(57)【要約】【課題】自動制御により的確に目標膜厚で塗装を行うことが可能なロールコータの自動運転制御装置および自動運転制御方法を提供する。【解決手段】各種塗料に個別に対応づけさせて運転制御データが記憶され、使用塗料、希釈条件、シート材搬送速度、目標膜厚およびロール径が入力されて、使用塗料に対応する運転制御データからシート材搬送速度に対応するロール周速比制御値を決定するとともに、当該運転制御データからロール径に基づいて目標膜厚に対応するニップ圧力制御値を決定し、ロール周速比制御値を回転駆動手段１７ａ〜１７ｃに出力するとともに、該ニップ圧力制御値をニップ圧力調整手段１２ａ〜１２ｃに出力する自動制御手段１９とを備えた。【選択図】図１
2006095468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される複数のロールを介して供給される塗料により、連続的に搬送されるシート材を塗装するロールコータの運転装置において、
各ロールを回転駆動する回転駆動手段と、ロールを他のロールに接離制御してロール間のニップ圧力を調整するニップ圧力調整手段とを備えるとともに、
各種塗料に個別に対応づけさせて運転制御データが記憶され、使用塗料、希釈条件、シート材搬送速度、目標膜厚およびロール径が入力されて、該使用塗料に対応する該運転制御データから該シート材搬送速度に対応するロール周速比制御値を決定するとともに、当該運転制御データから該ロール径に基づいて該目標膜厚に対応するニップ圧力制御値を決定し、該ロール周速比制御値を上記回転駆動手段に出力するとともに、該ニップ圧力制御値を上記ニップ圧力調整手段に出力する自動制御手段とを備えたことを特徴とするロールコータの自動運転制御装置。
【請求項２】
塗装後の実際の実膜厚を測定して前記自動制御手段へ出力する測定手段を備え、
上記自動制御手段は上記実膜厚と前記目標膜厚とを比較して、前記使用塗料に対応する前記運転制御データに基づいて前記ロール周速比制御値や前記ニップ圧力制御値をそれぞれ補正し、補正された制御値を前記回転駆動手段や前記ニップ圧力調整手段に出力することを特徴とする請求項１に記載のロールコータの自動運転制御装置。
【請求項３】
前記自動制御手段は、前記補正された制御値に基づいて前記使用塗料に対応する前記運転制御データを更新することを特徴とする請求項２に記載のロールコータの自動運転制御装置。
【請求項４】
ロールを他のロールに接離制御してロール間のギャップ量を調整するギャップ量調整手段を備え、
前記自動制御手段は、ニップ圧力を調整する前記ニップ圧力調整手段に代えて、前記使用塗料に対応する前記運転制御データから前記目標膜厚に対応するギャップ量制御値を決定し、該ギャップ量制御値を上記ギャップ量調整手段に出力することを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載のロールコータの自動運転制御装置。
【請求項５】
回転駆動される複数のロールを介して供給される塗料により、連続的に搬送されるシート材を塗装するロールコータの運転方法において、
使用塗料、希釈条件、シート材搬送速度、目標膜厚およびロール径により、各種塗料に個別に対応づけさせた運転制御データのうち、該使用塗料に対応する該運転制御データから該シート材搬送速度に対応するロール周速比制御値を決定するとともに、当該運転制御データから該ロール径に基づいて該目標膜厚に対応するニップ圧力制御値を決定し、これらロール周速比制御値およびニップ圧力制御値により、上記ロールの回転駆動を制御するとともに、ロール間のニップ圧力を制御するようにしたことを特徴とするロールコータの自動運転制御方法。
【請求項６】
前記ニップ圧力制御値に代えて、前記使用塗料に対応する前記運転制御データから前記目標膜厚に対応するギャップ量制御値を決定し、該ギャップ量制御値により、ロール間のギャップ量を制御するようにしたことを特徴とする請求項５に記載のロールコータの自動運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動制御により的確に目標膜厚で塗装を行うことが可能なロールコータの自動運転制御装置および自動運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続的に搬送される金属ストリップなどのシート材の塗装ラインに設備されるロールコータとしては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。図４を用いて説明すると、ロールコータ１には、搬送されるシート材２を受け入れて送り出すバックアップロール３と、塗料パン４に浸されて塗料が付着されるピックアップロール５と、ピックアップロール５から塗料が受け渡されるトランスファロール６と、トランスファロール６から塗料を受け取り、バックアップロール３との間でシート材２に塗料を塗布するアプリケータロール７とが並設されている。バックアップロール３は、定位置に固定されたフレーム８に回転自在に支持されている。
