(57)【要約】【課題】蛇行制御が安定して行える塗工システムを提供する。【解決手段】ロールツーロール方式で搬送される基材５０を塗工する塗工システム１である。塗工装置５，６の下流側に配置される乾燥装置８と、基材５０の蛇行を制御する蛇行制御装置ＷＣとを備える。蛇行制御装置ＷＣは、乾燥装置８の上流側に、基材５０の両側に配置された２つの挟持部３０を有している。挟持部８の各々は、基材５０の縁部５０ａの両面を挟み込む回転自在な一対のローラ２１，２２を有している。これらローラ２１，２２の各々が、搬送状態に応じて基材５０の幅方向に変位制御されている。【選択図】図７
2015217321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールツーロール方式で搬送される基材を塗工する塗工システムであって、
前記基材に塗工液を塗布する塗工装置と、
前記塗工装置の下流側に配置され、前記塗工液を乾燥させる乾燥装置と、
前記基材の蛇行を制御する蛇行制御装置と、
を備え、
前記蛇行制御装置は、前記乾燥装置の上流側に、搬送される前記基材の両側に対向状に配置された２つの挟持部を有し、
前記挟持部の各々は、前記基材の縁部の両面を挟み込む回転自在な一対のローラを有し、
前記一対のローラの各々が、搬送される前記基材の幅方向に変位可能に構成されていて、搬送状態に応じて当該基材の幅方向に変位制御されている塗工システム。
【請求項２】
請求項１に記載の塗工システムにおいて、
前記一対のローラの各々が、更に、搬送される前記基材の幅方向に傾斜可能に構成されていて、当該基材の幅方向に変位しながら傾斜する塗工システム。
【請求項３】
請求項２に記載の塗工システムにおいて、
前記挟持部の各々は、中間部位が回動自在に支持された支持ロッドを有し、
前記支持ロッドの一方の端部側に、前記一対のローラが支持され、
前記支持ロッドの他方の端部側に、制御可能な駆動装置が連結され、
前記駆動装置が、前記支持ロッドを回動させることにより、前記一対のローラが、前記基材の幅方向に変位しながら傾斜する塗工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極材等の製造過程において、シート状の基材をロールツーロール方式で搬送しながら連続的に塗工する塗工システムに関し、その中でも特に、基材の蛇行制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材の蛇行制御技術は、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、基材のシワを防止するために、基材の左右に対向して位置する一組の基材挟持部材が、搬送方向に沿って複数配置された状態で搬送装置に設けられている。
【０００４】
これら基材挟持部材は、押付ローラと平板、あるいは、押付ローラ２つの組み合わせで構成されていて、基材の搬送方向に対して押付ローラの回転方向を傾斜させた状態で、基材の幅方向の両縁部をそれぞれ挟持している。
【０００５】
そして、基材の両縁部の位置をセンサで検出し、その検出結果に基づいて、押付ローラの傾斜角度を変えることにより、基材の蛇行修正を行っている。
【０００６】
特許文献２にも、特許文献１の搬送装置と同様に、基材の幅方向の両縁部を、一対の挟持ローラで挟持し、これら挟持ローラの角度を、蛇行検知部が検知する基材の蛇行に応じて制御するようにした装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１６００６号公報
【特許文献２】特開２００７ー３０５３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１や特許文献２のように、基材の両縁部をローラで挟持し、これらローラの走行方向の傾斜角度を制御して基材の蛇行を制御する塗工システムでは、ローラの傾きの大小による摩擦変化によって蛇行を制御しているため、蛇行制御が不安定になるおそれがある。
【０００９】
すなわち、基材の左右の摩擦力のバランスで蛇行を制御しているため、左右のローラの摩擦抵抗や、搬送される基材の摩擦抵抗のばらつきが大きくなると、左右のローラの傾き制御が複雑になり、蛇行制御が不安定になる傾向がある。
