(57)【要約】      （修正有）【課題】ダイの本体に器材を設けること無く、ギャップを測定する方法および装置と、ダイのリップとバックアップロールの距離を調整する駆動手段を組み込み、ギャップ量を自動調整するダイコート装置を提供する。【解決手段】ダイ２のリップ３とバックアップロール４の回転軸Ｃから形成される面の上部、若しくは、下部の基準点と測長器の測長原点１１ｂが一致する様に設置した計測ユニット１０の測長器と回転機構により、１）リップ３までの距離Ｌ１及び、その時の回転角度θ１を、２）バックアップロール４までの最短距離Ｌ２及び、その時の回転角度θ２を計測し、制御装置が、計測ユニット１０の制御を行うとともに、距離Ｌ１及びＬ２、角度θ１およびθ２から、ギャップＧ１を算出し、ダイ２のリップ３とバックアップロール４の距離を調整する駆動手段を制御してギャップ量を自動調整する。【選択図】図６
2015011006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックアップロール（半径ｒ）に接する帯状基材にダイのリップより塗工液を塗布するダイコート装置のギャップの測定方法において、
１）前記ダイのリップとバックアップロールの回転軸から形成される面の上部、若しくは、下部の基準点から、前記リップまでの距離（Ｌ１）及び角度（θ１）を計測し、
２）前記基準点から、バックアップロールまでの最短距離（Ｌ２）及び角度（θ２）を計測し、
数式１に基づいて
【数１】
2015011006.tif 000005
ギャップ長（Ｇ１）を算出することを特徴とするギャップの測定方法。
【請求項２】
ダイコート装置に設置する計測ユニットと制御装置で構成されるギャップの測定装置であって、
前記計測ユニットがダイのリップとバックアップロールの回転軸から形成される面の上部、若しくは、下部の基準点と測長原点が一致する様に設置されている測長器と前記測長器の向きを垂直方向に角度を変える回転機構により、
１）リップまでの距離（Ｌ１）及び、その時の回転角度（θ１）を計測し、
２）バックアップロールまでの最短距離（Ｌ２）及び、その時の回転角度（θ２）を計測し、
前記制御装置が、前記計測ユニットの制御を行うとともに、計測ユニットから出力された、距離（Ｌ１）及び（Ｌ２）、角度（θ１）および（θ２）から、下記数式２に基づいて、ギャップ（Ｇ１）を算出するギャップ算出部を少なくとも備えることを特徴とするギャップの測定装置。
【数２】
2015011006.tif 000006
【請求項３】
請求項２記載のギャップの測長装置を備え、測長器が回転する面が、ダイのリップとバックアップロールの回転軸から形成される面と直交する様に測長ユニットが設置されていることを特徴とするダイコート装置。
【請求項４】
更に、ダイのリップとバックアップロールの距離を調整する駆動手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載のダイコート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状基材や板状材料へ液状の塗工液を塗布するダイコート装置において、塗工液を吐出するダイの先端部（以下、リップ）とバックアップロール間の間隔の最短距離（以下、ギャップ）の測定方法と測定装置、さらには測定装置を備えたダイコート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイコート法は樹脂や金属からなる帯状基材や板状材料の表面に液状の塗工液を塗布する方法であって、
塗工液をダイと呼ばれる構造体に供給すると、前記ダイの内部に設けた流路を経て、塗布する材料の幅に対応して設けられたスリット状のリップから基材に向けて吐出することで塗工が行われる。
【０００３】
図１はバックアップロールに接する帯状基材にダイのリップより塗工液を塗布するダイコート装置の概要を示す側面図である。
【０００４】
ダイコート装置１は、ダイ２にスリット状に設けられたリップ３から塗工材（図示しない）をバックアップロール４に吐出する。そして、バックアップロール４に接する様に、樹脂フィルム、鋼板等の帯状基材５を搬送するので、帯状基材５とリップ３は同じ間隔（ギャップ６）を保って搬送され、塗工される。そして、ダイ２は移動可能な架台７に設置されているので、架台の移動によりギャップ６を変えることができる。