【０００３】
アプリケータロール７は、定位置に固定された下部テーブル９上でスライドレール１０ａを介してバックアップロール３に向かって前後進可能な第１受け台１１ａに、バックアップロール３と対向させて、回転自在に支持されている。アプリケータロール７を支持する第１受け台１１ａは、アプリケータロール７の軸方向に沿う左右位置で下部テーブル９に支持された２台の第１前後進駆動装置１２ａによって、左右個別に駆動されるようになっている。第１前後進駆動装置１２ａは例えば、回転駆動されるステッピングモータ１３と、ステッピングモータ１３の回転運動を直線運動に変換して出力するボールネジ機構１４とから構成され、ボールネジ機構１４の駆動軸１５ａが第１受け台１１ａに連結されている。駆動軸１５ａには、アプリケータロール７のニップ圧力を検出する第１ロードセル１６ａが設けられている。
【０００４】
第１ロードセル１６ａは、第１前後進駆動装置１２ａにより第１受け台１１ａをバックアップロール３に向かって前進させることで当該バックアップロール３を経過するシート材２に圧接されるアプリケータロール７の圧接圧力を検出し、これをニップ圧力信号として第１制御装置Ｃ１に出力する。第１制御装置Ｃ１は入力されたニップ圧力信号に基づいて第１前後進駆動装置１２ａを駆動して、アプリケータロール７のニップ圧力を調整するようになっている。
【０００５】
上記アプリケータロール７は、これを回転駆動する第１回転駆動装置１７ａに連結されている。アプリケータロール７の回転数は、第１回転駆動装置１７ａに備えた回転数検出器１８ａにより回転数信号として検出され、この回転数信号は第２制御装置Ｃ２に出力される。第２制御装置Ｃ２は、アプリケータロール径に基づき、入力された回転数信号をアプリケータロール表面速度に変換し、このアプリケータロール表面速度に基づいて第１回転駆動装置１７ａによりアプリケータロール７の回転駆動を制御するようになっている。
【０００６】
トランスファロール６およびピックアップロール５も、アプリケータロール７とほぼ同様にして設置され、ニップ圧力制御および回転制御される。すなわち、トランスファロール６は、第１受け台１１ａ上でスライドレール１０ｂを介してアプリケータロール７に向かって前後進可能な第２受け台１１ｂに、またピックアップロール５は、第２受け台１１ｂ上でスライドレール１０ｃを介してトランスファロール６に向かって前後進可能な第３受け台１１ｃに、アプリケータロール７やトランスファロール６と対向させて、回転自在に支持されている。第３受け台１１ｃには、塗料パン４も設けられている。第２受け台１１ｂおよび第３受け台１１ｃも、第１受け台１１ａおよび第２受け台１１ｂそれぞれの左右位置に支持された２台の第２前後進駆動装置１２ｂおよび第３前後進駆動装置１２ｃによって、左右個別に駆動されるようになっている。
【０００７】
これら第２前後進駆動装置１２ｂおよび第３前後進駆動装置１２ｃの各駆動軸１５ｂ，１５ｃには、トランスファロール６およびピックアップロール５それぞれのニップ圧力を検出する第２ロードセル１６ｂおよび第３ロードセル１６ｃが設けられ、それぞれアプリケータロール７に対するトランスファロール６の圧接圧力およびトランスファロール６に対するピックアップロール５の圧接圧力を検出し、これらをニップ圧力信号として第１制御装置Ｃ１に出力し、第１制御装置Ｃ１は入力されたニップ圧力信号に基づいて第２および第３前後進駆動装置１２ｂ，１２ｃを駆動して、トランスファロール６およびピックアップロール５のニップ圧力を個々に調整するようになっている。
【０００８】
