(57)【要約】【課題】搬送中の帯状部材における不良を検出して適切に対処する技術を提供する。【解決手段】接合装置１００は、膜電極接合体５が帯状に連なった帯状体５ｒを搬送しつつ、各膜電極接合体５に対してガス拡散層７を接合する。接合装置１００は、制御部１０１と、第１と第２の触媒層検出部１０５，１３５と、フィルム状態検出部１１７と、ガス拡散層搬送部１４０と、接合部１５０と、を備える。制御部１０１は、第１と第２の触媒層検出部１０５，１３５及びフィルム状態検出部１１７の出力信号に基づいて、第２の触媒電極層３の不良を検出する。制御部１０１は、第２の触媒電極層３の不良が検出された場合には、当該第２の触媒電極層３を有する膜電極接合体５に対するガス拡散層７の接合をスキップするとともに、接合部１５０が有する張力調整部１５５によって、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の間における帯状体５ｒの張力を調整する。【選択図】図６
2014201053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置であって、
前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第１の搬送部と、
前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように前記接合部材を搬送する第２の搬送部と、
前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する第１の加圧ローラーと、
前記第１の加圧ローラーにおいて接合された前記帯状部材と前記接合部材とを、さらに、加圧する第２の加圧ローラーと、
前記第２の搬送部が前記接合部材の搬送を開始する前に、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する配置部位状態判定部と、
前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、
前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態ではないと判定された場合には、前記第２の搬送部に前記接合部材を前記所定の部位へと搬送させ、
前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させる接合部材搬送制御部と、
前記接合部材搬送制御部が前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記第１と第２の加圧ローラーの間において、前記所定の部位の張力を調整する張力調整部と、
を備える、接合装置。
【請求項２】
請求項１記載の接合装置であって、
前記張力調整部は、前記第１と第２の加圧ローラーの間において、前記帯状部材の一方の面に向かって変位可能な補助ローラーを備え、
前記張力調整部は、前記搬送制御部が前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記補助ローラーの変位によって前記帯状部材を押して前記所定の部位に対して張力を付与する、接合装置。
【請求項３】
請求項１記載の接合装置であって、
前記第２の加圧ローラーは、互いの離間距離が可変である第１と第２の本体部を有することによって、幅が可変に構成されており、
前記第２の加圧ローラーは、前記搬送制御部が前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記幅を広げることによって、前記張力調整部として、前記所定の部位に対して、前記帯状部材の幅方向の張力を付与する、接合装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の接合装置であって、
前記帯状部材は、燃料電池用の電解質膜であり、
前記帯状部材の少なくとも一方の面には、複数の触媒層が前記長手方向に所定の間隔で配置されており、
前記接合部材は、前記触媒層の配置位置に合わせて前記帯状部材上に配置されるガス拡散層を構成する多孔質基材であり、
前記配置部位状態判定部は、前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する、接合装置。
【請求項５】
請求項４記載の接合装置であって、さらに、
前記触媒層の前記帯状部材の前記長手方向における端部の位置を検出する触媒層位置検出部を備え、
前記配置部位状態判定部は、触媒層位置検出部が検出した前記端部の位置に基づいて前記触媒層のサイズを取得し、前記サイズが予め設定された許容範囲から外れている場合に、前記所定の部位が不良状態であると判定する、接合装置。
【請求項６】
請求項５記載の接合装置であって、
前記接合部材搬送制御部は、前記触媒層位置検出部が前記触媒層の端部を検出するタイミングに基づいて前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送タイミングを決定する、接合装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に記載の接合装置であって、
前記帯状部材は、前記第１の搬送部によって搬送される前に、前記一方の面側に前記触媒層を被覆するフィルムが貼付されており、
前記第１の搬送部は、前記フィルムを前記帯状部材から剥離するフィルム剥離部を備え、
前記配置部位状態判定部は、前記フィルムが剥離された後の前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する、接合装置。
【請求項８】
帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置であって、
フィルムが貼付されている前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第１の搬送部と、
前記帯状部材から前記フィルムを剥離するフィルム剥離部と、
前記接合部材が前記フィルムが剥離された後の前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように、前記接合部材を搬送する第２の搬送部と、
前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する加圧ローラーと、
前記フィルム剥離部において前記所定の部位から剥離された前記フィルムに所定の量の前記帯状部材の残留物の付着が検出されたときに、前記フィルムが剥離された後の前記所定の部位が不良状態であると判定する配置部位状体判定部と、
前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、
前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定されなかった場合には、前記第２の搬送部に記所定の部位への前記接合部材の搬送を実行させ、
前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第２の搬送部に前記所定の部位への前記接合部材の搬送を中止させる接合部材搬送制御部と、
