(57)【要約】【課題】高粘度ペースト状の液体から効果的に脱泡を行うことのできる技術を提供する。【解決手段】ペースト状の液体から気泡を除去する脱泡装置において、一端部が下向きに開口する吐出口２８ａとなっており、該吐出口２８ａから液体Ｌを吐出可能な第１配管２８と、水平面における断面積が吐出口２８ａの断面積よりも大きい貯留空間ＳＰを有し、該貯留空間に吐出口２８ａから吐出される液体Ｌを貯留する貯留部１０と、貯留空間ＳＰに連通し、貯留空間ＳＰに貯留された液体Ｌを取り出すための第２配管２１と、液体Ｌを第１配管２８に流通させ吐出口２８ａから連続的に吐出させて、流通空間ＳＰ内に、液体Ｌにより、液面が上に凸でその頂部において吐出口２８ａから吐出される液体Ｌと連続する液盛りＤを形成する流通手段２２とを備えている。【選択図】図３
2015116542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペースト状の液体から気泡を除去する脱泡装置において、
一端部が下向きに開口する吐出口となっており、該吐出口から前記液体を吐出可能な第１配管と、
水平面における断面積が前記吐出口の断面積よりも大きい貯留空間を有し、該貯留空間に前記吐出口から吐出される前記液体を貯留する貯留部と、
前記貯留空間に連通し、前記貯留空間に貯留された前記液体を取り出すための第２配管と、
前記液体を前記第１配管に流通させ前記吐出口から連続的に吐出させて、前記流通空間内に、前記液体により、液面が上に凸でその頂部において前記吐出口から吐出される前記液体と連続する液盛りを形成する流通手段と
を備えることを特徴とする脱泡装置。
【請求項２】
前記流通手段は、前記第２配管を介して前記貯留空間から流出させた前記液体を前記第１配管に流入させる請求項１に記載の脱泡装置。
【請求項３】
前記貯留部は、内部が前記貯留空間となった貯留容器を有し、前記第１配管の前記吐出口が、前記貯留容器の上面から前記貯留空間内に突設されている請求項１または２に記載の脱泡装置。
【請求項４】
前記第２配管は、前記貯留容器の底部において前記貯留空間と連通する請求項３に記載の脱泡装置。
【請求項５】
前記流通手段は、前記第２配管を介して前記貯留空間から流出する前記液体と同流量の前記液体を、前記第１配管へ流入させる請求項１ないし４のいずれかに記載の脱泡装置。
【請求項６】
前記流通手段が、前記第１配管または前記第２配管に介挿されたポンプを有する請求項１ないし５のいずれかに記載の脱泡装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の脱泡装置と同一構成を有する脱泡手段と、
前記第２配管を介して前記貯留空間と連通し、前記液体を塗布対象物に向けて吐出する吐出手段と
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項８】
前記第２配管から前記吐出手段に至る塗布経路と、前記第２配管から前記第１配管に至る循環経路とを切り換える切り換え手段を備える請求項７に記載の塗布装置。
【請求項９】
ペースト状の液体から気泡を除去する脱泡方法において、
一端部が下向きに開口する吐出口となった第１配管に、前記吐出口に向けて前記液体を連続的に流通させる工程と、
水平面における断面積が前記吐出口の断面積よりも大きい貯留空間に向けて前記吐出口から前記液体を連続的に吐出させて、前記流通空間内に、前記液体により、液面が上に凸でその頂部において前記吐出口から吐出される前記液体と連続する液盛りを形成する工程と、
前記液盛りの液面よりも下方で前記貯留空間に連通させた第２配管を介して、前記液体を取り出す工程と
を備えることを特徴とする脱泡方法。
【請求項１０】
前記第１配管を介して前記貯留空間に流入させる前記液体の流量と、前記第２配管を介して前記貯留空間から流出させる前記液体の流量とを等しくする請求項９に記載の脱泡方法。
【請求項１１】