さらにトランスファロール６は第２回転駆動装置１７ｂにより、ピックアップロール５は第３回転駆動装置１７ｃにより回転駆動され、これらトランスファロール６およびピックアップロール５それぞれの回転数は、第２回転駆動装置１７ｂおよび第３回転駆動装置１７ｃに備えた第２回転数検出器１８ｂおよび第３回転数検出器１８ｃにより回転数信号として検出され、これら回転数数信号は第２制御装置Ｃ２に出力される。第２制御装置Ｃ２はアプリケータロール７の場合と同様に、トランスファロール径およびピックアップロール径に基づき、入力された回転数信号をトランスファロール表面速度およびピックアップロール表面速度に変換し、これら表面速度に基づいてトランスファロール６およびピックアップロール５それぞれの回転駆動を第２および第３回転駆動装置１７ｂ，１７ｃで制御するようになっている。
【０００９】
ロールコータ１にてシート材２に塗料を塗布する際、塗料の膜厚（塗膜厚さ）が目標の膜厚に対して一定の偏差以内に収まるようにする必要がある。このために、ロードセル１６ａ〜１６ｃや回転数検出器１８ａ〜１８ｃで検出されたニップ圧力やロール回転数に基づき、第１制御装置Ｃ１および第２制御装置Ｃ２によって前後進駆動装置１２ａ〜１２ｃや回転駆動装置１７ａ〜１７ｃの駆動を制御するようにしている。
【００１０】
しかしながら、目標膜厚を得るための最適なニップ圧力やロール周速比（シート材搬送速度に対するロール表面速度の比率）は、塗料原液の比重等の特性、希釈後の濃度、温度、粘度、そしてさらに、ロールコータ１による塗布操作時点における各ロール５〜７の径や、シート材搬送速度など、多様な要因に左右される。ロール径は、摩滅時に再研磨することによって徐々に小さくなっていく。このような事情により、従来にあっては、塗布開始時の初期設定はオペレータがその経験によりニップ圧力およびロール周速比を設定し、その後の運転中に、実際の膜厚を測定して目標膜厚との差を元に、ニップ圧力もしくはロール周速比、あるいは双方を微調整するようにしていた。
【特許文献１】特開平１０−２７２４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来のロールコータ１の運転操作にあっては、ニップ圧力、ロール周速比の塗布開始時における初期設定、そしてまた塗布開始後の微調整は、オペレータの経験と勘に頼っていて、熟練を必要とする作業であった。特に、得られる膜厚は、塗料原液自体の特性のみならず、希釈条件、そしてまたロール径やシート材搬送速度など、様々な要因に左右されるため、例えばロール５〜７を新品に交換したり、温度条件や搬送条件が異なると、以前に用いたことのある塗料を再度塗布する場合であっても、同じ設定では目標膜厚を得ることができない場合があり、その都度ニップ圧力やロール周速比の初期設定、並びに微調整をし直さなければならなかった。
【００１２】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、自動制御により的確に目標膜厚で塗装を行うことが可能なロールコータの自動運転制御装置および自動運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかるロールコータの自動運転制御装置は、回転駆動される複数のロールを介して供給される塗料により、連続的に搬送されるシート材を塗装するロールコータの運転装置において、各ロールを回転駆動する回転駆動手段と、ロールを他のロールに接離制御してロール間のニップ圧力を調整するニップ圧力調整手段とを備えるとともに、各種塗料に個別に対応づけさせて運転制御データが記憶され、使用塗料、希釈条件、シート材搬送速度、目標膜厚およびロール径が入力されて、該使用塗料に対応する該運転制御データから該シート材搬送速度に対応するロール周速比制御値を決定するとともに、当該運転制御データから該ロール径に基づいて該目標膜厚に対応するニップ圧力制御値を決定し、該ロール周速比制御値を上記回転駆動手段に出力するとともに、該ニップ圧力制御値を上記ニップ圧力調整手段に出力する自動制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、塗装後の実際の実膜厚を測定して前記自動制御手段へ出力する測定手段を備え、上記自動制御手段は上記実膜厚と前記目標膜厚とを比較して、前記使用塗料に対応する前記運転制御データに基づいて前記ロール周速比制御値や前記ニップ圧力制御値をそれぞれ補正し、補正された制御値を前記回転駆動手段や前記ニップ圧力調整手段に出力することを特徴とする。
【００１５】
また、前記自動制御手段は、前記補正された制御値に基づいて前記使用塗料に対応する前記運転制御データを更新することを特徴とする。
【００１６】