【００１０】
いったん、蛇行制御が不安定になると、修正するのが難しく、場合によっては、基材が大きくずれて脱輪するおそれもある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、蛇行制御が安定して行える塗工システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
開示する塗工システムは、ロールツーロール方式で搬送される基材を塗工する。この塗工システムは、前記基材に塗工液を塗布する塗工装置と、前記塗工装置の下流側に配置され、前記塗工液を乾燥させる乾燥装置と、前記基材の蛇行を制御する蛇行制御装置と、を備える。
【００１３】
前記蛇行制御装置は、前記乾燥装置の上流側に、搬送される前記基材の両側に対向状に配置された２つの挟持部を有している。前記挟持部の各々は、前記基材の縁部の両面を挟み込む回転自在な一対のローラを有している。
【００１４】
そして、前記一対のローラの各々が、搬送される前記基材の幅方向に変位可能に構成されていて、搬送状態に応じて当該基材の幅方向に変位制御されている。
【００１５】
すなわち、この塗工システムによれば、基材の縁部の両面を挟み込む回転自在な一対のローラの各々が、搬送状態に応じて基材の幅方向に変位制御されるので、基材の搬送方向に対する各ローラの走行方向の傾斜角度を変化させなくても、基材は引っ張られてその幅方向に変位する。
【００１６】
従って、基材と各ローラとの間の摩擦力を大きく変化させずに基材を変位させることができるので、ローラの摩擦抵抗や、搬送される基材の摩擦抵抗が多少ばらついても、安定した蛇行制御ができる。
【００１７】
更には、前記一対のローラの各々が、搬送される前記基材の幅方向に傾斜可能に構成されていて、当該基材の幅方向に変位しながら傾斜するようにするとよい。
【００１８】
そうすれば、一対のローラの各々が傾斜することにより、基材の縁部が曲がって引っ張り抵抗が増加するため、基材を、より効果的に引っ張ることができる。
【００１９】
具体的には、前記挟持部の各々は、中間部位が回動自在に支持された支持ロッドを有し、前記支持ロッドの一方の端部側に、前記一対のローラが支持され、前記支持ロッドの他方の端部側に、制御可能な駆動装置が連結され、前記駆動装置が、前記支持ロッドを回動させることにより、前記一対のローラが、前記基材の幅方向に変位しながら傾斜するように構成することができる。
【００２０】
そうすれば、比較的簡単な構成で、一対のローラを、基材の幅方向に変位かつ傾斜させることができるので、設置コストが抑制できるし、安定した蛇行制御が行える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の塗工システムによれば、蛇行制御が安定して行えるので、高精度な塗工が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の塗工システムを示す概略図である。
【図２】塗工システムで塗工処理された基材の構成を示す概略断面図である。
【図３】ニップ装置（挟持部）の周辺部分を示す概略斜視図である。
【図４】図３を上方から見た概略平面図である。
【図５】ニップ装置の一方を、基材の側方から見た概略図である。
【図６】基準状態にあるニップ装置の一方を、基材の搬送方向から見た概略図である。
【図７】制御状態にあるニップ装置の一方を、基材の搬送方向から見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００２４】
図１に、本実施形態の塗工システム１を示す。この塗工システム１は、長尺の基材５０をロールツーロール方式で搬送する両面塗工システムであり、基材５０の両面に塗工液を塗布して乾燥させる一連の処理が、連続して行えるように構成されている。
【００２５】
なお、ここでいう「ロールツーロール方式」とは、ロール状に巻かれた基材５０を巻き出して間欠的又は連続的に搬送し、再度、基材５０をロール状に巻き取る方式である。その搬送過程において、その基材５０の表面に塗工が施される。