【０００５】
前記ダイコート装置を使った塗工において、ギャップは塗工厚みや厚みの分布を決める重要な因子となっていて、ギャップ６の最短距離であるギャップ量は、おおよそ１００マイクロメートル前後である。
【０００６】
一方で、ダイの取り外し、取り付け、ダイの角度調整、リップの洗浄や、リップの開口寸法の調整、バックアップロールの表面状態の点検、バックアップロールの交換と言った保守作業時には、ダイとバックアップロールの間に作業エリアが取れる様に数十センチメートル以上離した状態で作業を行い、終了後はダイとバックアップロールを接近させて、塗工可能な状態にしている。
【０００７】
保守の状態から塗工可能な状態に戻す際には、ギャップが規定の値になっているかを確かめる必要があり、従来は、塗工時のダイとバックアップロールの間隔調整はダイを適宜移動した後、テーパーゲージやシックネスゲージを使ってギャップを測長することを繰り返していた。
【０００８】
しかしながら、テーパーゲージやシックネスゲージによる計測は金属製の場合、ダイヘッドやバックアップロールが傷つくという問題点があり、樹脂製のゲージを用いたとしても、強く挟んでしまうと変形してしまうという問題点があった。
【０００９】
そこで、非接触式のギャップ測定方法が提案されている（特許文献１）。  即ち、ダイの後部にレーザ変位計を設置して、ダイの後端部までの距離と、水平方向に移動してバックアップロールまでの距離を測定しその距離の差からギャップを求めるという方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３００００５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のレーザ変位計を用いる方法は、ダイに器材を直接取り付ける必要があるため、複数のダイヘッドを使う場合、ダイヘッドごとにレーザ変位計を取り付ける必要があった。
【００１２】
このダイヘッドにレーザ変位計を取り付けると、ダイヘッド交換の際にレーザ変位計の部分が突出しているので、取り外した際、突出部が外部との接触によりレーザ変位計の位置が変わってしまい、元の位置に戻す調整作業を必要としていた。
【００１３】
また、リップの吐出方向を上向き、下向きとする場合、ギャップとダイの水平方向の移動距離の関係が直線関係となっていないので、前記したようなゲージを使った方法でギャップを直接測定、確認をしていた。
【００１４】
本発明はこの様な課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、ダイの本体に器材を設けること無く、ギャップを測定する方法および装置と、その測定装置と、ダイのリップとバックアップロールの距離を調整する駆動手段を組み込み、ギャップ量を自動調整するダイコート装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、バックアップロール（半径ｒ）に接する帯状基材にダイのリップより塗工液を塗布するダイコート装置のギャップの測定方法において、
１）前記ダイのリップとバックアップロールの回転軸から形成される面の上部、若しくは、下部の基準点から、前記リップまでの距離（Ｌ１）及び角度（θ１）を計測し、
２）前記基準点から、バックアップロールまでの最短距離（Ｌ２）及び角度（θ２）を計測し、
数式１に基づいて
【数１】
2015011006.tif 000003
ギャップ長（Ｇ１）を算出することを特徴とするギャップの測定方法である。
【００１６】
また、請求項２の発明は、ダイコート装置に設置する計測ユニットと制御装置で構成されるギャップの測定装置であって、前記計測ユニットがダイのリップとバックアップロールの回転軸から形成される面の上部、若しくは、下部の基準点と測長原点が一致する様に設置されている測長器と前記測長器の向きを垂直方向に角度を変える回転機構により、
１）リップまでの距離（Ｌ１）及び、その時の回転角度（θ１）を計測し、
２）バックアップロールまでの最短距離（Ｌ２）及び、その時の回転角度（θ２）を計測し、
前記制御装置が、前記計測ユニットの制御を行うとともに、計測ユニットから出力された、距離（Ｌ１）及び（Ｌ２）、角度（θ１）および（θ２）から、下記数式２に基づいて、ギャップ（Ｇ１）を算出するギャップ算出部を少なくとも備えることを特徴とするギャップの測定装置である。
【数２】