さらに、ロールを他のロールに接離制御してロール間のギャップ量を調整するギャップ量調整手段を備え、前記自動制御手段は、ニップ圧力を調整する前記ニップ圧力調整手段に代えて、前記使用塗料に対応する前記運転制御データから前記目標膜厚に対応するギャップ量制御値を決定し、該ギャップ量制御値を上記ギャップ量調整手段に出力することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるロールコータの自動運転制御方法は、回転駆動される複数のロールを介して供給される塗料により、連続的に搬送されるシート材を塗装するロールコータの運転方法において、使用塗料、希釈条件、シート材搬送速度、目標膜厚およびロール径により、各種塗料に個別に対応づけさせた運転制御データのうち、該使用塗料に対応する該運転制御データから該シート材搬送速度に対応するロール周速比制御値を決定するとともに、当該運転制御データから該ロール径に基づいて該目標膜厚に対応するニップ圧力制御値を決定し、これらロール周速比制御値およびニップ圧力制御値により、上記ロールの回転駆動を制御するとともに、ロール間のニップ圧力を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記ニップ圧力制御値に代えて、前記使用塗料に対応する前記運転制御データから前記目標膜厚に対応するギャップ量制御値を決定し、該ギャップ量制御値により、ロール間のギャップ量を制御するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかるロールコータの自動運転制御装置および自動運転制御方法にあっては、自動制御により的確に目標膜厚で塗装を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかるロールコータの自動運転制御装置の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかるロールコータの自動運転制御装置は基本的には、図１に示すように、回転駆動される複数のロール５〜７を介して供給される塗料により、連続的に搬送されるシート材２を塗装するロールコータ１の運転装置において、各ロール５〜７を回転駆動する回転駆動手段と、ロール５〜７を他のロール３，６，７に接離制御してロール間のニップ圧力を調整するニップ圧力調整手段とを備えるとともに、各種塗料に個別に対応づけさせて運転制御データが記憶され、使用塗料や温度、粘度などを含む塗料情報、希釈率などの希釈条件を含む希釈情報、シート材搬送速度、目標膜厚および各ロールのロール径が入力されて、使用塗料に対応する運転制御データからシート材搬送速度に対応するロール周速比制御値を決定するとともに、当該運転制御データからロール径に基づいて目標膜厚に対応するニップ圧力制御値を決定し、ロール周速比制御値を回転駆動手段に出力するとともに、ニップ圧力制御値をニップ圧力調整手段に出力する自動制御手段１９とを備えて構成される。
【００２１】
また、塗装後の実際の実膜厚を測定して自動制御手段１９へ出力する測定手段としての膜厚計２０を備え、自動制御手段１９は実膜厚と目標膜厚とを比較して、使用塗料に対応する運転制御データに基づいてロール周速比制御値やニップ圧力制御値をそれぞれ補正し、補正された制御値を回転駆動手段やニップ圧力調整手段に出力する。さらに、自動制御手段１９は、補正された制御値に基づいて使用塗料に対応する運転制御データを更新する。
【００２２】
本実施形態では、第１制御装置Ｃ１および第２制御装置Ｃ２と連係させて、新たに、塗料ごとの運転条件を決定する主制御装置Ｃを備えて自動制御手段１９を構成し、主制御装置Ｃ内に予め、塗料ごとに基準となる運転制御データとして、ニップ圧力およびロール周速比を保存した上で、実際の塗布においては、自動制御手段１９に、使用塗料や希釈状態、温度、粘度などを含む塗料情報および希釈情報、各ロール５〜７のロール径、さらにはシート材搬送速度や目標膜厚のデータを入力して、これらデータに応じてニップ圧力制御値およびロール周速比制御値を設定させて回転駆動手段やニップ圧力調整手段に出力させるようになっている。
【００２３】
また、実膜厚を測定する膜厚計２０を設け、自動制御手段１９により実膜厚と目標膜厚との偏差に応じて、ニップ圧力制御値またはロール周速比制御値、あるいは双方を補正して出力させるようになっている。自動制御手段１９によるこれら制御値の出力により、高い膜厚精度で安定的にシート材２を塗装することができる。さらに、自動制御手段１９において、補正した制御値で運転制御データを更新することにより、同じ塗料で塗装を行う際に、ロールコータ１に迅速に最適運転条件を設定することができる。