前記第２配管を介して前記貯留空間から流出させた前記液体を、前記第１配管に流入させる請求項９または１０に記載の脱泡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ペースト状の液体からその内部に含まれる気泡を除去する脱泡技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板や太陽電池基板等の基板表面に配線パターンを形成したり、集電体表面に活物質層を形成するための技術として、配線材料や活物質材料を含むペースト状の液体を基板等に塗布するものがある。例えば特許文献１に記載の塗工装置は、活物質材料および導電材料を含むペーストをダイコーティング方式で支持体に塗布することにより、電池用電極を製造するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−００４４００号公報（例えば、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この技術においては、ペースト状の液体中に気泡が混入すると、液体の圧送時の圧力損失の原因となって流量が不安定になったり、形成されるパターンに塗布欠陥を生じるなどの問題がある。ペースト中に含まれ得る気泡の問題に関して、特許文献１では言及されていない。
【０００５】
他方、液体中から気泡を除去する一般的な脱泡技術としては、例えば、液体を大気圧下または減圧下で静置保管することで、液体中の気泡を液面まで移動させて消滅させる方法がある。しかしながら、粘度の高いペースト状の液体では気泡の移動に長時間を要し、特に例えばせん断速度１０ｓ−１において１００Ｐａ・ｓ程度以上の高粘度の液体では、単に静置するだけで気泡が液面まで浮上することは事実上ほぼ期待できない。このような高粘度の液体においても効果的に脱泡を行うことのできる技術の確立が望まれるが、これまでそのような技術は提案されるに至っていない。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高粘度ペースト状の液体から効果的に脱泡を行うことのできる技術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】
【０００７】
この発明の一の態様は、ペースト状の液体から気泡を除去する脱泡装置において、上記目的を達成するため、一端部が下向きに開口する吐出口となっており、該吐出口から前記液体を吐出可能な第１配管と、水平面における断面積が前記吐出口の断面積よりも大きい貯留空間を有し、該貯留空間に前記吐出口から吐出される前記液体を貯留する貯留部と、前記貯留空間に連通し、前記貯留空間に貯留された前記液体を取り出すための第２配管と、前記液体を前記第１配管に流通させ前記吐出口から連続的に吐出させて、前記流通空間内に、前記液体により、液面が上に凸でその頂部において前記吐出口から吐出される前記液体と連続する液盛りを形成する流通手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明の他の態様は、ペースト状の液体から気泡を除去する脱泡方法において、上記目的を達成するため、一端部が下向きに開口する吐出口となった第１配管に、前記吐出口に向けて前記液体を連続的に流通させる工程と、水平面における断面積が前記吐出口の断面積よりも大きい貯留空間に向けて前記吐出口から前記液体を連続的に吐出させて、前記流通空間内に、前記液体により、液面が上に凸でその頂部において前記吐出口から吐出される前記液体と連続する液盛りを形成する工程と、前記液盛りの液面よりも下方で前記貯留空間に連通させた第２配管を介して、前記液体を取り出す工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、液体が第１配管内を通送される間に液体中の気泡が配管の内壁面近傍に移動してくる。そして、高粘度の液体により形成された液盛りの頂部に対して吐出口から吐出された液体は、液盛りの表面に沿って薄く広がりながら流れ落ちる。このとき、第１配管の内壁面に沿って流れてきた気泡が液面に露出して消滅する。したがって、貯留空間内に貯留される液体からは気泡が除去されており、第２配管を介して気泡を含まない液体を取り出すことができる。
【００１０】
高粘度のペースト状液体では液盛り内部での流動が少ないため、吐出口から吐出される液体を液盛り表面に沿って薄く広げることができるので、効果的に気泡を除去することが可能である。また、脱泡される液体自体で形成された液盛りにより、新たに供給される液体からの脱泡がなされるため、液体を他の部材と接触させる必要がなく、液体の汚染を防止することができる。