2015011006.tif 000004
【００１７】
また、請求項３の発明は、請求項２記載のギャップの測長装置を備え、測長器が回転する面が、ダイのリップとバックアップロールの回転軸から形成される面と直交する様に測長ユニットが設置されていることを特徴とするダイコート装置である。
【００１８】
また、請求項４の発明は、更に、ダイのリップとバックアップロールの距離を調整する駆動手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載のダイコート装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のギャップ測定方法によれば、従来ダイとバックアップロールまでの距離を計測することで、ゲージを使って直接測定することなくギャップ量が得られ、そして、本発明のギャップ測定装置によれば、ダイに直接器材を取り付けることないので複数のダイに対し、取り外し、取り付け作業をすることなく１台の計測ユニットでギャップの算出が可能であって、さらに、本発明のダイコート装置によれば、算出したギャップ量からダイのリップとバックアップロールの距離を調整する駆動手段を制御してギャップ量を自動調整するので、塗工中であっても規定のギャップ量とすることができる様になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のダイコート装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明のダイコート装置の概要を示す側面図である。
【図３】本発明の計測ユニットの構成を示す平面図である。
【図４】本発明の計測装置と駆動機構間の情報の流れを示すブロック図である。
【図５】本発明の計測ユニットの取り付け位置を示した側面図（ａ）と上面図（ｂ）である。
【図６】本発明の計測ユニットの測定箇所と算出するギャップを示す側面図である。
【図７】本発明のギャップ調整作業の手順を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明に関わるダイコート装置とギャップ測定方法および測定装置を実施するための形態について説明する。
【００２２】
図２は本発明のダイコート装置の概要を示す側面図である。
【００２３】
本発明のダイコート装置は、塗工液を吐出するリップ３を備えたダイ２、帯状基材５を搬送するバックアップロール４、ダイ２が設置されている架台７、その架台７を水平方向に移動する駆動手段８、さらに架台７に設置した計測ユニット１０、そして計測ユニット１０および駆動手段８を制御する制御装置２０で構成される。
【００２４】
上記のダイ２は、スリットの長さが６８０ｍｍ、スリットの幅が３０μｍのものであり、
バックアップロール４は直径３００ｍｍのメタルロールで、位置が変わらない様に固定したものである。バックアップロール４に関しては、水平方向に移動する機構を設けてもよい。
【００２５】
次に、架台７にはダイ２を吐出方向が水平から上向き２０゜の角度となる様に設置した。駆動手段８は、数値制御可能な一軸ステージからなり、制御装置２０からの制御信号により架台７を水平に駆動する。
【００２６】
次に制御装置２０は通信機能を備えたＦＡ用コンピュータであって、有線の伝送路を経由して計測ユニット１０と駆動手段８を制御するものである。この伝送路は無線方式の通信手段を使うことも可能である。
【００２７】
図３は本発明の計測ユニットの構成を示す平面図である。
【００２８】
計測ユニット１０は、レーザ変位計である測長器１１と数値制御が可能なシーターステージである回転機構１２を備え、回転テーブル１２ａが回転するので、前記測長器の光軸１１ａを垂直方向で、かつ、角度θａに振ることが可能で、測長器の測長原点１１ｂは回転機構１２の回転テーブル１２ａの回転中心（図示しない）と一致させて設置したものである。
【００２９】
本実施例で使用したレーザ変位計は、バックアップロール４との最短距離の測定を容易にするため、レーザの直接反射光で測長するタイプのものを用いた。
【００３０】
図４は、本発明の計測装置と駆動機構間の情報の流れを示すブロック図である。
【００３１】