を備える、接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状部材に対して複数の部材を連続的に接合する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多数の製品を効率的に製造するための技術として、帯状部材に対して複数の部材を帯状部材の長手方向に配列されるように連続的に接合する技術が知られている。例えば、燃料電池の製造工程においては、長手方向に搬送されている帯状の電解質膜に対する触媒層やガス拡散層などの電極の構成部材の接合を繰り返して、複数の膜電極接合体を連続して製造する技術が提案されている。特許文献１には、ウェブ状の電解質膜に所定の間隔で連続的に配列された触媒層の上に接合ローラーによって拡散層を接合して膜電極接合体を形成する工程と、形成された膜電極接合体を切り出す工程とを同期して実行する装置が開示されている。特許文献２には、２枚の帯状の電解質膜を並列に搬送しつつ、それぞれの電解質膜の一方の面に触媒電極を配置した後に、２枚の電解質膜を互いに接合することによって膜電極接合体を製造する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２９２９２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４２０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、膜電極接合体を構成する触媒層は強度が低いため、上述したような、触媒層が配列されている帯状の電解質膜が搬送される製造工程においては、工程途中に、触媒層に損傷や劣化が生じやすい。また、燃料電池に用いられる電解質膜は付与される外力や湿潤状態の変化により伸縮しやすいため、搬送中における電解質膜の伸縮に伴い、電解質膜上の触媒層にサイズの変動や亀裂などの劣化が生じてしまう場合がある。従って、触媒層が配列されている帯状の電解質膜を搬送して連続して膜電極接合体を製造する工程においては、製造不良の発生や生産コストの増大を抑制するために、触媒層の不良の発生を確実に検出して対処することが望ましい。
【０００５】
ここで、特許文献１の技術では、電解質膜上における触媒層の配置位置の誤差を考慮して、触媒層の位置を検出するラインセンサの出力値に基づいてガス拡散層の位置合わせの制御を行っている。また、特許文献２の技術では、電解質膜上における触媒層の配置位置の誤差を考慮して、電解質膜を短縮または伸長させる加工を行って２枚の電解質膜上における触媒層の配置位置を調整している。このように、特許文献１，２のいずれも、触媒層の配置位置のずれに起因する膜電極接合体の製造不良の発生を抑制することを課題としているが、触媒層の不良の発生を検出して対処することについては、何ら考慮がされていない。
【０００６】
以上のように、触媒層が配列された帯状の電解質膜を搬送して膜電極接合体を連続的に製造する技術においては、触媒層の不良の発生を検出して適切に対処することについて、十分な工夫がなされてこなかった。また、燃料電池の製造工程に限らず、搬送中の帯状部材に連続的に部材を接合する技術においては、搬送中の帯状部材における不良を検出して適切に対処することについて十分な工夫がなされてこなかった。その他、当該技術においては、工程の簡易化や、低コスト化、省資源化を始めとして、装置の小型化や簡素化、制御の容易化・簡易化、使い勝手の向上等が要求されてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
［１］本発明の一形態によれば、帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置が提供される。この接合装置は、前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第１の搬送部と；前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように前記接合部材を搬送する第２の搬送部と；前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する第１の加圧ローラーと；前記第１の加圧ローラーにおいて接合された前記帯状部材と前記接合部材とを、さらに、加圧する第２の加圧ローラーと；前記第２の搬送部が前記接合部材の搬送を開始する前に、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定する配置部位状態判定部と；前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態ではないと判定された場合には、前記第２の搬送部に前記接合部材を前記所定の部位へと搬送させ、前記配置部位状態判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させる接合部材搬送制御部と；前記接合部材搬送制御部が前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記第１と第２の加圧ローラーの間において、前記所定の部位の張力を調整する張力調整部と；を備える。この形態の接合装置によれば、接合部材が接合される部位の不良を検出した場合には、当該部位に対して接合部材の接合がなされないため、不良品の発生を回避できるとともに、無駄に接合部材が使用されることによる生産コストの増大を抑制できる。また、接合部材の接合が中止された場合には、張力調整部によって第１と第２の加圧ローラーの間における帯状部材の張力が調整され、第１と第２の加圧ローラーの間における帯状部材の張力の変化に起因する製造不良の発生が抑制される。
【０００９】
［２］上記形態の接合装置において、前記張力調整部は、前記第１と第２の加圧ローラーの間において、前記帯状部材の一方の面に向かって変位可能な補助ローラーを備え；前記張力調整部は、前記搬送制御部が前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記補助ローラーの変位によって前記帯状部材を押して前記所定の部位に対して張力を付与しても良い。この形態の接合装置によれば、所定の部位への接合部材の接合が中止されたときに、第１と第２の加圧ローラーの間に配置されている補助ローラーの変位によって、帯状部材の張力を容易に調整することができる。
【００１０】
［３］上記形態の接合装置において、前記第２の加圧ローラーは、互いの離間距離が可変である第１と第２の本体部を有することによって、幅が可変に構成されており；前記第２の加圧ローラーは、前記搬送制御部が前記第２の搬送部に前記接合部材の前記所定の部位への搬送を中止させた場合に、前記幅を広げることによって、前記張力調整部として、前記所定の部位に対して、前記帯状部材の幅方向の張力を付与しても良い。この形態の接合装置によれば、所定の部位への接合部材の接合が中止されたときに、第２の加圧ローラーの幅の変化によって、所定の部位の張力を容易に調整することができる。
【００１１】
［４］上記形態の接合装置において、前記帯状部材は、燃料電池用の電解質膜であり；前記帯状部材の少なくとも一方の面には、複数の触媒層が前記長手方向に所定の間隔で配置されており；前記接合部材は、前記触媒層の配置位置に合わせて前記帯状部材上に配置されるガス拡散層を構成する多孔質基材であり；前記配置部位状態判定部は、前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定しても良い。この形態の接合装置によれば、帯状の電解質膜を搬送して膜電極接合体を連続的に製造する接合装置において、触媒層の不良に起因する生産コストの増大を抑制することができる。
【００１２】
［５］上記形態の接合装置は、さらに、前記触媒層の前記帯状部材の前記長手方向における端部の位置を検出する触媒層位置検出部を備え；前記配置部位状態判定部は、触媒層位置検出部が検出した前記端部の位置に基づいて前記触媒層のサイズを取得し、前記サイズが予め設定された許容範囲から外れている場合に、前記所定の部位が不良状態であると判定しても良い。この形態の接合装置によれば、触媒層のサイズの変動によって生じる製造不良に起因して生産コストが増大することを抑制することができる。
【００１３】
［６］上記形態の接合装置において、前記接合部材搬送制御部は、前記触媒層位置検出部が前記触媒層の端部を検出するタイミングに基づいて前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送タイミングを決定しても良い。この形態の接合装置によれば、多孔質基材の搬送タイミングを決定するための触媒層の位置の検出とともに、膜電極接合体の製造不良の発生を回避するための触媒層のサイズの変動を検出することができ、効率的である。