【００１１】
この発明において、例えば第２配管を介して貯留空間から流出させた液体を第１配管に流入させる構成とすると、液体を循環させることで、液体中に残留する気泡をより効果的に除去することができる。また、液体を滞留させず循環させることで、特にチクソ性を有する液体を用いる場合にも効果的に脱泡を行うことができる。また例えば、第１配管を介して貯留空間に流入させる液体の流量と、第２配管を介して貯留空間から流出させる液体の流量とが等しい構成とすると、貯留空間内に貯留される液体の量が一定となるため、液体により形成される液盛りを安定に維持することができる。
【００１２】
また、この発明にかかる脱泡装置では、例えば、貯留部は内部が貯留空間となった貯留容器を有し、第１配管の吐出口が、貯留容器の上面から貯留空間内に突設される構成であってもよい。このような構成によれば、吐出口が貯留容器の壁面から離れて設けられるため、液体が貯留容器の壁面に沿って流れ落ちることが回避され確実に液盛りを形成することができる。この場合、例えば、第２配管は、貯留容器の底部において貯留空間と連通する構成であってもよい。このような構成によれば、貯留容器内で脱泡された後に貯留された液体が第２配管から流出するため、脱泡された液体のみを取り出すことができる。
【００１３】
また例えば、流通手段は、第１配管または第２配管に介挿されたポンプを有する構成であってもよい。このような構成によれば、高粘度を液体を確実に流通させることが可能となる。
【００１４】
また、この発明のさらに他の態様は、上記したいずれかの脱泡装置と同一構成を有する脱泡手段と、第２配管を介して貯留空間と連通し、液体を塗布対象物に向けて吐出する吐出手段とを備えることを特徴とする塗布装置である。このように構成された発明では、気泡が除去された液体が吐出手段から吐出されて塗布対象物に塗布される。そのため、塗布量が安定し、塗布欠陥のない塗布を行うことが可能である。
【００１５】
この塗布装置においては、例えば、第２配管から吐出手段に至る塗布経路と、第２配管から第１配管に至る循環経路とを切り換える切り換え手段を備えていてもよい。このような構成によれば、塗布を行わないときには液体を循環経路に流通させておくことで、液体内に残留する気泡をより確実に除去することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１配管を通送された液体を貯留空間内の液盛りの頂部に向けて吐出させることで、液盛りの表面に沿って広がりながら流れる液体に含まれる気泡を液面に露出させて消滅させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明にかかる脱泡装置を備えた塗布装置の一実施形態を示す図である。
【図２】この塗布装置におけるペースト塗布の例を模式的に示す図である。
【図３】タンクの内部構造を示す側面断面図である。
【図４】この実施形態における脱泡方法の原理を示す図である。
【図５】この塗布装置を用いた塗布動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１はこの発明にかかる脱泡装置を備えた塗布装置の一実施形態を示す図である。この塗布装置１は、ロール・トゥ・ロール方式で搬送されるシート状の基材Ｓに対してペースト状塗布液を塗布する装置であり、例えばリチウムイオン二次電池のような電池用電極の製造に用いることのできるものである。
【００１９】
この塗布装置１は、塗布すべき塗布液を内部に貯留するタンク１０と、該タンク１０から供給される塗布液を吐出するノズル５０とを備えており、タンク１０とノズル５０との間に設けられた送液系２０（後述）により、タンク１０内の塗布液がノズル５０に向けて送出され、ノズル５０の先端に設けられた吐出口から吐出される。
【００２０】
