(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に供給される金属薄膜媒体上に間欠的に正極材料または負極材料からなる塗布液を塗布することにより、一定幅で一定長さの塗布パターンを形成するリチウムイオン電池の間欠塗布装置において、
媒体の塗布面に対向配置されるダイを有し、前記ダイは、塗布液が供給される塗布液溜りと、媒体との対向面に形成されたスリットとを有し、
前記塗布パターンを検出するセンサを前記媒体の供給方向と直交する方向に複数設け、これら複数のセンサの検出結果を一定の条件に基づいて判断することで、塗布長を測定する塗布長測定装置と、
塗布長測定装置による塗布長測定と、塗布装置による塗布制御を行うパルスエンコーダとを有し、
複数の前記センサの全ての検出状態が非塗布領域から塗布領域に切り変わった場合、さらに各センサの検出状態を所定時間で複数回判断し、全ての上記センサの検出状態に変化がない場合に、塗布パターンの先頭部分であると判定し、
次に、複数の前記センサの全ての検出状態が塗布領域から非塗布領域に切り変わった場合に、前記塗布パターンの末尾部分であると判定することを特徴とする間欠塗布装置。
【請求項２】
前記複数のセンサは、それぞれ細径のスポット領域を検出するものである請求項１記載の間欠塗布装置。
【請求項３】
前記複数のセンサは、それぞれ直径が０．１ｍｍ程度のスポット領域を検出するものである請求項１または２記載の間欠塗布装置。
【請求項４】
前記複数のセンサは、３個以上設けられている請求項１〜３のいずれか１項記載の間欠塗布装置。
【請求項５】
前記各センサの検出状態を複数回判断する場合、０．１ｍｓ程度の所定間隔で判断する請求項１記載の間欠塗布装置。
【請求項６】
前記媒体は、塗布パターン形成後に裁断されて、電池の正極部材または負極部材として形成され、非塗布領域が正極端子または負極端子とされるものである請求項１〜５のいずれか１項記載の間欠塗布装置。
【請求項７】
連続的に供給される金属薄膜媒体上に間欠的に正極材料または負極材料からなる塗布液を塗布することにより、一定幅で一定長さの塗布パターンを形成するリチウムイオン電池の間欠塗布方法であって、
パルスエンコーダを有し、前記塗布パターンを検出するセンサを前記媒体の供給方向と直交する方向に複数設け、これら複数のセンサの検出結果を一定の条件に基づいて判断することで、塗布長を測定する塗布長測定装置を使用する間欠塗布方法において、
前記塗布長測定方法は、複数の前記センサの全ての検出状態が非塗布領域から塗布領域に切り変わった場合、さらに各センサの検出状態を所定時間で複数回判断し、全てのセンサの検出状態に変化がない場合に、塗布パターンの先頭部分であることを判定し、
次に、複数の前記センサの全ての検出状態が塗布領域から非塗布領域に切り変わった場合に、前記塗布パターンの末尾部分であることを判定し、
前記パルスエンコーダの出力パルスに基づいて、塗布長測定装置による塗布長測定と、塗布装置による塗布制御とを行うことを特徴とする間欠塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の媒体上に間欠的に塗布液を塗布して一定幅で一定長さの塗布パターンを形成すると共に、この塗布パターンの塗布長を測定する塗布長測定装置を有する間欠塗布装置および間欠塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の間欠塗布装置の具体例を図５〜図９に基づいて説明する。
図５は、間欠塗布装置の概要を示す説明図であり、図６は、間欠塗布装置の動作を示すフローチャートである。
図５において、媒体１００は、図示しない供給機構によって図中矢線Ｚ方向に連続的に供給され、中途に設けた塗布装置１０２によって間欠的に塗布液が塗布され、一定形状の塗布パターン１１０が形成される。また、塗布装置１０２の下流に設けた塗布長測定装置１０４によって塗布パターン１１０の長さ、すなわち塗布長が測定される。
【０００３】
また、塗布装置１０２は、媒体１００の塗布面に対向配置されるダイ１０２Ａを有し、このダイ１０２Ａに、塗布液が供給される塗布液溜りと、この塗布液溜りよりダイの媒体との対向面に開口するスリットを形成したものであり、塗布液溜りへの塗布液の供給を制御することにより、塗布液をスリットより媒体１００に吐出するものである。
また、媒体１００の走行距離は、パルスエンコーダ１０６によって検出され、このエンコーダパルスに基づいて、塗布装置１０２における塗布液の吐出制御と、塗布長測定装置１０４における塗布長測定とを行うようになっている。