制御装置２０は、計測制御部２１とギャップ算出部２２と駆動制御部２３をＦＡコンピュータで実行可能なソフトウェアとして備え、計測制御部２１では計測ユニット１０の測長機１１と回転機構１２に対して測定指示の送信と計測値の受信を行い、ギャップ算出部２２では計測制御部２１で得た計測値からギャップＧ１を算出し、駆動制御部２３では、上記で算出したギャップＧ１から駆動手段８に架台７の移動量を送信し、動作状態の受信を行う機能を備えるものである。
【００３２】
また、制御装置２０は、ＦＡコンピュータが備える図示しないキーボード等の入力手段、および記憶装置により、入力された数値を格納することが可能である。
【００３３】
図５は本発明の計測ユニットの取り付け位置を示した側面図（ａ）と上面図（ｂ）である。
【００３４】
計測ユニット１０は、リップ３とバックアップロールの回転軸Ｃから形成される面Ｓの下部の基準点（図示しない）に、前記測長器の測長原点１１ｂとなる様に位置調整し、設置した。この位置であれば、ギャップの調整時にダイ２やバックアップロール４に干渉することがない。さらには、上記基準点は、リップ３とバックアップロールの回転軸Ｃから形成される面Ｓの上部であってもよい。
【００３５】
そして、測長器の光軸１１ａが、バックアップロールの回転軸と直交する様に、計測ユニット１０の向きを調整して設置した。
【００３６】
図６は本発明の計測ユニットの測定箇所と算出するギャップを示す側面図である。
【００３７】
以下、ギャップＧ１を算出するために計測する部分と計測方法について説明する。   
【００３８】
図６に示されているリップ３、バックアップロールの回転軸Ｃ、測長器の測長原点１１ｂの３点の成す三角形のうち、算出しようとするギャップＧ１は、リップ３とバックアップロールの回転軸Ｃを結ぶ線分にあり、この線分は、ギャップとバックアップロールの半径ｒの和である。この線分の長さを求めるには、他２辺の長さとその２辺の成す角度が必要である。
【００３９】
つまり、図６の中のＬ１、Ｌ２、θ１、θ２を計測で得ることで、ギャップＧ１を含む線分の距離が求められ、Ｇ１は数式１から算出可能となる。
【００４０】
ここで、ギャップＧ１は、１）リップまでの距離Ｌ１及び、その時の回転角度θ１、２）バックアップロールまでの最短距離Ｌ２及び、その時の回転角度θ２を測定し、その結果を数式１に適用して算出することができる。
【００４１】
次に、ギャップ算出のための計測とギャップ調整の手順について説明する。
【００４２】
本実施例では、距離Ｌ１と回転角度θ１の計測は、計測ユニット１０の取り付け後の１回のみ行った。これは、架台７を移動しても、計測ユニット１０とリップ３の位置関係が変わらないためである。
【００４３】
また、距離Ｌ２と回転角度θ２は、架台７を移動するたびに測定することを繰り返し、ギャップＧ１が規定の値になるまで行った。
【００４４】
まず、距離Ｌ１の計測について説明する。リップ３に測長器１１のレーザ光が戻り距離の計測ができる形状の、図示しない治具を取り付け、回転テーブル１２ａの回転角度を連続的に変えながら、測長器１１のレーザのスポットがリップ部に当たっていることを目視で確認し、その時の回転テーブル１２ａの回転角度をθ１として得た。
【００４５】
本実施例では、計測に治具を使用したが、塗工に問題が無ければ、リップ３の形状を測長器１１で測定可能な形状に加工する方法を用いてもよい。
【００４６】
さらには、Ｌ１の測定は、計測ユニット１０を設置後、距離Ｌ１と角度θ１はダイ２とバックアップロール４が離れている状態においても実施することができるので、距離Ｌ１の測定は測長器１１を使わずに汎用のスケール等を使って計測することも可能である。
【００４７】
こうして得られた距離Ｌ１とθ２は、制御装置２０の図示しない記憶部に格納した。
【００４８】
図７は本発明のギャップ長の算出と調整の一連の手順を示したフロー図である。
【００４９】
ステップ１：開始
制御装置２０にギャップ測定開始指示を入力により、次のステップに進む。
【００５０】
ステップ２： 初期設定
制御装置２０の図示しない記憶部に格納しておいたバックアップロール４の半径ｒと、測長器１１からリップ３までの距離Ｌ１と、回転角度θ１をギャップ算出部２２に読み込み、さらに、回転機構１２に関する初期角度と、ステップ角度と、上限角度と、リトライ上限回数を計測制御部２１に、そして、目標ギャップ範囲と架台７に関するステップ送り距離とを駆動制御部２３にそれぞれ読み込み、回転テーブル１２ａの回転角度を上記初期角度と設定した後、次のステップに進む。
【００５１】