ノズル５０との対向位置には、塗布液が塗布される基材Ｓが搬送ユニット７０により配置される。具体的には、ロール状に巻回された長尺シート状の基材Ｓが搬送ユニット７０の供給ローラ７１にセットされるとともに、基材Ｓの一端部が巻取ローラ７２に巻回されている。巻取ローラ７２が図の矢印Ｄｒ方向に回転することにより、基材Ｓが供給ローラ７１から繰り出されて矢印Ｄｓ方向に搬送され、巻取ローラ７２により巻き取られる。つまり、搬送ユニット７０は、塗布対象物である基材Ｓを保持する手段としての機能およびこれを搬送する手段としての機能を有する。このように供給ローラ７１および巻取ローラ７２に掛け渡された基材Ｓの表面に対向するように、ノズル５０が配置されている。そのため、ノズル５０から吐出される塗布液が基材Ｓの表面に塗布される。基材Ｓが矢印Ｄｓ方向に搬送されることで、ノズル５０を基材Ｓに対して相対的に走査移動させながら塗布液を基材Ｓに塗布することができる。
【００２１】
ここで例えば、集電体として機能する金属などの導電体シートを基材Ｓとして用い、塗布液として活物質材料を含むペーストを用いることにより、集電体層の表面に活物質層を積層してなる電池用電極を製造することが可能である。
【００２２】
図２はこの塗布装置におけるペースト塗布の例を模式的に示す図である。矢印Ｄｓ方向に搬送される基材Ｓに対向配置されたノズル５０の下面５１には、各々が塗布液を吐出する複数の吐出口５２が搬送方向Ｄｓに直交する基材Ｓの幅方向に等間隔に並べて設けられている。各吐出口から連続的に吐出される高粘度のペースト状塗布液は基材Ｓの表面に着液した後、基材Ｓの移動に伴って矢印Ｄｓ方向へ搬送される。これにより、基材Ｓ上にはその搬送方向Ｄｓに沿って連続的に延びる塗布液のライン状パターンＰが形成される。この塗布装置１は、基材Ｓの搬送方向Ｄｓに沿って切れ目なく連続したパターンを形成することも可能であり、また図２に示すように、各吐出口５２からの塗布液の吐出を一時的に停止させることで搬送方向Ｄｓにおいて断続したパターンＰを形成することも可能である。
【００２３】
パターンの断面形状は各吐出口５２の開口形状に依存し、特に高粘度の塗布液を用いた場合、吐出口５２の開口形状をほぼそのまま維持した断面形状を有するパターンを形成することが可能である。これにより、幅に対する高さの比、つまりアスペクト比の高いパターンを形成することも可能となる。基材Ｓが集電体として機能するものであり、塗布液により形成されるライン状パターンが活物質を含むものである場合、集電体表面に活物質による高アスペクト比のライン状パターンが形成された構造を有する電池用電極を製造することができる。このような構造の電極は活物質材料の使用量に対して表面積の大きな活物質層を有するため、高速充放電特性の良好な電池を構成することができる。
【００２４】
もちろん、各吐出口を幅広の開口形状としたり、特許文献１に記載されたようなスリット状のものとすることで、基材Ｓの表面に比較的幅の広いパターンを形成することも可能である。この場合においても、塗布液を高粘度のものとすることで、高密度で厚い活物質層を有する電極を製造することができる。これにより、容量の大きな電池を構成することができる。
【００２５】
このようなパターンを優れた寸法精度で形成するためには、高粘度の塗布液を小流量で、かつ安定的にノズル５０から吐出させる必要がある。これを可能とするための塗布装置１における送液系２０の構成について、再び図１を参照しながら説明する。なお、この塗布装置１に適用される塗布液において想定される粘度は、せん断速度１０ｓ−１において１００Ｐａ・ｓないし３００Ｐａ・ｓ程度である。
【００２６】
この塗布装置１における送液系２０は、一端部がタンク１０の底部に接続された出力配管２１と、その途中に配されたポンプ２２および流量計２３と、出力配管２１の他端部に入力ポートが接続された三方弁２４と、三方弁２４の２つの出力ポートにそれぞれ一端部が接続された塗布配管２５および循環配管２６と、循環配管２６の他端部に入力ポートの１つが接続された三方弁２７と、三方弁２７の出力ポートに接続された入力配管２８と、三方弁２７のもう１つの入力ポートに接続された補給配管２９とを備えている。また、この塗布装置１は、送液系２０を制御して所定量の塗布液をノズル５０から吐出させる制御ユニット３０を備えている。
【００２７】
ポンプ２２は、送液系２０に塗布液を流通させるためのものであり、高粘度の塗布液を安定した流量で送出することのできるものであることが望ましい。このようなポンプとしては例えばねじポンプを用いることができ、例えば一軸ねじポンプの一種であるモーノポンプを好適に適用することができる。ポンプ２２の動作は制御ユニット３０により制御されており、制御ユニット３０は、流量計２３により検出される出力配管２１における塗布液の流量に基づきポンプ２２を制御して、送液系２０における塗布液の流量を調節する。