そして、塗布長測定装置１０４による塗布長の測定結果を目標値と比較することにより、塗布装置１０２における塗布長の制御が適正か否かを判断する。そして、塗布長が適正でない場合には、その誤差量に基づいて、塗布装置１０２における塗布長を決定する塗布長パルス数を変更し、実際の塗布長を目標値に近づけるような制御を行っている。
【０００４】
図６において、塗布装置１０２では、塗布パターンを形成するための塗布長パルス数を確定する（ステップＳ２１）。このパルス数は、最初の塗布パターンを形成する場合なら、既に経験的に求められる塗布長パルス数をデフォルト値として採用し、途中の塗布パターンを形成する場合なら、先の塗布パターンについて塗布長測定によって割り出された塗布長パルス数を採用することとなる。
次に、エンコーダパルスに基づいて塗布液の供給を開始し、ステップＳ２１で確定した塗布長パルス数だけ継続した後、塗布液の供給を停止する（ステップＳ２２）。
【０００５】
一方、塗布長測定装置１０４では、塗布パターン面の先頭を検出した時点で（ステップＳ２３）、エンコーダパルスのカウントを開始する。そして、塗布パターン面の末尾を検出した時点で、エンコーダパルスのカウントを停止し、このカウント数によって塗布長を算出する（ステップＳ２４）。
そして、この測定結果に基づいて、目標値との誤差を算出し、ステップＳ２１における塗布長パルス数を更新する。また、誤差の値が許容値の範囲にあるかどうかを判断し、許容値の範囲にない場合には、この塗布パターンを廃棄するような取り扱いとする（ステップＳ２５）。
【０００６】
図７は、塗布パターンに対する塗布長測定装置１０４のセンサ１０４Ａの構造を示す平面図であり、図８は、その側面図である。
図示のように、塗布長測定装置１０４のセンサ１０４Ａは、塗布パターンの幅方向に長手形状を有し、塗布パターンの長さ方向に、約２ｍｍの検出幅を有するものとなっている。
これは、塗布パターンの先頭部分１１０ａおよび末尾部分１１０ｂが、直線状に形成されるのではなく、例えば図９に示すように、波形等に形成されるため、センサ１０４Ａの検出領域を大きくし、このような波形等の形状を無視して検出できるようにするためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、塗布測定を行うセンサ１０４Ａの検出領域が大きいものであるため、先頭部分と末尾部分とを精密に検出することができず、検出誤差が大きく、正確な測定ができないという欠点があった。
特に、上述のように、先の測定値をフィードバックして後の塗布パターンの形成を制御する構成においては、先の測定値の誤差により、後の塗布パターンの形成誤差が拡大される場合もあり、安定的な塗布パターン形成が行えないという欠点があった。
【０００８】
このため、上述のような間欠塗布装置により、例えば電池の電極部材を形成するような場合に、塗布領域のばらつきによって電池容量の変動が生じたり、正、負の電極が短絡したり、電池ケースに収容できなくなる等の問題が生じる。
また、上記従来例では、１つのセンサ１０４Ａにより検出を行っているため、媒体上の汚れを誤検出し易いという欠点があった。
本発明の目的は、塗布長測定を正確に行うことができ、適正な間欠塗布を行うことができる間欠塗布装置および間欠塗布方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、連続的に供給される金属薄膜媒体上に間欠的に正極材料または負極材料からなる塗布液を塗布することにより、一定幅で一定長さの塗布パターンを形成するリチウムイオン電池の間欠塗布装置において、
媒体の塗布面に対向配置されるダイを有し、前記ダイは、塗布液が供給される塗布液溜りと、媒体との対向面に形成されたスリットとを有し、
前記塗布パターンを検出するセンサを前記媒体の供給方向と直交する方向に複数設け、これら複数のセンサの検出結果を一定の条件に基づいて判断することで、塗布長を測定する塗布長測定装置と、
塗布長測定装置による塗布長測定と、塗布装置による塗布制御を行うパルスエンコーダとを有し、
複数の前記センサの全ての検出状態が非塗布領域から塗布領域に切り変わった場合、さらに各センサの検出状態を所定時間で複数回判断し、全ての上記センサの検出状態に変化がない場合に、塗布パターンの先頭部分であると判定し、
次に、複数の前記センサの全ての検出状態が塗布領域から非塗布領域に切り変わった場合に、前記塗布パターンの末尾部分であると判定することを特徴とする間欠塗布装置である。
【００１０】
以上のような本発明の間欠塗布装置において、複数のセンサにより塗布長を測定することから、各センサの検出領域を小さくして検出を行えるとともに、複数ポイントの検出状態によって塗布パターンの先頭部分と末尾部分とを判断することから、塗布パターンの先頭部分と末尾部分が波形等に形成される場合でも、例えば全てのセンサの検出状態をアンド条件で判断することができ、精密な測定を行える。