【００１４】
［７］上記形態の接合装置において、前記帯状部材は、前記第１の搬送部によって搬送される前に、前記一方の面側に前記触媒層を被覆するフィルムが貼付されており；前記第１の搬送部は、前記フィルムを前記帯状部材から剥離するフィルム剥離部を備え；前記配置部位状態判定部は、前記フィルムが剥離された後の前記触媒層の状態に基づいて、前記所定の部位が不良状態であるか否かを判定しても良い。この形態の接合装置によれば、帯状部材からのフィルムの剥離に起因する製造不良の発生を抑制することができる。
【００１５】
［８］本発明の他の形態によれば、帯状部材に対して複数の接合部材を連続して接合する接合装置が提供される。この接合装置は、フィルムが貼付されている前記帯状部材を前記帯状部材の長手方向に搬送する第１の搬送部と；前記帯状部材から前記フィルムを剥離するフィルム剥離部と；前記接合部材が前記フィルムが剥離された後の前記帯状部材上の所定の部位に配置されるように、前記接合部材を搬送する第２の搬送部と；前記帯状部材と前記接合部材とを加圧して接合する加圧ローラーと；前記フィルム剥離部において前記所定の部位から剥離された前記フィルムに所定の量の前記帯状部材の残留物の付着が検出されたときに、前記フィルムが剥離された後の前記所定の部位が不良状態であると判定する配置部位状体判定部と；前記第２の搬送部による前記接合部材の搬送を制御する接合部材搬送制御部であって、前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定されなかった場合には、前記第２の搬送部に記所定の部位への前記接合部材の搬送を実行させ、前記配置部位状体判定部によって前記所定の部位が不良状態であると判定された場合には、前記第２の搬送部に前記所定の部位への前記接合部材の搬送を中止させる接合部材搬送制御部と；を備える。この形態の接合装置によれば、帯状部材からのフィルムの剥離に起因する触媒層の不良を容易に検出することができ、フィルムの剥離に起因する製造不良の発生を抑制することができる。
【００１６】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１７】
本発明は、接合装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、接合方法や、接合装置の制御方法、接合方法や接合装置の制御方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の接合装置の構成を示す概略図。
【図２Ａ】帯状体の構成を説明するための概略図。
【図２Ｂ】帯状体の構成を説明するための概略図。
【図２Ｃ】帯状体から切り出された後のガス拡散層付き膜電極接合体の構成を示す概略断面図。
【図３】第２の触媒電極層の状態判定に基づくガス拡散層の接合処理の処理手順を示す説明図。
【図４】第１の触媒層検出部の出力信号に基づく第２の触媒電極層の状態の検出を説明するための説明図。
【図５Ａ】第１実施形態の接合装置におけるガス拡散層付き膜電極接合体の製造不良の発生の抑制を説明するための説明図。
【図５Ｂ】第１実施形態の接合装置におけるガス拡散層付き膜電極接合体の製造不良の発生の抑制を説明するための説明図。
【図６】第２実施形態の接合装置の構成を示す概略図。
【図７】第２実施形態における第２の触媒電極層の状態判定に基づくガス拡散層の接合処理の処理手順を示す説明図。
【図８Ａ】第１と第２の接合ローラー部の間における帯状体の搬送不良の発生を説明するための説明図。
【図８Ｂ】第１と第２の接合ローラー部の間における帯状体の搬送不良の発生を説明するための説明図。
【図９Ａ】張力調整部の動作を説明するための説明図。
【図９Ｂ】張力調整部の動作を説明するための説明図。
【図１０】第３実施形態の接合装置の構成を示す概略図。
【図１１Ａ】第３実施形態の接合装置における第２の接合ローラーの動作を説明するための説明図。
【図１１Ｂ】第３実施形態の接合装置における第２の接合ローラーの動作を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
A．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての接合装置１００の構成を示す概略図である。接合装置１００は、固体高分子形燃料電池（以下、単に「燃料電池」と呼ぶ）の製造工程に用いられる。接合装置１００は、燃料電池を構成する発電体である膜電極接合体５が帯状に連続している帯状体５ｒを長手方向に搬送しつつ、各膜電極接合体５に対してガス拡散層７を連続的に接合する。なお、以下では、ガス拡散層７が接合された膜電極接合体５を「ガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇ」とも呼ぶ。
【００２０】
図２Ａ，図２Ｂは、帯状体５ｒの構成を説明するための概略図である。図２Ａは、帯状体５ｒの第２の触媒電極層３側の面を示す正面図であり、図２Ｂは、帯状体５ｒの厚み方向の断面を示す概略断面図である。なお、図２Ａには、接合装置１００における帯状体５ｒの搬送方向を示す矢印ＰＤを図示してある。また、図２Ａ，図２Ｂには、ガス拡散層７が配置される領域ＧＡを破線で図示してあり、帯状体５ｒからガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇが切り出されるときの切断線ＣＬを一点鎖線で図示してある。
【００２１】
帯状体５ｒの本体部は、帯状の電解質膜１によって構成されている。電解質膜１は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜であり、例えば、ナフィオン（登録商標）などのフッ素系のイオン交換樹脂によって構成される。帯状体５ｒでは、帯状の電解質膜１の一方の面に第１の触媒電極層２が全面を被覆するように配置されており、他方の面に複数の第２の触媒電極層３が長手方向（搬送方向ＰＤ）に沿って所定の間隔で配列されている。
【００２２】
第１と第２の触媒電極層２，３は、反応ガスの供給を受けてアノード（燃料極）またはカソード（酸化剤極）として機能するガス拡散性を有する電極である。第１と第２の触媒電極層２，３は、燃料電池反応を促進する触媒を担持する導電性粒子（例えば、白金担持カーボン）と、電解質膜１と同じ又は類似の電解質と、を分散させた分散溶液である触媒インクの乾燥塗膜として形成される。
【００２３】
本実施形態の接合装置１００では、帯状体５ｒにおける第２の触媒電極層３の配置位置に合わせてガス拡散層７が第１の触媒電極層２に接合される。ガス拡散層７はガス拡散性と導電性とを有する多孔質な基材によって構成される。より具体的には、ガス拡散層７は、カーボンペーパーや、カーボンクロスなどの繊維基材によって構成される。
【００２４】
ここで、本明細書では、第２の触媒電極層３の端部のうち、帯状体５ｒの搬送方向ＰＤにおける下流側（先端側）の端部を「先端部３ｅ」と呼び、搬送方向ＰＤにおける上流側（後端側）の端部を「後端部３ｔ」と呼ぶ。本実施形態の接合装置１００では、ガス拡散層７の接合の際には、第２の触媒電極層３の先端部３ｅの位置が、その接合位置の基準として利用される（詳細は後述）。
【００２５】