【００２８】
三方弁２４は制御ユニット３０により制御され、出力配管２１と塗布配管２５とが接続される塗布経路と、出力配管２１と循環配管２６とが接続される循環経路とを選択的に開成する。塗布配管２５はノズル５０に接続されており、制御ユニット３０からの制御指令に応じて三方弁２４が出力配管２１と塗布配管２５とを接続する塗布経路を開成した場合には、タンク１０から圧送されてくる塗布液が塗布配管２５を介してノズル５０に供給され、塗布対象物たるシートＳに塗布される。
【００２９】
一方、制御ユニット３０からの制御指令に応じて三方弁２４が出力配管２１と循環配管２６とを接続する循環経路を開成した場合には、タンク１０から圧送される塗布液は、循環経路を介してタンク１０に還流する。より詳しくは、制御ユニット３０により制御される三方弁２７により、循環配管２６と入力配管２８とを接続する流路が常時開成されており、出力配管２１から三方弁２４を経由して循環配管２６に流れ込んだ塗布液は、三方弁２７および入力配管２８を経由してタンク１０内に戻る。
【００３０】
高粘度の塗布液がチキソトロピー性（チクソ性）を有する場合、塗布液の流動性を維持するためには塗布液に常時せん断力を与えておく必要がある。塗布液をノズル５０へ供給する時以外には循環流路を経由して塗布液を循環させておくことで、塗布液にせん断力を与えて流動性の高い低粘度の状態を維持することができる。また、後述するように、タンク１０および各配管内の塗布液に含まれる気泡を除去する脱泡作用も有する。
【００３１】
補給配管２９は図示しない外部補給タンクと接続されており、タンク１０内の塗布液がシートＳに塗布されて消費され残量が少なくなってくると、三方弁２７により補給配管２９と入力配管２８とを接続する流路が開成される。これにより、補給用の塗布液が外部補給タンクからタンク１０に供給され、タンク１０内の塗布液量が回復する。制御ユニット３０は、三方弁２７を制御して、タンク１０内の液量の変動が所定範囲内に収まるように必要に応じて外部補給タンクから塗布液の補給を行う。補給された塗布液は、循環経路を循環する塗布液と同様に、入力配管２８からタンク１０内に流入する。
【００３２】
図３はタンクの内部構造を示す側面断面図である。タンク１０は、内部が塗布液を貯留可能な貯留空間ＳＰとなったタンク筐体１１を有している。タンク筐体１１の内部は略鉛直方向を軸とし底部が円錐状にすぼまった円筒形状をなしており、その内部断面積は、タンク上部においては鉛直方向に略一定であり、底部において次第に小さくなっている。その底面１１ｂに、出力配管２１が接続されている。
【００３３】
一方、タンク筐体１１の上面１１ａの中央部には、その上方から上面１１ａを貫通して貯留空間ＳＰ内に突出するように、入力配管２８が設けられている。入力配管２８の先端は、貯留空間ＳＰ内で下向きに開口する吐出口２８ａとなっている。循環配管２６を循環する、または補給配管２９を介して外部から供給される塗布液は、入力配管２８を通ってタンク筐体１１内に送り込まれ、吐出口２８ａから貯留空間ＳＰに向けて下向きに、かつ連続的に吐出される。吐出口２８ａの開口断面積は、水平面におけるタンク１０の断面積よりも小さい。このため、塗布液は、入力配管２８内を通送された後、入力配管２８の断面積よりも広い貯留空間ＳＰに向けて吐出される。
【００３４】
吐出口２８ａから吐出される塗布液Ｌはタンク１０内の貯留空間ＳＰに貯留される。塗布液Ｌの粘度が高く流動性が低いため、貯留される塗布液Ｌの液面は必ずしも水平面とはならず、特に吐出口２８ａの直下において、吐出口２８ａに向けて液面が上向きに盛り上がったドーム状の液盛りＤを形成する。そして、液盛りＤの頂部において、貯留空間ＳＰ内の塗布液と入力配管２８内の塗布液とが連続した状態となる。
【００３５】
なお、入力配管２８を介して流入する塗布液の量に対して出力配管２１から流出する液量が多ければ、タンク１０内の液量が減少して液面は次第に低下し、最終的にはタンク１０内に貯留された塗布液Ｌと吐出口２８ａから吐出される塗布液とが分離する。一方、流入量が流出量を上回っていれば、液面は次第に上昇して最終的には入力配管２８の吐出口２８ａが液中に没することになる。いずれの場合もタンク１０内において液盛りＤが消滅する。