【００２６】
（基材）
図２に、この塗工システム１で塗工処理された基材５０’の一例として、電池の電極材を示す。塗工前の基材５０は、帯状の金属薄膜からなるシート材５１（集電箔）と、その両面の各々に形成された、黒鉛などの活物質の層（活物質層５２）とで構成されている。用いる活物質の選択により、負極又は正極の電極材が形成される。
【００２７】
各活物質層５２の幅はシート材５１の幅よりも小さく形成されており、塗工前の基材５０及び塗工後の基材５０’は、いずれも、その両縁部の各々に、同程度の幅で活物質層５２からシート材５１が露出した縁部（露出縁部５０ａ）を有している。
【００２８】
このような塗工前の基材５０は、芯材にロール状に巻かれた状態で塗工システム１にセットされる。この塗工システム１では、難燃材を含む塗工液が基材５０の両面に塗工される。それにより、図２に示すように、塗工後の基材５０’の両面の各々には、活物質層５２を覆う耐熱保護層５３が形成されている。
【００２９】
（塗工システム）
塗工システム１は、巻出し装置２、巻取り装置３、複数のガイドローラ４ａ，４ｂ，４ｃ、第１塗工装置５、第２塗工装置６、ニップ装置３０（挟持部）、フローティングドライヤー（乾燥装置）８、コントローラ９などで構成されている。
【００３０】
コントローラ９は、制御プログラムなどの各種ソフトウェアと、これらソフトウェアを実装したコンピュータとで構成されており、塗工システム１の全体を総合的に制御している。コントローラ９は、ニップ装置３０の作動を制御する作動制御部９ａを備えている。この作動制御部９ａとニップ装置３０とにより、搬送される基材５０の蛇行を制御する蛇行制御装置ＷＣが構成されている（詳細は別途後述）。
【００３１】
巻出し装置２は、ロール状の基材５０を巻き出す支持台２ａと、基材５０を所定の速度で送り出す上流側のローラ対２ｂとを有している。巻取り装置３は、基材５０’をロール状に巻き取る支持台３ａと、基材５０’を引き込む下流側のローラ対３ｂとを有している。なお、巻出し装置２には、搬送される基材５０をその幅方向に変位させて、基材５０の搬送状態を制御する機能も備えられている。
【００３２】
上流側及び下流側のローラ対２ｂ，３ｂの各々は、基材５０（５０’）を挟み込んでその搬送速度を制御する２つの送りローラで構成されている。上流側のローラ対２ｂは、下流側のローラ対３ｂと連動するように制御される。
【００３３】
上流側のローラ対２ｂの下流側には、塗工ゾーンが設けられている。この塗工ゾーンに、第１ガイドローラ４ａ、第２ガイドローラ４ｂ、第１塗工装置５、第２塗工装置６が設置されている。符合１０は、搬送される基材の縁部の位置を検出して、塗工ゾーンにおける基材５０の位置ずれ等、基材５０の搬送状態を検出するセンサである。
【００３４】
具体的には、塗工ゾーンには、略鉛直方向（上下方向）を上向きに基材５０を搬送する上向き搬送領域ＵＡと、上向き搬送領域ＵＡの下流側に連なって、略水平方向に基材５０を搬送する横向き搬送領域ＨＡとが設定されている。
【００３５】
第１ガイドローラ４ａ及び第２ガイドローラ４ｂは、基材５０の一方の面（第２塗工面）に接する状態で、上向き搬送領域ＵＡに互いに間隔をあけて配置されている。上向き搬送領域ＵＡでは、基材５０は、第１ガイドローラ４ａ及び第２ガイドローラ４ｂに接することにより、張力が作用した緊張状態で鉛直方向を上向きに誘導されている。
【００３６】
そして、第２ガイドローラ４ｂに巻き掛けられることにより、基材５０は、緊張状態のまま略水平方向に搬送方向が変更され、横向き搬送領域ＨＡへと誘導されている。
【００３７】
第１塗工装置５及び第２塗工装置６は、いずれもグラビアキス塗工方式の塗工装置からなる。
【００３８】
第１塗工装置５は、第１ガイドローラ４ａと第２ガイドローラ４ｂの間を走行する基材５０の他方の面（第１塗工面）と接するように、上向き搬送領域ＵＡに設置されており、基材５０の第１塗工面に塗工液を塗布する。
【００３９】
第２塗工装置６は、略水平方向に延びる基材５０の第２塗工面に下方から接するように、横向き搬送領域ＨＡに設置されており、基材５０の第２塗工面に塗工液を塗布する。