図２Ｃは、帯状体５ｒから切り出された後のガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇの構成を示す概略断面図である。本実施形態のガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇでは、第１の触媒電極層２の外周端部の位置が電解質膜１の外周端部の位置とほぼ揃っているのに対して、第２の触媒電極層３の外周端部の位置は電解質膜１の外周端部より内側に位置している。即ち、本実施形態のガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇでは、第１と第２の触媒電極層２，３の外周端部が電解質膜１の外周縁部を介して互いに離間されている。ガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇは、燃料電池に組み付けられる際には、当該外周端部がシール部材などによってシールされることによって、発電中に２つの触媒電極層２，３の端部間で未反応の反応ガスが行き来してしまう、いわゆるクロスリークが抑制される。
【００２６】
ここで、本実施形態のガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇでは、ガス拡散層７の外周端部が、第１と第２の触媒電極層２，３の外周端部の間に位置しており、電解質膜１に直接的に接触していない。この構成によって、ガス拡散層７の外周端部に存在する繊維の毛羽やバリが電解質膜１の表面に突き刺さることが抑制されている。
【００２７】
また、この構成であれば、燃料電池の発電中などにガス拡散層７において過酸化水素ラジカルが発生した場合であっても、当該過酸化水素ラジカルは電解質膜１に到達する前に必ず第１の触媒電極層２を通過することになる。そのため、ガス拡散層７において発生した過酸化水素ラジカルを第１の触媒電極層２の触媒作用によって消失させることができ、過酸化水素ラジカルによる電解質膜１の劣化を抑制できる。
【００２８】
本実施形態の接合装置１００（図１）であれば、複数のガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇを効率的に連続して製造することができる。接合装置１００は、制御部１０１と、第１の触媒層検出部１０５と、フィルム剥離部１１０と、張力補正部１２０と、搬送情報検出部１３０と、ガス拡散層搬送部１４０と、接合部１５０と、を備える。
【００２９】
制御部１０１は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピューターによって構成される。制御部１０１は、第１の触媒層検出部１０５や搬送情報検出部１３０からの出力信号に基づいて、帯状体５ｒの搬送を制御するとともに、ガス拡散層搬送部１４０によるガス拡散層７の搬送を制御する（詳細は後述）。
【００３０】
ここで、本実施形態の接合装置１００は、膜電極接合体供給部（図示および詳細な説明は省略）から、第２の触媒電極層３側の面に透明な保護フィルム６が貼付された状態の帯状体５ｒの供給を受ける。保護フィルム６が貼付されている帯状体５ｒは、所定の搬送速度で、フィルム剥離部１１０に向かって長手方向に搬送される。
【００３１】
第１の触媒層検出部１０５は、光学的センサによって構成され、フィルム剥離部１１０の手前（上流）に設けられている。第１の触媒層検出部１０５は、保護フィルム６越しに、帯状体５ｒに配列されている第２の触媒電極層３を検出し、第２の触媒電極層３の通過を示す信号を制御部１０１に出力する。制御部１０１は、第１の触媒層検出部１０５の出力信号に基づいて、保護フィルム６が剥離される前の第２の触媒電極層３の状態を検証する（詳細は後述）。
【００３２】
フィルム剥離部１１０は、帯状体５ｒから保護フィルム６を剥離する。フィルム剥離部１１０は、入口ローラー１１２と、駆動ローラー１１３と、加圧ローラー１１４と、フィルム剥離ローラー１１５と、フィルム搬送ローラー１１６と、フィルム状態検出部１１７と、を備える。入口ローラー１１２は、駆動ローラー１１３と加圧ローラー１１４との手前において、帯状体５ｒの搬送経路の角度を調整する。
【００３３】
駆動ローラー１１３と加圧ローラー１１４とは互いに隣り合って配置されている。駆動ローラー１１３は、モーター（図示せず）に接続されており、制御部１０１の制御によって略一定速度で回転駆動する。加圧ローラー１１４は、駆動ローラー１１３に向かう加圧力を発生させつつ、駆動ローラー１１３に追従して回転する。帯状体５ｒは、保護フィルム６が貼付されている面が加圧ローラー１１４と向かい合うように、駆動ローラー１１３と加圧ローラー１１４との間に繰り入れられ、加圧ローラー１１４から加圧力を付与されつつ、駆動ローラー１１３の回転駆動によって搬送される。
【００３４】
フィルム剥離ローラー１１５は、加圧ローラー１１４の下流側において、駆動ローラー１１３の隣り合う位置に配置されており、駆動ローラー１１３に追従して回転する。駆動ローラー１１３と加圧ローラー１１４との間から繰り出された帯状体５ｒは、駆動ローラー１１３の側面に沿って搬送され、駆動ローラー１１３とフィルム剥離ローラー１１５との間に繰り入れられる。
【００３５】
帯状体５ｒが駆動ローラー１１３とフィルム剥離ローラー１１５との間から繰り出されるときに保護フィルム６は帯状体５から剥離される。保護フィルム６は、フィルム剥離ローラー１１５の側面に沿って搬送され、後段のフィルム搬送ローラー１１６にガイドされつつ、巻き取りローラー（図示は省略）に巻き取られて回収される。
【００３６】
フィルム状態検出部１１７は、フィルム剥離ローラー１１５とフィルム搬送ローラー１１６との間に配置されている。フィルム状態検出部１１７は、例えば、光学的センサによって構成され、帯状体５ｒから剥離された保護フィルム６に付着している第２の触媒電極層３の残留物の存在を検出する。制御部１０１は、フィルム状態検出部１１７の出力信号を受信し、当該出力信号に基づいて、保護フィルム６が剥離された後の帯状体５ｒにおける第２の触媒電極層３の状態を検証する（詳細は後述）。保護フィルム６が剥離された帯状体５ｒは、張力補正部１２０へと搬送される。
【００３７】
張力補正部１２０は、帯状体５ｒを搬送しつつ、制御部１０１の指令に応じて、帯状体５ｒの張力（テンション）を調整する。張力補正部１２０は、駆動ローラー１２１と、加圧ローラー１２２と、を備える。駆動ローラー１２１はモーター（図示せず）に接続されており、制御部１０１の指令に応じた回転速度で回転駆動する。加圧ローラー１２２は、駆動ローラー１２１に隣り合う位置に配置されており、駆動ローラー１２１に向かう加圧力を発生させつつ、駆動ローラー１２１に追従して回転する。
【００３８】
帯状体５ｒは、第１の触媒電極層２が駆動ローラー１２１の側面と向かい合い、第２の触媒電極層３が加圧ローラー１２２の側面と向かい合うように、駆動ローラー１２１と加圧ローラー１２２との間に繰り入れられる。帯状体５ｒは、加圧ローラー１２２から加圧力を付与されつつ、駆動ローラー１２１の回転駆動力によって搬送される。
【００３９】
ここで、制御部１０１は、張力補正部１２０の下流側に設けられている搬送情報検出部１３０によって検出される帯状体５ｒの張力に基づいて、帯状体５ｒの張力がほぼ一定に保持されるように駆動ローラー１２１の回転速度を制御する。具体的には、制御部１０１は、搬送情報検出部１３０によって検出される帯状体５ｒの張力が目標値よりも高くなっている場合には駆動ローラー１２１の回転速度を上げて、帯状体５ｒの張力を低下させる。一方、搬送情報検出部１３０によって検出される帯状体５ｒの張力が目標値よりも低くなっている場合には駆動ローラー１２１の回転速度を下げて、帯状体５ｒの張力を増大させる。
【００４０】
搬送情報検出部１３０は、張力補正部１２０の下流における帯状体５ｒの搬送に関する情報を示す信号を制御部１０１に出力する。より具体的には、搬送情報検出部１３０は、帯状体５ｒの張力を示す信号と、帯状体５ｒの搬送速度を示す信号と、第２の触媒電極層３の通過を示す信号と、を出力する。搬送情報検出部１３０は、回転ローラー１３１と、張力センサ１３２と、ロータリーエンコーダー１３３と、第２の触媒層検出部１３５と、を備える。
【００４１】
回転ローラー１３１は、支持軸に支持されており、帯状体５ｒに対して張力を付与しつつ帯状体５ｒの搬送によって回転する。張力センサ１３２は、回転ローラー１３１を支持する支持軸が帯状体５ｒから受ける反力に応じた信号を、帯状体５ｒの張力を示す信号として制御部１０１に出力する。制御部１０１は、張力センサ１３２からの出力信号に基づいて、帯状体５ｒの張力を取得し、前述したように、張力補正部１２０の駆動ローラー１２１の回転速度を制御する。