【００３６】
次に説明するように、この実施形態では、図３に示されるドーム状の液盛りＤを維持しながら塗布液を流通させることで、タンク１０および送液系２０内を流通する塗布液の脱泡を行っている。そのため、制御ユニット３０は、送液系２０の各部を制御することで、液盛りＤが維持されるように、タンク１０内への塗布液の流入量およびタンク１０からの塗布液の流出量を調整している。理想的には、タンク１０に流れ込む塗布液の量とタンク１０から流れ出す塗布液の量とを常に等しくしておけば、タンク１０内の液量は一定に保たれ液面の高さも一定とすることができる。ただ、塗布液の粘度が高いため、タンク１０内の液量が多少変動したとしても直ちに液盛りＤが崩れるわけではない。したがって、ある程度の液量の変動は許容される。
【００３７】
出力配管２１から送出された塗布液が循環経路を経由して入力配管２８からタンク１０内に戻される循環状態では、タンク１０から流出する液量とタンク１０に流入する液量とが同じになるので、タンク１０内には液盛りＤが維持されつつ塗布液が循環する。また、塗布経路が開成されて塗布液がノズル５０に送出される状態では、塗布液の消費に伴って液面が低下する。また、外部補給タンクからの補給用塗布液が流入する状態では、タンク１０内の液量が増え液面が上昇する。これらのいずれの場合においてもタンク１０内の液量が所定範囲内に収まるように、制御ユニット３０は、送液系２０を構成する各部、すなわちポンプ２２、三方弁２４および２７などを制御する。
【００３８】
図４はこの実施形態における脱泡方法の原理を示す図である。高粘度液体の送液系についての本願発明者らの知見を、図４を用いて説明する。気泡Ｂを含むペースト状の液体ＬｑをタンクＴＫに貯留しておき、これを細い配管ＰＰを介して取り出す場合を考える。タンクＴＫ内で液中にランダムに分布する気泡Ｂは、当初はそのまま配管ＰＰ中に取り込まれるが、液体Ｌが配管中を通送されるにつれて次第に配管ＰＰの内壁面に沿って流れるようになる。そして、配管ＰＰの下向きに開口する吐出口ＰＰａからより広い空間に吐出させるとき、吐出口ＰＰａを外部に形成された液盛りＤの頂部に近接させた状態にしておくと、図において矢印で示すように、吐出された液体Ｌｑは液盛りＤの表面に沿って薄く周囲に広がりながら流れ落ちる。
【００３９】
このとき、配管ＰＰの壁面に沿って流れてきた気泡Ｂは液面に露出して消滅する。液体Ｌｑが高い圧力で押し出されるとき、自由空間で圧力が低下することで気泡Ｂが液面で膨張し破裂するため、特に効果的に気泡を消滅させることができる。液盛りＤの表面を流れ落ちた液体Ｌｑはもともと貯留されている液体と一体になるが、この過程で上記原理により気泡Ｂが除去される。液体を循環させ繰り返し脱泡を行うことで、液体中に残留する気泡についても除去することが可能である。
【００４０】
液体Ｌｑの粘度が低い場合には、液面が早期に水平に近づくため、このような液盛りは形成されない。また、配管ＰＰから注入される液体はタンクＴＫに貯留される液体の内部に進入し、液面に沿って広がることがないので、液面での脱泡作用も期待できない。高粘度のペースト状液体であるが故に、このような液盛りを形成することによる脱泡が可能となる。
【００４１】
外部から補給される補給用塗布液については、該塗布液に予め気泡が含まれていることもあり、またタンク１０内に注入する際に気泡が発生することもある。この実施形態では、送液系２０内の循環経路と共通の入力配管２８を通して補給用塗布液をタンク１０内に流入させることで、循環時と補給時との切り換えにおいても入力配管２８からタンク１０内に塗布液を連続的に流入させることができ、補給用塗布液を断続的にかつ直接タンク１０内に投入する場合に生じる気泡発生の問題を回避することができる。また、補給された塗布液もタンク１０内の液盛りＤの表面に沿って流れることで気泡が除去されるため、タンク１０内の塗布液に気泡が混合されることも防止される。そして、送液系２０において塗布液を循環させ繰り返しタンク１０に還流させることで、塗布液中に残留した気泡についても順次除去することが可能となる。
【００４２】