また、複数のセンサによって塗布パターンを検出することにより、汚れ等の誤検出を防止できる。また、複数のセンサの検出状態を複数回判断することで、さらに汚れによる誤検出等を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による間欠塗布装置の実施の形態例について説明する。
図１は、本発明による間欠塗布装置２において、塗布パターンに対する塗布長測定装置１０のセンサ１０Ａ〜１０Ｅの一例を示す平面図であり、図２は、その側面図である。
なお、塗布長測定装置１０を除く間欠塗布装置２の構成は、上記図５に示すものと同様であるものとし、説明は省略する。
本例の間欠塗布装置２は、５つのセンサ１０Ａ〜１０Ｅを媒体の進行方向と直交する方向に配置した塗布長測定装置１０を有するものである。
【００１２】
各センサ１０Ａ〜１０Ｅは、例えば直径０．１ｍｍのスポット領域を検出するものであり、例えば３ｍｍ間隔で配置されている。そして、それぞれ媒体２０上の反射光を入光して塗布領域か非塗布領域を判別し、塗布領域を検出している状態でオン、検出していない状態でオフとなる検出信号を出力する。
また、本例の間欠塗布装置２は、例えばリチウムイオン電池の正極部材または負極部材を作成するものであり、例えば正極部材を構成するアルミ箔や負極部材を構成する銅箔の媒体２０上に、正極の場合にはコバルト酸リチウム、負極の場合はカーボンの溶剤を塗布して塗布パターン２２を形成するものである。
【００１３】
そして、塗布パターン２２が形成された媒体２０は、所定の幅に裁断されるとともに、塗布パターン２２の両端の非塗布部分を残すようにして裁断され、電池ケースの中にセパレータとともに巻き付け状態で配置される。また、塗布パターン２２の両端の非塗布部分は端子として接続される。
以上のような用途の媒体２０を間欠塗布装置２にかけた場合、その表面に、例えば点状の汚れ２４や幅方向に棒状の汚れ２６が付着する場合がある。そこで、本例の塗布長測定装置１０では、このような汚れ２４、２６を誤検出しない構成および制御を行うものとなっている。
【００１４】
以下、本例の塗布長測定装置１０における塗布パターン２２の測定動作について説明する。
図３は、本例の塗布長測定装置１０における各センサ１０Ａ〜１０Ｅの検出状態の具体例を示す説明図である。
本例では、図示しない制御回路側から、各センサ１０Ａ〜１０Ｅの検出状態を０．１ｍｓの間隔で参照できるようになっており、図３では、０．１ｍｓ間隔で各センサ１０Ａ〜１０Ｅの検出状態を参照した場合の参照結果を白い点と黒い点で表している。そして、白い点が非検出状態（オフ）を示し、黒い点が検出状態（オン）を示している。
【００１５】
また、図４は、本例の塗布長測定装置１０における塗布パターン２２の測定動作を示すフローチャートである。
まず、本例では、５つのセンサ１０Ａ〜１０Ｅの全てが非検出状態から検出状態に切り換わった時点で、塗布パターン２２の先頭部分であると判断し、ここから塗布パターン２２の塗布長測定を開始する（ステップＳ１）。
図示の例では、参照点ｂで２つのセンサ１０Ｂ、１０Ｅが検出状態となるが、ここでは塗布領域と非塗布領域の境界部と判断して塗布長測定を開始しない。
【００１６】
次に、参照点ｃにおいては、全てのセンサ１０Ａ〜１０Ｅが検出状態となるので、この参照点ｃで塗布パターン２２の先頭部分であると判断する。具体的には、この測定開始点から上述したエンコーダパルスをカウントしていくことで、塗布長を測定する。
また、本実施例では、塗布長測定開始後、さらに０．１ｍｓの間隔で各センサ１０Ａ〜１０Ｅの検出状態を所定回数だけ参照する（ステップＳ２）。なお、図示の例では、参照点ｃで測定開始後、参照点ｄと参照点ｅとで２回の参照を行っている。
【００１７】
そして、ステップＳ２において、各センサ１０Ａ〜１０Ｅの検出状態に変化がない場合、すなわち、全てのセンサ１０Ａ〜１０Ｅが検出状態のままである場合には（ステップＳ３）、参照点ｃの位置で塗布パターン２２の先頭部分を確定し、塗布長測定を継続する（ステップＳ４）。
一方、ステップＳ２において、各センサ１０Ａ〜１０Ｅの検出状態に変化がある場合、すなわち、センサ１０Ａ〜１０Ｅのうち、１つでも非検出状態となった場合には（ステップＳ３）、誤検出であると判断して測定を中止し、参照点ｃで開始したエンコーダパルスのカウント値をクリアして、ステップＳ１に戻る（ステップＳ６）。
【００１８】
また、ステップＳ４で塗布長測定を継続した場合、５つのセンサ１０Ａ〜１０Ｅの全てが検出状態から非検出状態に切り換わった時点で、塗布パターン２２の末尾部分であると判断し、ここで塗布パターン２２の塗布長測定を終了する。