【００２４】
本実施形態にかかるロールコータの自動運転制御装置は、上記主制御装置Ｃを新設した点を除き、上記従来の技術で説明した構成と同様であるので、対応する構成要素については同一符号を付して、説明を省略する。本実施形態にあっては、回転駆動手段は、各ロール５〜７を回転駆動する回転駆動装置１７ａ〜１７ｃおよびロール５〜７の回転数を検出する回転数検出器１８ａ〜１８ｃから構成されている。またニップ圧力調整手段は、各受け台１１ａ〜１１ｃを前後進させる前後進駆動装置１２ａ〜１２ｃおよびロール５〜７の圧接圧力を検出するロードセル１６ａ〜１６ｃから構成されている。自動制御手段１９は、前後進駆動装置１２ａ〜１２ｃを制御する第１制御装置Ｃ１と、回転駆動装置１７ａ〜１７ｃを制御する第２制御装置Ｃ２と、第１制御装置Ｃ１や第２制御装置Ｃ２に制御データを出力する主制御装置Ｃとから構成される。また、ロール周速比とは、シート材搬送速度に対するロール表面速度の比率をいう。
【００２５】
主制御装置Ｃについて説明すると図１に示すように、この主制御装置Ｃには、使用される各種塗料（図１中、塗料データ）に個別に対応づけさせて、例えば塗料名称と対応させて、予め運転制御データが保存される運転制御データ格納部２１と、入力データに応じて運転制御データ格納部２１から運転制御データを読み出すとともに、後述する各種処理を行う制御部２２とが備えられる。入力データとしては、上述したように使用塗料や希釈状態、温度、粘度などを含む塗料情報および希釈情報、目標膜厚、さらには各ロール径が入力される。また、実際の運転状態におけるシート材搬送速度が入力データとして第２制御装置Ｃ２に入力される。
【００２６】
運転制御データは、各種塗料についてロールコータ１を運転して得た実測値に基づいて作成される。ここで、塗料とは、ある温度において塗料原液をある希釈条件で希釈したものをいう。希釈状態も種々であり、同じ塗料であっても希釈条件により、ロールコータ１に要求されるロール周速比およびニップ圧力は異なる。このため、各種塗料に対し、一定の希釈条件の下で基本となる基本データ（関数）が作成され、その基本データに対し種々の希釈状態に応じた補正データが、希釈条件の関数などの形で、各ロール５〜７それぞれに設定される。
【００２７】
次に、基本データの作成方法について説明する。ロールコータ１に設定する運転条件としては、各ロール５〜７に対するロール周速比、また各ロール７，６，５の他のロール３，７，６に対するニップ圧力があり、それぞれが膜厚の決定に関与している。ロール周速比は諸条件により大きく変動させることはできないが、設定を変更した場合、膜厚変化の応答は速い。またロール周速比は、シート材搬送速度との相関関係が大きいため、シート材搬送速度の変化に応じて調整する必要がある。一方、ニップ圧力は設定の幅が広く、また設定により膜厚を大きく変化させることが可能であるが、設定を変更した場合の実ニップ圧変化および膜厚変化の応答は遅い。
【００２８】
従って、ある塗料に対するロールコータ１の初期の運転条件を決定する場合は、ロール周速比は目標膜厚に関係なく一定条件とし、種々の目標膜厚に対してはニップ圧力を主として調整することで対応する。その上で、実際の塗装中において、シート材搬送速度が変化した場合、あるいはその他の要因により目標膜厚に対する実際の膜厚の偏差が許容範囲を超えて大きい場合は、ロールコータ１の運転条件を補正することが必要になる。ロールコータ１の運転条件を補正する際には、まず応答性の速いロール周速比を調整する。ロール周速比の調整後も満足な結果が得られず、さらに大きな調整が必要となった場合にはニップ圧力を調整する。ロール周速比による微調整の幅を大きくするため、初期の運転条件でのロール周速比設定値は、増減幅が大きくとれるように、可能な限り設定可能な範囲内での平均的な数値とすることが望ましい。
【００２９】
以上の前提に基づき、基本データにおけるロール周速比は、上述したようにシート材搬送速度に対するロール表面速度の比率の形で表され、このロール周速比は、シート材搬送速度の変化に対して安定した膜厚を得るため、シート材搬送速度の関数として決定される。まず、ピックアップロール５は通常、他のロール６，７に比べ、シート材搬送速度との相関関係は低く、ピックアップロール５の周速比は、膜厚の決定には大きく関与しない。従って、ピックアップロール５は、主として塗料パン４から塗料を安定的に持ち出すという目的から、周速比が決定される。