【００４２】
ロータリーエンコーダー１３３は、回転ローラー１３１の回転数に応じた信号を、帯状体５ｒの搬送速度を示す信号として制御部１０１に出力する。制御部１０１は、ロータリーエンコーダー１３３からの出力信号に基づいて、帯状体５ｒの搬送速度を取得する。制御部１０１は、取得した帯状体５ｒの搬送速度を、ガス拡散層搬送部１４０によるガス拡散層７の搬送を帯状体５ｒの搬送に同期させるために用いる。
【００４３】
第２の触媒層検出部１３５は、上述した第１の触媒層検出部１０５と同様に光学的センサによって構成されており、搬送情報検出部１３０の下流において、第２の触媒電極層３の通過を示す信号を制御部１０１に出力する。制御部１０１は、第２の触媒層検出部１３５の出力信号に基づいて、保護フィルム６が剥離された後の第２の触媒電極層３の状態を検証する（詳細は後述）。また、制御部１０１は、第２の触媒層検出部１３５の出力信号に基づいて、ガス拡散層搬送部１４０によるガス拡散層７の搬送開始タイミングを決定する。
【００４４】
ガス拡散層搬送部１４０は、制御部１０１の指令に応じて、ガス拡散層７が帯状体５ｒの第１の触媒電極層２の面上の所定の位置に配置されるようにガス拡散層７を搬送する。ガス拡散層搬送部１４０は、トランスファー１４１と、駆動部１４２と、駆動シャフト１４３と、を備える。駆動シャフト１４３は駆動部１４２に接続されており、駆動部１４２の回転駆動力によって回転する。トランスファー１４１は、駆動シャフト１４３に取り付けられており、駆動シャフト１４３の回転に応じて、駆動シャフト１４３の軸方向に沿って、所定の区間（基端位置ＳＰと終端位置ＥＰの間）を直線的に往復移動する。
【００４５】
トランスファー１４１は、基端位置ＳＰにおいて、ガス拡散層７の収容庫（図示は省略）からガス拡散層７を１個ずつ供給される。トランスファー１４１は、真空吸着により、ガス拡散層７を移動方向に平行に保持して、基端位置ＳＰから、接合部１５０の近傍の終端位置ＥＰまで直線的に移動する。これによって、トランスファー１４１は、ガス拡散層７を接合部１５０の第１の接合ローラー部１５２の加圧点ＰＰにおいて帯状体５ｒに合流させる。
【００４６】
ここで、本実施形態の接合装置１００では、トランスファー１４１は既定の速度パターンで移動する。従って、トランスファー１４１がガス拡散層７を基端位置ＳＰから接合部１５０の第１の接合ローラー部１５２の加圧点ＰＰまで到達させるのに要する搬送時間は既知である。
【００４７】
制御部１０１は、搬送情報検出部１３０からの信号に基づいて取得した帯状体５ｒの搬送速度と、第２の触媒電極層３の通過が検出された時刻と、に基づいて、当該第２の触媒電極層３の先端部３ｅが加圧点ＰＰに到達する予測時刻を取得する。制御部１０１は、その予測時刻に基づいて、ガス拡散層７が加圧点ＰＰに到達すべき時刻を決定し、トランスファー１４１によるガス拡散層７の搬送開始タイミングを決定する。これによって、ガス拡散層７が第２の触媒電極層３の位置に合わせた帯状体５ｒの所定の部位に配置される。
【００４８】
接合部１５０は、帯状体５ｒの第１の触媒電極層２にガス拡散層７を加圧プレスにより接合する。接合部１５０は、入口ローラー１５１と、第１の接合ローラー部１５２と、第２の接合ローラー部１５３と、を備える。入口ローラー１５１は、帯状体５ｒの搬送角度がガス拡散層７の搬送角度に対して鋭角をなすように、帯状体５ｒに所定の張力を付与して帯状体５ｒの搬送角度を変更させつつ、帯状体５ｒを第１の接合ローラー部１５２の加圧点ＰＰへと誘導する。
【００４９】
第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３はそれぞれ、互いに隣り合って並列に設置され、互いに反対方向に回転する２つの加圧ローラーを備える。第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の２つの加圧ローラーは、制御部１０１によるフィードバック制御によって、ほぼ一定の速度で回転する。
【００５０】
帯状体５ｒとガス拡散層７とは、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３のそれぞれにおいて、２つの加圧ローラーの間に繰り入れられることによって、厚み方向に加圧されて接合される。なお、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３では、２つの加圧ローラーを高温（例えば１００℃以上の温度）に昇温させた上で加圧接合するホットプレスが実行されても良い。
【００５１】
このように、本実施形態の接合装置１００では、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３による２段階の加圧によって、帯状体５ｒとガス拡散層７とが接合される。従って、帯状体５ｒとガス拡散層７との高い接合性が確保される。なお、本実施形態の接合装置１００では、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３は、ガス拡散層７の搬送方向における長さより長い距離だけ離間して配置されている。即ち、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３は、互いの間に、１つのガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇが配置可能なように離間されている。この理由は以下のためである。
【００５２】
本実施形態の接合装置１００では、制御部１０１は、停止指令がなされた場合には、第１の接合ローラー部１５２からガス拡散層７が繰り出された後に帯状体５ｒの搬送を完全に停止させる。第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３が前記のように離間して配置されていれば、装置の停止時に、第１の接合ローラー部１５２から繰り出されたガス拡散層７が第２の接合ローラー部１５３に繰り入れられてしまう前に帯状体５ｒの搬送が停止されることになる。従って、ガス拡散層７が第２の接合ローラー部１５３に挟まれた状態で装置が停止してしまうことによる製造不良などの不具合の発生が抑制される。
【００５３】
第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３によってガス拡散層７が接合された帯状体５ｒは、裁断部（図示および詳細な説明は省略）へと送り出される。裁断部では、帯状体５ｒから各ガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇが切り出される。以上のように、本実施形態の接合装置１００によれば、複数のガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇが連続して効率的に製造される。
【００５４】
ところで、上述したように、帯状体５ｒでは帯状の電解質膜１の長手方向に第２の触媒電極層３が間欠的に配列されている。第２の触媒電極層３は触媒インクの乾燥塗膜であるため強度が低い。そのため、接合装置１００における搬送途中において損傷や変形を生じる可能性がある。
【００５５】
そこで、本実施形態の接合装置１００では、制御部１０１が、第１と第２の触媒層検出部１０５，１３５やフィルム状態検出部１１７の出力信号に基づいて、搬送中の第２の触媒電極層３の状態を検証する。そして、第２の触媒電極層３の状態に応じて、ガス拡散層７の接合の可否を判定することによって、ガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇの製造不良が発生することを抑制する。
【００５６】