すなわち、この末尾部分の判断においても、全てのセンサ１０Ａ〜１０Ｅが非検出状態となるのを条件としており、非塗布領域から塗布領域への境界部については塗布長に含まれることとなる。
【００１９】
つまり、本例においては、塗布パターン２２の先頭部分では境界部を無視し、末尾部分では境界部を塗布長に含めることで、双方の境界部による測定値への影響を相殺し、できるだけ誤差を小さくするようにしている。
図示の例では、参照点ｆにおいて全てのセンサ１０Ａ〜１０Ｅが非検出状態となるので、この参照点ｆで塗布パターン２２の末尾部分であると判断し、測定動作を完了する（ステップＳ５）。
【００２０】
そして、この時点におけるエンコーダパルスのカウント値により、塗布パターン２２の長さを算出し、この算出値が目標とする塗布長に対して許容できる範囲内にあるかどうかの評価を行い、今回測定した塗布パターン２２を採用できるかどうか判断するとともに、その誤差値に基づいて、次の塗布パターン２２を形成するためのパルス数を変更する処理を行う（ステップＳ７）。
以上のように、本例では、微細なスポット領域を検出する５つのセンサ１０Ａ〜１０Ｅにより、塗布パターン２２の塗布長を測定することで、精密な測定を行うことができる。
【００２１】
また、５つのセンサ１０Ａ〜１０Ｅの全ての検出状態が一致することにより、塗布パターン２２の先頭部分と末尾部分を判断することから、この先頭部分や末尾部分が直線でなく、波形等に形成されている場合でも、適正に測定開始点と測定終了点を確定して測定を行うことができる。
また、このような５つのセンサ１０Ａ〜１０Ｅの全ての検出状態が一致することにより、塗布パターン２２の先頭部分と末尾部分を判断することで、図１に示す点状の汚れ２４の誤検出を排除できる。
【００２２】
また、塗布長測定開始後、さらに０．１ｍｓの間隔で各センサ１０Ａ〜１０Ｅの検出状態を所定回数だけ参照することにより、図１に示す幅方向の棒状の汚れ２６の誤検出を排除できる。
なお、本発明において、塗布長測定装置の各センサの構成や配置数については、以上の例に限定されるものではなく、間欠塗布装置の規模や種類、あるいは要求される測定精度等に基づいて適宜選択し得るものである。
また、間欠塗布装置についても、図５に示すような構成のものに限らず、塗布長測定装置をインライン構造で有するものであれば、各種の構成に適用できるものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の間欠塗布装置では、塗布領域を検出するセンサを媒体の供給方向と直交する方向に複数設け、これら複数のセンサの検出結果を一定の条件に基づいて判断することで、塗布長を測定する塗布長測定装置を有する。
このため、各センサの検出領域を小さくして検出を行えるとともに、複数ポイントの検出状態によって塗布パターンの先頭部分と末尾部分とを判断できるので、塗布パターンの先頭部分と末尾部分が波形等に形成される場合でも、塗布領域の長さを高精度で測定することができ、適正な間欠塗布を行うことができる効果がある。
【００２４】
また、複数のセンサによって塗布パターンを検出することにより、汚れによる誤検出等を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による間欠塗布装置の塗布長測定装置の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す塗布長測定装置の側面図である。
【図３】図１に示す塗布長測定装置における各センサの検出状態の具体例を示す説明図である。
【図４】図１に示す塗布長測定装置における塗布パターンの測定動作を示すフローチャートである。
【図５】従来の間欠塗布装置の概要を示す説明図である。
【図６】図５に示す間欠塗布装置の動作例を示すフローチャートである。
【図７】図５に示す間欠塗布装置の塗布長測定装置を示す平面図である。
【図８】図７に示す塗布長測定装置の側面図である。
【図９】図５に示す間欠塗布装置の塗布パターンの先頭部分および末尾部分を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
２……間欠塗布装置、１０……塗布長測定装置、１０Ａ〜１０Ｅ……センサ、２０……媒体、２２……塗布パターン、２４、２６……汚れ。
【図１】
0003605954.tif 000002
【図２】
0003605954.tif 000003
【図３】
0003605954.tif 000004
【図４】
0003605954.tif 000005
【図５】
0003605954.tif 000006
【図６】
0003605954.tif 000007
【図７】
0003605954.tif 000008
【図８】
0003605954.tif 000009
【図９】
0003605954.tif 000010