【００３０】
次に、トランスファロール６およびアプリケータロール７の周速比を決定する。トランスファロール６およびアプリケータロール７の周速比の、シート材搬送速度に対する特性は、ほぼ同じと考えてよい。しかしながら、膜厚の均一化を考えた場合に、これらロール６，７両者間に、ある一定の周速比比率がある方がいい結果が得られる。従って、いろいろな条件で塗装を行い、膜厚の均一性について良好な結果が得られ、かつ膜切れなどの問題が生じない条件を求め、それに基づきこれらロール６，７の周速比比率が決定される。
【００３１】
次に、あるシート材搬送速度、例えば５０ｍ／分において、決定されたピックアップロール周速比およびトランスファロール６およびアプリケータロール７間の周速比比率を満足し、かつその塗料において標準的な膜厚、例えば１５μｍを得るためのトランスファロール６およびアプリケータロール７それぞれの周速比を決定する。但し、アプリケータロール７とシート材間の周速比比率が適正でないと、膜切れなどの問題が生じ得、安定的に塗装できないことに留意する必要がある。もし、与えられた条件下で、安定的に塗装するための条件が見つからない場合は、ピックアップロール５のニップ圧力を調整し、再度同様のテストを行い、条件を決定する。いずれの場合も、トランスファロール６およびアプリケータロール７のニップ圧力は、圧力の増加分を大きくとれるように、安定的な塗装状態が得られる範囲で可能な限り低い圧力から各種パラメータ変動による調整代を上乗せした圧力とする。以上のテストにより、あるシート材搬送速度に対する各ロール周速比およびニップ圧力が決定される。
【００３２】
次に、同一ニップ圧力の下で様々なシート材搬送速度に対して同様のテストを行い、同じ膜厚を得るための条件を決定する。以上のデータから、シート材搬送速度と各ロール周速比の関係をプロットし、その関係を関数化し、これをロール周速比の基本データとする（図２参照）。
【００３３】
一方、基本データにおけるニップ圧力は、目標膜厚の関数として決定される。まず、上述したように、トランスファロール６およびアプリケータロール７のニップ圧力は、安定的な塗装状態が得られる範囲で、可能な限り低い圧力とする。次に、あるシート材搬送速度、例えば５０ｍ／分において、決定された各ロール周速比、並びにトランスファロール６およびアプリケータロール７のニップ圧力を満足し、かつその塗料において標準的な膜厚、例えば１５μｍを得るためのピックアップロール５のニップ圧力を決定する。次に、様々な目標膜厚に対して同様のテストを行い、各目標膜厚に対するピックアップロール５のニップ圧力を決定する。また、膜厚の変化により、トランスファロール６およびアプリケータロール７のニップ圧力に対しても調整が必要となった場合は、適宜に調整し、適正なニップ圧力を決定する。
【００３４】
以上のデータから、目標膜厚と各ロール７，６，５の他のロール３，７，６に対するニップ圧力の関係をプロットし、その関係を関数化し、これをロール５〜７のニップ圧力の基本データとする（図３参照）。
【００３５】
ニップ圧力について、実際の塗装においては、同じニップ圧力の設定であっても、ロール間の面圧として考えれば、ロール径により圧力は異なることになる。このため、各ロールの種々のロール径に応じた補正データが、ロール径の関数などの形で、各ロール５〜７それぞれに設定される。
【００３６】
そして、使用塗料（塗料情報）と目標膜厚が与えられた場合、制御部２２は、運転制御データ格納部２１から、希釈条件の補正データ、ロール径の補正データとともに、ロール周速比およびニップ圧力の基本データ（関数）を各ロール５〜７それぞれについて読み出すことになる。そして、主制御装置Ｃ内で、ニップ圧力の基本データに対し、ロール径補正データ等が適用されたニップ圧力補正値がニップ圧力制御値に変換されて第１制御装置Ｃ１に出力され、第１制御装置Ｃ１はニップ圧力制御値に各ロール５〜７のニップ圧力を設定することになる。
【００３７】
また、ロール周速比の基本データに対し、補正がなされたロール周速比補正値が、主制御装置Ｃから第２制御装置Ｃ２に出力され、第２制御装置Ｃ２はシート材搬送速度に応じたロール周速比制御値に各ロール５〜７の表面速度を設定することになる。
【００３８】