【００４０】
塗布した塗工液を乾燥させるために、塗工ゾーンの下流側には、フローティングドライヤー８が配置されている。
【００４１】
フローティングドライヤー８は、塗工液が両面に塗布された基材５０を搬送しながら乾燥させる乾燥機である。フローティングドライヤー８の内部には、基材５０に向けてドライエアーを吹き付ける送風機８ａが、搬送方向に沿って上下互い違いに設置されている。フローティングドライヤー８は、搬入口８ｂから受け入れた基材５０を、浮遊した状態で搬送しながら乾燥し、搬出口８ｃから基材５０’を払い出す。
【００４２】
フローティングドライヤー８の下流側の搬出口８ｃの外側には、第３ガイドローラ４ｃが設置されている。基材５０’は、この第３ガイドローラ４ｃに支持されて巻取り装置３へと誘導されている。
【００４３】
＜蛇行制御装置＞
（ニップ装置）
ニップ装置３０は、フローティングドライヤー８の上流側の搬入口８ｂの外側の、横向き搬送領域ＨＡに設置されている。
【００４４】
ニップ装置３０は、搬送される基材５０の搬送状態を安定化させるとともに、搬送される基材５０をその幅方向に変位させて、基材５０の搬送状態を制御する機能を有している。その機能により、この塗工システム１では、フローティングドライヤー８の内部で基材５０のバタツキが抑制され、乾燥の安定化が図られるとともに、巻出し装置２との協働により、塗工ゾーンで基材５０の蛇行が抑制され、塗工の安定化が図られる。
【００４５】
図３に示すように、ニップ装置３０は、基材５０の左右両側に１つずつ配置されていて、基材５０を挟んで互いに対向している。各ニップ装置３０は、制御ローラ２１及びサポートローラ２２からなる一対のローラを有している。制御ローラ２１及びサポートローラ２２の各々は、上下に並置され、略水平方向に互いに平行に延びる回転軸Ｒを中心に回転自在となっている。
【００４６】
基材５０の搬送時には、左右の露出端部５０ａの両面が、左右の制御ローラ２１及びサポートローラ２２により挟み込まれて支持される。
【００４７】
図４に示すように、通常、左右の制御ローラ２１及びサポートローラ２２は、基材５０の搬送方向に対して回転方向が所定の傾斜角度θＲ，θＬで傾斜し、下流側の間隔が上流側よりも広くなるように、搬送方向に向かってハの字状に開いた状態に姿勢制御されている。
【００４８】
図５や図６に詳しく示すように、各ニップ装置３０は、制御ローラ２１及びサポートローラ２２の他、支持ロッド３１や、アクチュエータ３２（駆動装置）、押圧装置３３などで構成されている。なお、左右のニップ装置３０は、基材５０の中心に対して線対称状に配置されている点を除けば、その構造は同じであるため、ここではその一方のニップ装置３０について説明する。
【００４９】
支持ロッド３１は、基材５０の側方に配置されていて、略水平方向に搬送される基材５０の上下にわたって略鉛直方向に延びている。その支持ロッド３１の上端部側に、制御ローラ２１及びサポートローラ２２の各々が、支持ブロック３４を介して片持ち支持されている。
【００５０】
制御ローラ２１は、ＮＢＲ等のゴム製であり、サポートローラ２２は、アルミニウム等の金属製である。
【００５１】
制御ローラ２１は、押圧装置３３により、サポートローラ２２に向かって付勢されている。それにより、制御ローラ２１とサポートローラ２２との間には、一定の押圧力が作用するように設定されている。
【００５２】
支持ロッド３１の中間部位は、サポートローラ２２の下方に位置して基材５０の搬送方向に延びる支点軸３５に、ブラケット３６を介して支持されている。それにより、支持ロッド３１は、支点軸３５を中心に回動可能となっている。
【００５３】
アクチュエータ３２は、制御に従って伸縮するように構成されており、その一端は、支持ロッド３１の下端部に回動可能に連結され、その他端は、基材５０の下方で、ニップ装置３０のフレーム等に取り付けられている取付軸３７に回動可能に軸支されている。
【００５４】
アクチュエータ３２が伸縮すると、それに連動して支持ロッド３１が回動する。
【００５５】