そして、この実施形態では、タンク１０の底面１１ｂに接続された出力配管２１を介して塗布液を取り出しているので、タンク１０内の塗布液の液面よりも下方から塗布液が送出される。タンク１０に貯留された塗布液は脱泡されているため、出力配管２１を介して気泡を含まない塗布液を送出することが可能である。
【００４３】
図５はこの塗布装置を用いた塗布動作の流れを示すフローチャートである。ここではタンク１０内に所定量の塗布液が充填される前の状態から処理を開始することを想定している。最初に、制御ユニット３０が三方弁２７を制御して、補給配管２９と入力配管２８とを接続する流路を開成し、外部補給タンクから塗布液をタンク１０内に注入する（ステップＳ１０１）。この時点では、図３に示したドーム状の液盛りＤができていなくてもよい。塗布液が高粘度であるため吐出口２８ａの直下で液面が盛り上がった状態がしばらく維持され、また塗布液の注入を継続することでタンク１０内で液面の高さが次第に上昇するので、タンク１０内での液量がある値に達した時点で液面の盛り上がり部分が吐出口２８ａの直下位置に達し、ドーム状の液盛りＤが形成される。
【００４４】
この時点でタンク１０内に注入された塗布液には気泡が含まれている可能性がある。そこで、制御ユニット３０が三方弁２４、２７を制御して、出力配管２１、循環配管２６および入力配管２８を経由する循環経路を開成するとともに、ポンプ２２を作動させて、タンク１０内の塗布液を送液系２０内で所定時間循環させて脱泡を行う（ステップＳ１０２）。
【００４５】
その後、制御ユニット３０が三方弁２４を制御して、出力配管２１から塗布配管２５に至る塗布経路が開成される。これにより、塗布液はノズル５０から吐出されてシートＳに塗布される（ステップＳ１０３）。所定時間が経過して塗布が終了するまでこの状態を継続し（ステップＳ１０４）、三方弁２４が塗布経路を閉じるとともに循環経路を再び開成する（ステップＳ１０５）。これにより、塗布が終了し塗布液は再び循環する。このように、塗布を行わない期間は塗布液を循環させておくことで、チクソ性を有する塗布液であっても滞留に起因する粘度の増大を防止することができる。また、循環を継続することで塗布液中に残留する気泡の除去も行うことができる。
【００４６】
引き続き塗布を行う場合には（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、ステップＳ１０３に戻って、必要なタイミングで再び塗布経路が開成されて、シートＳへの塗布液の塗布が行われる。さらなる塗布を行う必要がなければ（ステップＳ１０６においてＮＯ）、循環経路を開成した状態で処理を終了する。これにより、塗布を行わない待機中も塗布液が送液系２０内で循環され、さらなる脱泡が行われるとともに、滞留による粘度の増大を防止することができる。また、塗布によりタンク１０内の液量が所定値以下に低下していた場合には（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、ステップＳ１０１に戻って塗布液の補給を行う。
【００４７】
タンク１０内にある程度の塗布液が貯留された状態では、塗布液の高粘度のため、入力配管２８からの塗布液の入力がなくても液盛りＤが維持されている。したがって、循環経路を介して、あるいは補給配管２９を介してタンク１０内に塗布液が流入すると、当該塗布液は液盛りＤの表面を流れ落ちることで脱泡が実行される。このため、液補給後に塗布の開始に先立つ循環（ステップＳ１０２）は必ずしも必要ではない。
【００４８】
以上説明したように、この実施形態では、高粘度ペースト状の塗布液Ｌが本発明の「液体」に相当しており、タンク１０が本発明の「貯留部」として機能している。そして、タンク筐体１１が本発明の「貯留容器」に相当する一方、入力配管２８および出力配管２１がそれぞれ本発明の「第１配管」および「第２配管」として機能している。また、この実施形態では、ポンプ２２および制御ユニット３０が一体として本発明の「流通手段」として機能している。そして、タンク１０、入力配管２８、出力配管２１およびポンプ２２が一体として、本発明の「脱泡装置」および「脱泡手段」として機能している。
【００４９】
