状を、より実測に近い立上り領域Ｒ２の形状とすることができ、電極活物質Ｘの表面形状をより正確に制御することが可能となる。

　第１実施形態の制御システム１０においては、ゴンペルツ曲線の変曲点を端部位置として求めている。ゴンペルツ曲線においては、変曲点が必ず１つのみ存在することから、容易かつ確実に端部位置を決定することが可能となる。

　以上、添付図面を参照しながら本発明の一態様の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記第１実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した第１実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

　例えば、第１実施形態においては、本発明の一態様の制御システム及び制御方法を、集電体Ｙに対して電極活物質Ｘを塗工するときの制御に適用する例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、基材に対してペースト状の塗工物を塗工するときの制御全般に適用することができる。例えば、基材に対してペースト状の樹脂を塗工することによりフィルムを製造するときの制御に適用することも可能である。

　第１実施形態においては、端部モデルがゴンペルツ曲線を示す関数で表現されている構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、端部モデルが、ゴンペルツ曲線ではない変曲点を有する曲線を示す関数で表現された構成を採用することも可能である。変曲点を有さない屈曲した線を示す関数で表現された構成を採用することも可能である。

　第１実施形態において、端部位置測定装置８ｂの測定結果をモデル計算部９ａにより求められる電極活物質Ｘの端部位置と置き換えることも可能である。例えば、端部位置測定装置８ｂの測定精度がモデル計測部９ａの計算結果の精度よりも高い場合には、本構成を採用することによって、より正確に電極活物質Ｘの端部位置を得ることが可能となる。

　第１実施形態においては、制御システム１０が厚さ計８ａを備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、制御システム１０の外部で取得された塗工プロファイル形状から、中央部モデルと端部モデルとを用いて計算プロファイル形状を求めるようにしても良い。この場合には、厚さ計８ａを備えない構成を採用することができる。

　第１実施形態においては、モデル計算部９ａによって求められた計算プロファイル形状に基づいて、ダイ４ｂと集電体Ｙとのギャップと、供給ポンプ３の回転数との両方を制御する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、モデル計算部９ａによって求められた計算プロファイル形状に基づいて、ダイ４ｂと集電体Ｙとのギャップと、供給ポンプ３の回転数との一方を制御する構成を採用することもできる。上述のように、ダイ４ｂと集電体Ｙとのギャップと、供給ポンプ３の回転数との一方のみを調整したときであっても、塗工プロファイル形状を調整することができる。

　１……電池用シート電極製造装置、２……原料タンク、３……供給ポンプ（ポンプ）、４……ダイコータ、４ａ……台座、４ｂ……ダイ（ノズル）、４ｂ１……スリット、４ｃ……ゾーンアクチュエータ、４ｄ……左側駆動部、４ｅ……右側駆動部、５……バックアップロール、６……乾燥炉、７……巻取り機、８……測定部、８ａ……厚さ計、８ｂ……端部位置測定装置（端部位置測定部）、９……制御部、９ａ……モデル計算部（モデル計算部）、９ｂ……比較部（比較部）、９ｃ……制御演算部（制御演算部）、９ｄ……ギャップ出力部（ギャップ調整部）、９ｅ……供給ポンプ出力部（回転数調整部）、９ｆ……ゾーンアクチュエータ出力部（ゾーンアクチュエータ調整部）、１０……制御システム、Ｇ１……左ギャップ、Ｇ２……右ギャップ、Ｒ１……中央領域、Ｒ２……立上り領域、Ｒ３……中間領域、Ｘ……電極活物質（塗工物）、Ｙ……集電体（基材）

Claims

　塗工物を吐出するノズルと前記塗工物が塗工される基材とのギャップを調整するギャップ調整部と、
　前記ノズルに前記塗工物を圧送するポンプの回転数を調整する回転数調整部と、
　前記塗工物の前記基材幅方向の表面形状における立上り領域の形状を模擬した端部モデル、及び、前記表面形状における前記立上り領域に挟まれた中央領域の形状を模擬した中央部モデルに基づいて、前記塗工物の前記表面形状を計算により求めるモデル計算部と、
　前記モデル計算部により計算された前記塗工物の前記表面形状と予め設定された設定形状とを比較する比較部と、
　前記比較部の比較結果に基づいて前記ギャップ調整部及び前記回転数調整部の少なくともいずれか一方の制御量を求める制御演算部と
　を備える、制御システム。
　前記モデル計算部は、前記端部モデルに基づいて前記塗工物の端部位置を求め、
　前記比較部は、前記モデル計算部によって計算された前記端部位置と前記設定形状の端部位置とを比較する、
　請求項１記載の制御システム。
　前記ギャップ調整部は、前記基材幅方向の一方側と他方側とにおいて個別に前記ギャップを調整でき、
　前記モデル計算部は、前記端部モデル及び前記中央部モデルに基づいて、前記端部位置、前記中央領域の傾き及び前記中央領域の平均塗工量を、前記表面形状を示す値として求める、請求項１記載の制御システム。
　前記中央部モデルは一次関数により表現されている、請求項３記載の制御システム。
　前記モデル計算部は、実測により得られた前記塗工物の端部位置に基づいて、前記計算により求められた前記塗工物の端部位置を補正する、請求項２記載の制御システム。
　前記モデル計算部は、前記塗工物の端部位置を線形補正する、請求項５記載の制御システム。
　前記ノズルに対して前記基材幅方向に複数配列されて設けられると共に各々が前記ノズルからの前記塗工物の吐出量を調整するゾーンアクチュエータを制御するゾーンアクチュエータ調整部をさらに備え、
　前記制御演算部は、前記比較部の比較結果に基づいて前記ギャップ調整部、前記回転数調整部及びゾーンアクチュエータ調整部の制御量を求める、請求項１記載の制御システム。
　前記制御演算部は、制御偏差の二乗和に関する最急降下法により前記制御量を求める、請求項１記載の制御システム。
　前記端部モデルは、ゴンペルツ曲線を示す関数によって表現されている、請求項１記載の制御システム。
　前記モデル計算部は、前記端部モデルにより求めた前記立上り領域の形状と実測による前記立上り領域の形状との二乗偏差に関する最急降下法を用いて前記ゴンペルツ曲線を示す関数が含むパラメータを求め、前記パラメータを用いた前記ゴンペルツ曲線を示す関数に基づいて前記立上り領域の形状を求める、請求項９記載の制御システム。
　前記モデル計算部は、前記ゴンペルツ曲線の変曲点を前記端部位置として求め、
　前記比較部は、前記モデル計算部によって計算された前記端部位置と前記設定形状の端部位置とを比較する、請求項９記載の制御システム。
　実際の前記塗工物の端部位置を測定する端部位置測定部を備え、
　前記端部位置測定部の測定結果を前記モデル計算部により求められる前記塗工物の端部位置と置き換える
　ことを特徴とする請求項２記載の制御システム。
　塗工物を吐出するノズルと前記塗工物が塗工される基材とのギャップを調整することと、
　前記ノズルに前記塗工物を圧送するポンプの回転数を調整することと、
　前記塗工物の前記基材幅方向の表面形状における立上り領域の形状を模擬した端部モデル、及び、前記表面形状における前記立上り領域に挟まれた中央領域の形状を模擬した中央部モデルに基づいて、前記塗工物の前記表面形状を計算により求めることと、
　計算された前記塗工物の前記表面形状と予め設定された設定形状とを比較することと、
　比較結果に基づいて前記ギャップ及び回転数の少なくともいずれか一方を制御することと、
　を含む、制御方法。