ステップ３：回転機構の回転動作
バックアップロール４までの最短距離Ｌ２を測長するため計測制御部２１から回転機構１２に回転テーブル１２ａの回転角度情報を送信し、回転機構１２から正常に完了したことを示す情報を受信したら、次のステップに進む。
【００５２】
ステップ４：Ｌ２の測長動作
測長器１１がバックアップロール４を測長する様に計測制御部２１から測長器１１に測長の指示を送り、次のステップに進む。
【００５３】
ステップ５：Ｌ２測長結果の確認
測長器１１が測長を行うと、測定で得られた数値またはエラー情報を計測制御部２１に送信するので、得られた情報が数値の場合は数値をバックアップロール４表面までの最短距離Ｌ２として、さらに、その時の回転テーブル１２ａの回転角度情報をθ２として制御手段２０内の図示しない記憶部に数値を格納して、ステップ６に進む。
【００５４】
また、測長器１１からの送信内容がエラー情報であった場合は、ステップ５のリトライ回数を１上げ、回転テーブル１２ａの回転角度情報にステップ角度を加え、リトライ上限回数以上の繰り返しになった場合または、回転角度情報が上限角度を超えている場合は、ステップ８（終了）に進める。そして、これらに該当しない場合はステップ３に進む。
【００５５】
ステップ６： ギャップＧ１の算出
ステップ５でＬ２とθ２が得られたので、ギャップ算出手段２２にて図示しない記憶部に格納された情報を用いて、数式１に基づきギャップＧ１を算出する。算出したギャップが規定値と等しいか小さい値であった場合は、ステップ８（終了）に進む。
【００５６】
ステップ７： 制御信号の出力
ステップ６で算出したギャップＧ１を駆動制御部２３０で目標ギャップ範囲と比較し、範囲外であれば、予め決めておいた架台７のステップ送り距離を制御信号として、駆動手段８に送信し、駆動手段８から動作完了の信号を受け取った後、ステップ３に進む。
【００５７】
ステップ８： 終了
測定作業を終了する。
【００５８】
この様にして、ギャップを測定し、目標値との差異を制御信号として、駆動手段８によりダイとバックアップロールの距離を調整することで、ダイコート装置のギャップＧ１を規定の値とすることができた。さらには、ダイ２やバックアップロール４に触れることなく計測してギャップ量を算出することができるので、ダイコート装置が、塗工中であってもギャップ量を測定し、制御することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ダイコート装置を使って樹脂フィルムや金属箔、およびその複合体からなる帯状基材または、板状基材に液状材料を塗布加工する産業分野にて利用が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１        ダイコート装置
２        ダイ
３        リップ
４        バックアップロール
５        帯状基材
６        ギャップ部
７        架台
８        駆動手段
１０      計測ユニット
１１      測長器
１１ａ    測長器の光軸
１１ｂ    測長器の測長原点
１２      回転機構
１２ａ    回転テーブル
２０      制御装置
２１      計測制御部
２２      ギャップ算出部
２３      駆動制御部
Ｌ１      回転テーブルの中心からリップまでの距離
Ｌ２      回転テーブルの中心からバックアップロール表面までの最短距離
θ１      測長器をリップに向けた時の回転テーブルの回転角度
θ２      測長器をバックアップロールに向けて距離を測長した時の回転テーブルの回転角度
θ        θ２とθ１の差分
ｒ        バックアップロールの半径
Ｃ        バックアップロールの回転軸
Ｇ１      ギャップ
Ｓ        リップとバックアップロールの回転軸から形成される面
θa       回転テーブルの回転角度
【図１】
2015011006.tif 000007
【図２】
2015011006.tif 000008
【図３】
2015011006.tif 000009
【図４】
2015011006.tif 000010
【図５】
2015011006.tif 000011
【図６】
2015011006.tif 000012
【図７】
2015011006.tif 000013