すなわち、各種塗料それぞれについて予め実測した各ロール周速比、シート材搬送速度、膜厚、並びにニップ圧力の相関関係から、各種塗料に個別に対応付けさせた運転制御データが構築され、主制御装置Ｃの運転制御データ格納部２１に保存される。
【００３９】
上述したように、主制御装置Ｃには各ロール５〜７のロール径が入力され、このロール径は、運転制御データ格納部２１のロール径補正データとして、ニップ圧力制御値に反映される。同時にロール径は、摩滅時に再研磨することによって変化するため、実際のロール径が与えられることにより、高い精度でロール５〜７の回転駆動を制御することができる。ロール周速比、例えばアプリケータロール周速比は、回転駆動装置１７ａによるロール回転数制御のために、まず、第２制御装置Ｃ２に入力されたシート材搬送速度によりロール表面速度に変換され、次に、主制御装置Ｃに入力されたロール径が第２制御装置Ｃ２へ出力されて、当該第２制御装置Ｃ２によりロール回転数に変換される。その他のピックアップロール５やトランスファロール６についても、同様である。そして第１制御装置Ｃ１にて決定されたニップ圧力制御値が前後進駆動装置１２ａ〜１２ｃに、また第２制御装置Ｃ２でロール周速比制御値から設定されたロール表面速度が回転駆動手段１７ａ〜１７ｃに出力される。
【００４０】
他方、塗装後のシート材２の搬送経路には、塗膜の実際の膜厚を測定して実膜厚を出力する膜厚計２０が設けられる。膜厚計２０から連続的もしくは断続的に出力される実膜厚は主制御装置Ｃの制御部２２に入力される。制御部２２は、実膜厚と目標膜厚とを比較してその偏差が許容値以内であるか否かを判断し、偏差を小さくするように、以下の手順でロール周速比およびニップ圧力の制御値を補正する。
【００４１】
まず、偏差が一定値以内であるときは、ロール周速比を補正する。具体的には、アプリケータロール等、ロール５〜７の回転速度を補正する。しかしながら、ロール周速比に対して最大限許される補正を行っても目標膜厚が得られない場合、あるいは偏差が一定値を超えている場合は、ニップ圧力制御値を補正する。ここに、一定値やロール周速比に対する最大補正量は、塗料の種類、粘度、膜厚等に応じて決定される。また、特にシート材搬送速度の変化に対応する場合は、ロール周速比を補正することが好ましく、いずれにしても安定操業のためには、ロール周速比を最初に補正し、それで対応できない場合にニップ圧力制御値を補正することが望ましい。
【００４２】
また、通常、ロールコータ１と膜厚計２０を近接して設置することは困難であり、一定の距離が存在するため、塗布位置が膜厚計２０に到達するまでには遅れ時間が発生するが、この遅れ時間は、ロール周速比あるいはニップ圧力の基本データに対する補正を、当該遅れ時間に対応する適当な一定周期で行うことで解消される。すなわち、膜厚を検出して行われる制御はフィードバック制御であって、補正を行うにあたって、遅れ時間に比較して大きな時定数を持たせるように、補正周期および補正ゲインを持たせるようにして、その結果、（無駄時間／時定数）を一定値以下に保つことによって、安定的なフィードバック制御が実現されるようになっている。
【００４３】
そして、実膜厚と目標膜厚の偏差が一定値以内であるときには、制御部２２はそのときのロール周速比およびニップ圧力制御値の実績値を運転制御データ格納部２１へ出力し、運転制御データ格納部２１はロール周速比やニップ圧力の基本データを補正する。これにより、前回の操業結果を元に、同一塗料での次回の操業において、迅速に目標膜厚でシート材２を塗装することができる。
【００４４】
次に、本実施形態にかかるロールコータの自動運転制御方法について説明すると、塗布を開始する際には、希釈条件などを含めた使用塗料の情報や希釈情報と、目標膜厚および各ロール径が主制御装置Ｃの制御部２２に入力される。また、シート材搬送速度が第２制御装置Ｃ２に入力される。
【００４５】
制御部２２は、運転制御データ格納部２１から、使用塗料に対応する運転制御データを読み出し、かつ当該使用塗料の希釈条件やロール径に対応する補正データも読み込んで補正を行った上で、ロール周速比およびニップ圧力の制御値をそれぞれ第１制御装置Ｃ１や第２制御装置Ｃ２へ出力し、第２制御装置Ｃ２は各ロール周速比からシート材搬送速度により各ロール５〜７のロール表面速度、ひいてはロール回転数を設定するとともに、第１制御装置Ｃ１は目標膜厚に対応する各ロール５〜７のニップ圧力制御値をそれぞれ設定する。
【００４６】