図３は、本実施形態の接合装置１００において制御部１０１が実行する第２の触媒電極層３の状態判定に基づくガス拡散層７の接合処理の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態の接合装置１００では、以下のように多段階にわたって、第２の触媒電極層３の状態を検証した上で、帯状体５ｒに対するガス拡散層７の接合を実行する。ステップＳ１０では、制御部１０１は、第１の触媒層検出部１０５の出力信号に基づいて、保護フィルム６が剥離される前の第２の触媒電極層３の初期状態を検証する。
【００５７】
図４は、制御部１０１による第１の触媒層検出部１０５の出力信号に基づく第２の触媒電極層３の状態の検出を説明するための説明図である。図４の上段には、帯状体５ｒに配置されている第２の触媒電極層３を、接合装置１００における搬送方向を示す矢印ＰＤとともに図示してある。なお、図４の上段では、帯状体５ｒに貼付されている保護フィルム６の図示を便宜上省略してある。図４の下段には、第１と第２の触媒層検出部１０５，１３５の出力する信号の一例を、上段に図示されている第２の触媒電極層３に対応させて図示してある。
【００５８】
第１の触媒層検出部１０５（図１）は、帯状体５ｒの第２の触媒電極層３側の面に向かって発光する発光素子と、帯状体５ｒからの反射光を受光する受光素子とを備える。第１の触媒層検出部１０５は、受光素子が受光する反射素子の光量に基づいて、第２の触媒電極層３が検出点を通過していないときにはＬｏｗ信号を出力し、第２の触媒電極層３が検出点を通過している間にはＨｉ信号を出力する。制御部１０１は、信号の立ち上がりエッジが検出される時刻ｔaにおいて第２の触媒電極層３の先端部３ｅの通過を検出し、信号の立ち下がりエッジが検出される時刻ｔbにおいて第２の触媒電極層３の後端部３ｔの通過を検出する。
【００５９】
制御部１０１は、時刻ｔaから時刻ｔbまでの間の時間Δｔと、第１の触媒層検出部１０５の検出点における帯状体５ｒの既定の搬送速度と、に基づいて第２の触媒電極層３の搬送方向における長さＬを取得する。制御部１０１は、その長さＬが、著しく大きい、あるいは、著しく小さい場合など、予め設定された所定の許容範囲外である場合には、第２の触媒電極層３の状態を「不良」と判定し、許容範囲内である場合には「良」と判定する。
【００６０】
ここで、第２の触媒電極層３に亀裂などの裂傷が発生している場合には、第１の触媒層検出部１０５の出力信号において著しく短い時間間隔で立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとが不連続に検出される可能性がある。そこで、ステップＳ１０では、制御部１０１は、第１の触媒層検出部１０５の出力信号において立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとが著しく短い時間間隔で不連続的に検出された場合には、第２の触媒電極層３の状態を「不良」と判定しても良い。
【００６１】
ステップＳ２０（図３）では、制御部１０１は、保護フィルム６の剥離による第２の触媒電極層３の不良の発生の有無を検証する。より具体的には、制御部１０１は、フィルム状態検出部１１７の出力信号から保護フィルム６に所定量以上の第２の触媒電極層３の残留が検出された場合には、当該残留物が検出された部位が貼付されていた第２の触媒電極層３に、保護フィルム６の剥離による不良が発生していると判定する。
【００６２】
ステップＳ３０では、制御部１０１は、保護フィルム６の剥離後における第２の触媒電極層３の状態を検証する。ここで、本実施形態の接合装置１００では、フィルム剥離部１１０において保護フィルム６を剥離する際に、保護フィルム６の粘着力によって帯状体５ｒが搬送方向に伸長してしまう可能性がある。また、張力補正部１２０における帯状体５ｒの張力の調整のために帯状体５ｒが搬送方向に伸長してしまう可能性もある。加えて、帯状体５ｒの搬送途中に電解質膜１が湿潤状態の変化によって伸縮してしまう可能性がある。
【００６３】
帯状体５ｒの伸縮は、第２の触媒電極層３のサイズの変動や、第２の触媒電極層３の亀裂等を発生させる原因となる。そこで、制御部１０１は、保護フィルム６が剥離され、張力が調整された後の帯状体５ｒにおける第２の触媒電極層３の状態を、搬送情報検出部１３０の第２の触媒層検出部１３５の出力信号に基づいて検証する。
【００６４】
第２の触媒層検出部１３５（図１）は、帯状体５ｒの第２の触媒電極層３側の面に向かって発光する発光素子と、その透過光を受光する受光素子と、を備える。第２の触媒層検出部１３５は、第１の触媒層検出部１０５と同様に、第２の触媒電極層３が検出点を通過していないときにはＬｏｗ信号を出力し、第２の触媒電極層３が検出点を通過している間にはＨｉ信号を出力する（図４）。
【００６５】
制御部１０１は、第２の触媒電極層３の通過が検出されしている間の時間と、ロータリーエンコーダー１３３の出力信号に基づいて取得した帯状体５ｒの搬送速度と、に基づいて、第２の触媒電極層３の搬送方向における長さＬを取得する。制御部１０１は、その長さＬが、予め設定された所定の許容範囲外である場合には、第２の触媒電極層３の状態を「不良」と判定し、許容範囲内である場合には「良」と判定する。なお、制御部１０１は、第１の触媒層検出部１０５の出力信号において立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとが著しく短い時間間隔で不連続的に検出された場合には、第２の触媒電極層３の状態を「不良」と判定しても良い。
【００６６】
制御部１０１は、ステップＳ１０〜Ｓ３０のいずれかにおいて第２の触媒電極層３の不良が検出されなかった場合には、ガス拡散層搬送部１４０に、当該第２の触媒電極層３に対応する位置へのガス拡散層７の搬送を実行させる（図３のステップＳ４０，Ｓ５０）。一方、ステップＳ１０〜Ｓ３０のいずれかにおいて第２の触媒電極層３の不良が検出された場合には、ガス拡散層搬送部１４０に、当該第２の触媒電極層３に対応する位置へのガス拡散層７の搬送を中止させる。
【００６７】
図５Ａ，図５Ｂは、本実施形態の接合装置１００におけるガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇの製造不良の発生の抑制を説明するための説明図である。図５Ａ，図５Ｂにはそれぞれ、本実施形態の接合装置１００においてガス拡散層７が接合された後の３つの膜電極接合体５が配列された帯状体５ｒの一部が図示されている。
【００６８】
図５Ａは当該帯状体５ｒを第２の触媒電極層３側から見たときの概略正面図であり、図５Ｂはその厚み方向の断面を示す概略断面図である。図５Ａ，図５Ｂの帯状体５ｒでは、図示された３つの膜電極接合体５のうち中央の膜電極接合体５についてのみ第２の触媒電極層３の搬送方向における長さＬが許容範囲外であり、ガス拡散層７が接合されていない。なお、図５Ｂには、中央の膜電極接合体５に対してガス拡散層７が接合されるはずであった位置を破線で図示してある。
【００６９】
本実施形態の接合装置１００では、図３において説明した処理手順によって、帯状体５ｒの搬送中に、第２の触媒電極層３の不良が検出された場合には、当該第２の触媒電極層３を有する膜電極接合体５に対するガス拡散層７の接合が中止（スキップ）される。従って、第２の触媒電極層３の不良に起因するガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇの製造不良の発生が抑制される。また、ガス拡散層７が無駄に使用されてしまうことを未然に防止することができ、ガス拡散層７の浪費による生産コストの増大が抑制される。
【００７０】
以上のように、本実施形態の接合装置１００にれば、効率的にガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇを製造できるとともに、製造不良の発生に起因する生産コストの増大を抑制することができる。
【００７１】
B．第２実施形態：