具体的には、図５や図６に示したように、通常、基材５０が適正に搬送されている場合には、支持ロッド３１は略鉛直方向に延び、制御ローラ２１及びサポートローラ２２の回転軸Ｒは、略水平方向に向いている（基準状態）。
【００５６】
そして、図７に示すように、基準状態からアクチュエータ３２が所定長さ分だけ縮むと、支持ロッド３１は、支点軸３５を中心に、その上端が基材５０の中心側から離れる方向に回動し、支持ロッド３１が傾斜する。それに伴い、制御ローラ２１及びサポートローラ２２は、基材５０の幅方向を外側に所定距離ΔＬを変位しながら、鉛直方向からの傾斜角度が所定角度θｕとなるまで傾斜する（制御状態）。
【００５７】
搬送されている基材５０を挟み込んだ制御ローラ２１及びサポートローラ２２が、基材５０の幅方向を外側に変位すると、制御ローラ２１とサポートローラ２２との間には、一定の押圧力が作用しているため、基材５０は引っ張られて外側に変位する。
【００５８】
このとき、基材５０の搬送方向に対する制御ローラ２１及びサポートローラ２２の走行方向の傾斜角度θＲ，θＬが不変、あるいは変化しても僅かに変化する程度であれば、これら２１，２２と基材５０と間の摩擦力は大きく変化しない。
【００５９】
従って、ローラの摩擦抵抗や、搬送される基材の摩擦抵抗が多少ばらついても、その影響を大きく受けずに、基材５０を大きく変位させることができる。
【００６０】
更に、この塗工システムの制御ローラ２１及びサポートローラ２２は、基材５０の幅方向に傾斜する。このように傾斜することで、露出端部５０ａが曲がって引っ張り抵抗が増加し、基材５０がより引っ張られ易くなるため、摩擦抵抗の変化の影響をより軽減できる。
【００６１】
この一方のニップ装置３０の動作に追随するように、他方のニップ装置３０のアクチュエータ３２を基準状態から伸ばして、その制御ローラ２１及びサポートローラ２２を幅方向の内側に変位させれば、基材５０をよりいっそう容易かつ安定して変位させることができる。
【００６２】
（作動制御部）
作動制御部９ａは、各ニップ装置３０のアクチュエータ３２と電気的に接続されており、センサ１０が検出する基材５０の搬送状態に応じて各アクチュエータ３２の伸縮動作を制御する。
【００６３】
すなわち、作動制御部９ａは、基材５０が右側に寄り始めると、各ニップ装置３０のアクチュエータ３２を駆動して、基材５０が左側に引っ張られるように制御し、基材５０が左側に寄り始めると、各ニップ装置３０のアクチュエータ３２を駆動して、基材５０が右側に引っ張られるように制御する。
【００６４】
そうして、各ニップ装置３０が基準状態に収束するように制御される結果、搬送される基材５０の蛇行やバタツキが安定的に抑制され、高品質な電極材の製造が可能になる。
【００６５】
（その他）
本発明にかかる塗工システムは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００６６】
制御ローラ及びサポートローラが基材の幅方向に傾斜する方向は、上下逆であってもよい。
【００６７】
制御ローラ及びサポートローラは、傾斜させずに、基材の幅方向にスライド変位させてもよい。例えば、支持ロッドを基材の幅方向にスライド変位可能に構成し、アクチュエータの伸縮に伴って、支持ロッドがスライドするように制御すればよい。
【００６８】
基材の搬送方向に対する制御ローラ及びサポートローラの走行方向の傾斜角度も制御可能にしてもよい。そうすれば、各制御ローラ及びサポートローラは、幅方向の変位量と、幅方向の傾斜角度とに加え、走行方向の傾斜角度も組み合わせて制御可能になるため、より高度かつ安定した蛇行制御が行える。
【符号の説明】
【００６９】
１  塗工システム
５  第１塗工装置
６  第２塗工装置
８  フローティングドライヤー（乾燥装置）
９  コントローラ
９ａ  作動制御部
２１  制御ローラ
２２  サポートローラ
３０  ニップ装置（挟持部）
３１  支持ロッド
３２  アクチュエータ（駆動装置）
５０  基材
５０ａ  露出縁部
ＷＣ  蛇行制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015217321.tif 000008
【図７】
2015217321.tif 000009