また、上記実施形態の塗布装置１が本発明の「塗布装置」に相当している。そして、シートＳが本発明の「塗布対象物」に相当している。また、ノズル５０が本発明の「吐出手段」として機能している。また、出力配管２１と塗布配管２５とが本発明の「塗布経路」を構成し、出力配管２１、循環配管２６、三方弁２７および入力配管２１が本発明の「循環経路」を構成する。そして、三方弁２４および制御ユニット３０が、本発明の「切り換え手段」として機能している。
【００５０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、ポンプ２２としてモーノポンプを用いているが、高粘度の流体を送出可能な他の方式のポンプを用いても構わない。適用可能なポンプとしては、油圧シリンダ式ポンプ、ドラムポンプ、フランジャー式ポンプなどがある。また、モーノポンプ以外の一軸ポンプや二軸ポンプ、スクリューポンプなど、他の形式のねじポンプを用いることも可能である。
【００５１】
また、上記実施形態では外部補給タンクから塗布液を補給するための補給配管２９および三方弁２７を設けているが、これらを省略することも可能である。また、入力配管２８とは別の流路を介して外部補給タンクから塗布液を補給するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態は本発明の「脱泡装置」を塗布装置１に組み込んだものであって、本発明の「脱泡装置」はタンク１０、入力配管２８および出力配管２１を備えていれば足り、例えば、外部から供給される液体を入力配管を介して受け取り、タンク内で脱泡して出力配管を介して送出する構成であってもよい。すなわち、本発明の脱泡装置としては、ノズル５０や循環経路を備えていなくてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、ノズル５０に安定的に塗布液を供給する塗布装置１としての性能を考慮して出力配管２１にポンプ２２を設けている。しかしながら、単に脱泡装置として考えた場合、本発明の「流通手段」は流路に沿って塗布液を流通させる機能があれば足り、その意味では入力配管２８側にポンプが設けられていてもよい。また、入力配管２８側および出力配管２１側にそれぞれポンプが設けられてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態のタンク１０では、塗布液が有機溶剤を含む可能性があることから貯留空間ＳＰが密閉されて外気から遮断されているが、本発明の「貯留部」としては外部空間と連通したものであってもよい。
【００５５】
また、この実施形態の塗布装置１は、活物質材料を含む塗布液を集電体に塗布することで電池用電極を製造する装置であるが、本発明はこれとは異なる目的の脱泡装置または塗布装置にも適用することが可能である。例えば、導電材料を含む塗布液を塗布することで光電変換層に集電電極を形成して太陽電池を製造する装置や、例えば各種の表示装置用のガラス基板等に任意の機能層を塗布により形成する装置にも本発明を適用可能であり、さらにはこれらの塗布装置に塗布液を供給するための経路上に、本発明にかかる脱泡装置が設けられてもよい。
【００５６】
さらに、この実施形態は、ノズル５０から吐出される塗布液をシートＳに塗布する塗布装置であるが、このように塗布対象物への塗布を目的として液体が流通されるものに限らず、種々の目的で液体が流通される各種の液体流通装置に対して、本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
この発明は、流通経路上を通送される液体から気泡を除去する目的に好適に適用することができ、特に高粘度のペースト状の液体から気泡を除去するのに最適である。
【符号の説明】
【００５８】
１  塗布装置
１０  タンク（貯留部）
１１  タンク筐体（貯留容器）
２１  出力配管（第２配管、脱泡装置、脱泡手段）
２２  ポンプ（流通手段、脱泡装置、脱泡手段））
２４  三方弁（切り換え手段）
２６  循環配管
２８  入力配管（第１配管、脱泡装置、脱泡手段）
３０  制御ユニット（切り換え手段、流通手段）
５０  ノズル（吐出手段）
７０  搬送ユニット
Ｌ  塗布液（液体）
Ｓ  シート（塗布対象物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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