図６は、本発明の第２実施形態としての接合装置１００Ａの構成を示す概略図である。第２実施形態の接合装置１００Ａの構成は、接合部１５０に張力調整部１５５が追加されている点以外は、第１実施形態の接合装置１００の構成（図１）とほぼ同じである。張力調整部１５５は、接合部１５０の第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の間において、帯状体５ｒの第１の触媒電極層２側に配置されている。
【００７２】
張力調整部１５５は、搬送補助ローラー１５５ｒと、搬送補助ローラー１５５ｒを支持する支持軸１５５ａと、支持軸１５５ａを伸縮させる伸縮機構１５５ｄと、を備える。張力調整部１５５は、制御部１０１の指令に応じて帯状体５ｒに搬送方向に沿った張力を付与することによって、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の間における帯状体５ｒの張力を調整する。張力調整部１５５の動作の詳細については後述する。
【００７３】
図７は、第２実施形態の接合装置１００Ａにおいて制御部１０１が実行する第２の触媒電極層３の状態判定に基づくガス拡散層７の接合処理の処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態における接合処理の処理手順は、ステップＳ４５の工程が追加されている点以外は、第１実施形態で説明した接合処理の処理手順（図３）とほぼ同じである。
【００７４】
制御部１０１は、ステップＳ１０〜Ｓ３０のいずれかにおいて第２の触媒電極層３の不良状態を検出した場合には、当該第２の触媒電極層３を有する膜電極接合体５へのガス拡散層７の搬送および接合を中止する（ステップＳ４０）。そして、制御部１０１は、ステップＳ４５において、張力調整部１５５の搬送補助ローラー１５５ｒによって帯状体５ｒに搬送方向に沿った張力を付与する張力調整処理を実行する。この理由を以下に説明する。
【００７５】
図８Ａ，図８Ｂは、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の間における帯状体５ｒの搬送不良の発生を説明するための説明図である。図８Ａ，図８Ｂはそれぞれ、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３においてガス拡散層７が接合されているときの帯状体５ｒを第１の触媒電極層２側から見たときの模式図である。図８Ａ，図８Ｂでは、図示された３つの膜電極接合体５のうち、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の間に位置している中央の膜電極接合体５に対してはガス拡散層７の接合がスキップされている。
【００７６】
なお、図８Ａ，図８Ｂでは、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３が有する第１の触媒電極層２側の加圧ローラーについては、便宜上、図示を省略してある。また、図８Ａ，図８Ｂでは、ガス拡散層７が接合されるはずであった部位を破線で図示してある。図８Ａでは、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の間においてガス拡散層７の接合が中止された部位に生じる帯状体５ｒの張力の方向を模式的に示す矢印を帯状体５ｒに重ねて図示してある。また、図８Ｂには、その張力によって帯状体５ｒに皺Ｗが生じた状態を図示してある。
【００７７】
第１と第２の接合ローラー１５２，１５３の間においては、帯状体５ｒには、帯状体５ｒをその幅方向（長手方向に直交する方向）に収縮させる方向の張力が生じる（図８Ａ）。第１の接合ローラー１５２において帯状体５ｒにガス拡散層７が接合されていれば、そのガス拡散層７によって帯状体５ｒが支持されるため、第１と第２の接合ローラー１５２，１５３の間において帯状体５ｒが幅方向に収縮することは抑制される。
【００７８】
しかし、帯状体５ｒへのガス拡散層７の接合が中止された場合には、帯状体５ｒはガス拡散層７によって支持されないため、第１と第２の接合ローラー部１５２,１５３の間において、帯状体５ｒは幅方向に収縮しやすい状態となる。従って、この場合には、ガス拡散層７が接合されるはずであった部位に多数の皺Ｗを発生してしまう場合がある（図８Ｂ）。
【００７９】
このような皺Ｗは、ガス拡散層７の接合がスキップされた膜電極接合体５に隣接するガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇにまで到達し、当該ガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇを劣化させる原因となる。この皺Ｗは、第１と第２の接合ローラー部１５２,１５３の離間距離が長いほど発生確率が高くなる。また、第１と第２の接合ローラー部１５２,１５３においてホットプレスを行っている場合にも、電解質膜１の熱収縮に起因して、その発生確率が高くなる。
【００８０】
そこで、第２実施形態の接合装置１００Ａでは、ガス拡散層７の接合がスキップされた場合には、張力調整部１５５によって、帯状体５ｒに搬送方向に沿った張力を付与させる（図７のステップＳ４５）。この張力の付与によって、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３の間において帯状体５ｒに生じている幅方向の張力成分を減殺させることができ、皺Ｗの発生を抑制することができる。
【００８１】
図９Ａ，Ｂは、張力調整部１５５の動作を説明するための説明図である。図９Ａ，図９Ｂにはそれぞれ、図７で説明した第２実施形態の接合装置１００Ａにおける接合部１５０を抜き出して図示してある。図９Ａは、ガス拡散層７の接合がスキップされることなく正常に実行されている状態であり、図９Ｂは、ガス拡散層７の接合がスキップされたときの状態である。
【００８２】
張力調整部１５５は、通常の状態では、搬送補助ローラー１５５ｒを帯状体５ｒに接触させず、帯状体５ｒから離間させている（図９Ａ）。そして、ガス拡散層７の接合がスキップされた場合には（図７のステップＳ４５）、張力調整部１５５は、伸縮機構１５５ｄに支持軸１５５ａを伸長させ、搬送補助ローラー１５５ｒによって帯状体５ｒを上側（第２の触媒電極層３側）に押し上げる（図９Ｂ）。これによって、帯状体５ｒに対して搬送方向に沿った方向の張力を付与することができ、帯状体５ｒの幅方向の張力成分を低減させることができる。従って、皺Ｗの発生が抑制される。
【００８３】
以上のように、第２実施形態の接合装置１００Ａによれば、ガス拡散層７の接合が中止された場合であっても、それに起因する帯状体５ｒにおける皺Ｗの発生が抑制される。従って、ガス拡散層付き膜電極接合体５Ｇの製造不良の発生が抑制される。
【００８４】
C．第３実施形態：
図１０は、本発明の第３実施形態としての接合装置１００Ｂの構成を示す概略図である。なお、図１０には、第２の接合ローラー部１５３Ｂの各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂの動作を示す概略図を吹き出し内に図示してある。より具体的には、図中の吹き出しには、第２の接合ローラー部１５３Ｂの各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂの通常の状態を上段に示し、通常の状態から幅が広がった状態を下段に示してある。
【００８５】
第３実施形態の接合装置１００Ｂの構成は、以下の点以外は、第２実施形態の接合装置１００Ａの構成（図６）とほぼ同じである。第３実施形態の接合装置１００Ｂは、接合部１５０の張力調整部１５５を備えていない。また、第３実施形態の接合装置１００Ｂは、接合部１５０は、第２の接合ローラー部１５３に換えて、第２の接合ローラー部１５３Ｂを備えている。第３実施形態の第２の接合ローラー部１５３Ｂは、幅が可変である２つの加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂを有する。第２の接合ローラー部１５３Ｂの各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂは、図中の吹き出しに図示してあるように、中央において分離することによって、その幅が広がる。