そしてこれらロール周速比制御値から得られたロール表面速度およびニップ圧力制御値が第１制御装置Ｃ１や第２制御装置Ｃ２から回転駆動装置１７ａ〜１７ｃや前後進駆動装置１２ａ〜１２ｃに出力され、これら回転駆動装置１７ａ〜１７ｃおよび前後進駆動装置１２ａ〜１２ｃは、制御値に従って各ロール５〜７を回転駆動し、また各ロール５〜７のニップ圧力を調整するようになっている。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態にかかるロールコータの自動運転制御装置および自動運転制御方法にあっては、異なる塗料の場合はもちろんのこと、同一塗料に対し異なる希釈条件で塗布をする場合においても、上記基本データに対して希釈条件から適正な補正を施すことにより、前回と同様の目標膜厚を確保することができる。また、運転中に、シート材搬送速度が変化したとしても、ロール周速比の基本データをもとに、当該変化に追従させてロール周速比が変更されるため、実膜厚を偏差以内に納めて塗装を行うことができる。さらに、ロール径を用いてロール表面速度およびニップ圧力を補正するようにしたので、ロール５〜７の摩耗やロール５〜７を交換した場合でも、それに応じた補正を行って、目標膜厚もしくはその偏差以内で適切に塗装を行うことができる。そして、オペレータの経験や勘に頼ることなく、自動制御により、目標膜厚を得るための操業条件を正確、容易、かつ短時間で設定することが可能で、的確に目標膜厚で塗装を行うことができる。
【００４８】
また、自動制御手段１９により、膜厚計２０で測定される実膜厚に応じてロール表面速度およびニップ圧力を補正するようにしたので、膜厚制御の精度を向上することができ、通常、目標膜厚に見込む余裕分を軽減できるため、高価な塗料の使用量を抑えることもできる。すなわち、最低膜厚を確保するための狙いの膜厚は「最低膜厚＋余裕分」となるので、目標膜厚に見込むべき余裕が多いと、狙いの膜厚そのものを厚く設定しなければならないため、その分の平均塗布量が多くなってしまうが、これを避けることができる。さらに、補正後の制御状態に基づいて運転制御データを更新するようにしたので、以後の同じ塗料の塗布において、より短時間に目標膜厚での塗装を達成することができる。
【００４９】
以上の実施形態にあっては、ニップ圧力を調整する場合を例示して説明したが、自動運転制御装置および自動運転制御方法いずれにあっても、いずれかのロールをこれが対向するロールに対して接離制御してロール間のギャップ量を調整するギャップ量調整手段を備えている場合には、自動制御手段１９が、ニップ圧力を調整するニップ圧力調整手段に代えて、使用塗料に対応する運転制御データから目標膜厚に対応するギャップ量制御値を決定し、ギャップ量制御値をギャップ量調整手段に出力するように構成してもよいことはもちろんである。
【００５０】
さらに、ロールコータ１としては、上記実施形態で例示したものに限らず、トランスファロール６を備えない２本ロールの形式、あるいはさらにミータリングロールを含む形式であっても、適用することができる。また、膜厚計２０については、塗料の乾燥前、乾燥後のいずれにおいての膜厚を測定するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明にかかるロールコータの自動運転制御装置の好適な一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の自動運転制御装置によって実施されるロールコータの自動運転制御方法に用いられるシート材搬送速度とロール周速比の関数の一例を示すグラフである。
【図３】図１の自動運転制御装置によって実施されるロールコータの自動運転制御方法に用いられる膜厚とニップ圧力の関数の一例を示すグラフである。
【図４】従来のロールコータの運転装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ロールコータ
２  シート材
５  ピックアップロール
６  トランスファロール
７  アプリケータロール
１２ａ〜１２ｃ  前後進駆動装置
１６ａ〜１６ｃ  ロードセル
１７ａ〜１７ｃ  回転駆動装置
１８ａ〜１８ｃ  回転数検出器
１９  自動制御手段
２０  膜厚計
２１  運転制御データ格納部
２２  制御部
Ｃ  主制御装置
Ｃ１  第１制御装置
Ｃ２  第２制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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