【００８６】
ここで、第３実施形態の接合装置１００Ｂでは、第２実施形態の接合装置１００Ａと同様な手順によって、第２の触媒電極層３の状態判定に基づくガス拡散層７の接合処理が実行される（図７）。ただし、第３実施形態の接合装置１００Ｂでは、ガス拡散層７の接合が中止された場合には、第２の接合ローラー部１５３Ｂにおける各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂの幅を広げることによって、帯状体５ｒの張力を調整する（ステップＳ４５）。
【００８７】
図１１Ａ，図１１Ｂは、第３実施形態の接合装置１００Ｂにおける第２の接合ローラー部１５３Ｂの動作を説明するための説明図である。図１１Ａ，図１１Ｂにはそれぞれ、帯状体５ｒの搬送方向に沿って見たときの第２の接合ローラー部１５３Ｂを図示してある。図１１Ａは、ガス拡散層７の接合が中止されることなく正常に実行されているときの第２の接合ローラー部１５３Ｂであり、図１１Ｂは、ガス拡散層７の接合が中止されたときの第２の接合ローラー部１５３Ｂである。
【００８８】
第２の接合ローラー部１５３Ｂは、通常の状態では、各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂが中央において分離していない通常の状態で、ガス拡散層７の接合を実行する（図１１Ａ）。第２の接合ローラー部１５３Ｂは、ガス拡散層７の接合が中止された場合には、各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂを中央において２つに分離させて、その幅を広げることによって、帯状体５ｒに対して幅方向の張力を付与する（図１１Ｂ）。これによって、第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３Ｂの間において生じる、帯状体５ｒを幅方向に収縮させる方向の張力成分が低減されるため、皺Ｗの発生が抑制される。
【００８９】
なお、第２の接合ローラー部１５３Ｂは、各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂが中央において分離している状態から通常の状態へと戻る際には、一旦、各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂと帯状体５ｒとの接触状態を解除することが望ましい。これによって、帯状体５ｒが各加圧ローラー１５３Ｂａ，１５３Ｂｂの中央の切れ目に挟み込まれてしまうことを抑制することができる。
【００９０】
以上のように、第３実施形態の接合装置１００Ｂによれば、第２実施形態の接合装置１００Ａとは異なる方法によって、ガス拡散層７の接合がスキップされたことに起因する帯状体５ｒにおける皺Ｗの発生を抑制することができる。
【００９１】
D．変形例：
D1．変形例１：
上記各実施形態では、接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、燃料電池の製造工程において用いられており、膜電極接合体５が帯状に連なった帯状体５ｒを搬送しつつ、各膜電極接合体５にガス拡散層７を接合していた。しかし、接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、燃料電池の製造工程に用いられなくても良く、膜電極接合体５が帯状に連なった帯状体５ｒ以外の帯状部材に対して、ガス拡散層７以外の接合部材を接合しても良い。この場合には、第２の触媒電極層３の状態ではなく、接合部材が配置されるべき所定の部位の状態に基づいて、接合部材の配置・接合の可否が判定されれば良い。
【００９２】
D2．変形例２：
上記各実施形態の接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂでは、制御部１０１は、第２の触媒電極層３の不良判定にあたって、第１と第２の触媒層検出部１０５，１３５と、フィルム状態検出部１１７の出力信号を用いていた。しかし、制御部１０１は、第２の触媒電極層３の不良判定にあたって、第１と第２の触媒層検出部１０５，１３５と、フィルム状態検出部１１７の出力信号の全てを用いなくても良い。制御部１０１は、第２の触媒電極層３の不良判定のために、第２の触媒層検出部１３５の出力信号またはフィルム状態検出部１１７の出力信号のいずれかのみを用いても良い。また、第２の触媒電極層３の不良は、第１と第２の触媒層検出部１０５，１３５やフィルム状態検出部１１７以外の他の手段によって検出されても良い。例えば、第２の触媒電極層３の不良は、第２の触媒電極層３の表面性状を検出するセンサによって検出されても良い。
【００９３】
D3．変形例３：
上記各実施形態の接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、フィルム剥離部１１０や張力補正部１２０を備えていた。しかし、接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、フィルム剥離部１１０や張力補正部１２０を備えていなくても良い。また、上記各実施形態の接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、直線的に移動するトランスファー１４１によってガス拡散層７を搬送するガス拡散層搬送部１４０を備えていた。しかし、接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、トランスファー１４１以外の方法によってガス拡散層７を搬送するガス拡散層搬送部を備えていても良い。
【００９４】
D4．変形例４：
上記各実施形態の接合装置１００，１００Ａ，１００Ｂでは、接合部１５０は第１と第２の接合ローラー部１５２，１５３（１５３Ｂ）によって２段階の接合処理を実行していた。しかし、接合部１５０の第２の接合ローラー１５３（１５３Ｂ）は帯状体５ｒとガス拡散層７との接合に寄与していなくても良く、単に第１の接合ローラー１５２において接合された帯状体５ｒとガス拡散層７とをその積層方向に加圧するのみであっても良い。
【００９５】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１…電解質膜
２…第１の触媒電極層
３…第２の触媒電極層
３ｅ…先端部
３ｔ…後端部
５…膜電極接合体
５Ｇ…ガス拡散層付き膜電極接合体
５ｒ…帯状体
６…保護フィルム
７…ガス拡散層
１００，１００Ａ，１００Ｂ…接合装置
１０１…制御部
１０５…第１の触媒層検出部
１１０…フィルム剥離部
１１２…入口ローラー
１１３…駆動ローラー
１１４…加圧ローラー
１１５…フィルム剥離ローラー
１１６…フィルム搬送ローラー
１１７…フィルム状態検出部
１２０…張力調整部
１２１…駆動ローラー
１２２…加圧ローラー
１３０…搬送情報検出部
１３１…回転ローラー
１３２…張力センサ
１３３…ロータリーエンコーダー
１３５…第２の触媒層検出部
１４０…ガス拡散層搬送部
１４１…トランスファー
１４２…駆動部
１４３…駆動シャフト
１５０…接合部
１５１…入口ローラー
１５２…第１の接合ローラー部
１５３…第２の接合ローラー部
１５３Ｂ…第２の接合ローラー部
１５３Ｂａ，１５３Ｂｂ…加圧ローラー
１５５…張力調整部
１５５ａ…支持軸
１５５ｄ…伸縮機構
１５５ｒ…搬送補助ローラー
Ｗ…皺
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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