(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の基材に塗布液を供給するスロットダイと、 
前記スロットダイに塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記基材を支持および走行させるバックアップローラと、
前記バックアップローラの膨張・収縮状態を計測するバックアップローラ状態計測部と、
前記バックアップローラ状態計測部の計測した前記バックアップローラの前記膨張・収縮状態と予め定めた前記バックアップローラの基準状態との差が小さくなるように前記塗布液供給部の温度を制御する温度調節部と
を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記温度調節部は、
前記バックアップローラの素材が、温度上昇に伴って体積が膨張する素材の場合には、
前記バックアップローラが収縮していれば温度を上昇させ、前記バックアップローラが膨張していれば温度を低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記温度調節部は、
前記バックアップローラの素材が、温度上昇に伴って体積が収縮する素材の場合には、
前記バックアップローラが膨張していれば温度を上昇させ、前記バックアップローラが収縮していれば温度を低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記膨張・収縮状態を温度で計測し、前記基準状態が温度で定義された基準温度である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記バックアップローラが金属であることを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
【請求項６】
シート状の基材に塗布液を供給するスロットダイと、
前記スロットダイに塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記基材を支持および走行させるバックアップローラと、
前記スロットダイが前記基材に供給した塗布液の厚さを計測する塗布液厚計測部と、
前記塗布液厚計測部が計測した計測塗布液厚と予め定めた基準塗布液厚との差が小さくなるように前記塗布液供給部の温度を制御する温度調節部と、を有し
前記温度調節部は、
前記計測塗布液厚が前記基準塗布液厚より小さければ温度を低下させ、前記計測塗布液厚が前記基準塗布液厚より大きければ温度を上昇させる
ことを特徴とする塗布装置。
【請求項７】
塗布液を保持および供給する塗布液供給部からスロットダイに塗布液を供給し、
前記スロットダイからシート状の基材に塗布液を供給し、
バックアップローラによって前記基材を支持および走行させ、
前記バックアップローラの膨張・収縮状態を計測し、
計測した前記バックアップローラの前記膨張・収縮状態と予め定めた前記バックアップローラの基準状態との差に基づいて前記塗布液供給部の温度を制御する 
ことを特徴とする塗布方法。 
【請求項８】
塗布液を保持および供給する塗布液供給部からスロットダイに塗布液を供給するステップと、
前記スロットダイからシート状の基材に塗布液を供給するステップと、
バックアップローラによって前記基材を支持および走行させるステップと、
前記バックアップローラの膨張・収縮状態を計測するステップと、
計測した前記バックアップローラの前記膨張・収縮状態と予め定めた前記バックアップローラの基準状態との差に基づいて前記塗布液供給部の温度を制御するステップと
を塗布装置に実行させることを特徴とする塗布プログラム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚さの均一な塗布膜を形成するための塗布方法として、ダイコーティングが知られている。ダイコーティングでは、走行する長尺の基材（ウェブ）に対し、一定流量で塗布液を供給することで、厚さの均一な塗布膜を形成する。このうちスロットダイ方式では、塗布ヘッドとして、塗布幅に対応するスリットを有するスロットダイと、ウェブを支持、走行させるバックアップロールとを用いる。
【０００３】
スロットダイ方式で均一性を確保するには、まずスロットダイの加工精度が重要であるが、これに加えて、スロットダイとウェブ表面との間隔（コーティングギャップ）を一定に保つこと技術が必要となる。したがって、塗布を開始する際に、バックアップロールとスロットダイとの間隔を高い精度で調整することが一般的に行われている。ところが、作業開始時に、いかに精度良く調整を行っても、塗布実行中にコーティングギャップが変化してしまう場合がある。その要因のひとつが温度変化によるバックアップロールの変形である。バックアップロールは金属製の場合が多く、温度変化により、その体積が膨張・収縮する。このような膨張・収縮はコーティングギャップを変化させ、結果として塗布膜厚の均一性を悪化させる。
【０００４】
この問題を解決する技術が、例えば特許文献１に示されている。この技術では、基材の厚さ方向の変位を検出し、それに応じてノズルを移動させることにより、基材とノズルの間隔を一定に保っている。また、特許文献２には、バックアップローラの温度を一定に保つ技術が開示されている。特許文献２では、温度制御を実行する方法として、バックアップローラの回転軸に熱媒体を通す方法と、バックアップローラ内部に誘導加熱コイルを設ける方法とが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４６２７４号公報
【特許文献２】特開２００３−９３９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、スロットダイを動かすための機構が大掛かりになるという問題点がある。スロットダイは、安定性が求められる性質上重厚に作製されている。このため、スロットダイの位置をリアルタイムで移動させるには大きな駆動力を必要とする。またスロットダイを可動とすることは、安定性を低下させる点で好ましくない。
【０００７】
また、特許文献２の技術には、バックアップローラに温度制御部機構を付加するために、装置構成が複雑になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、厚さの均一性が高い塗布膜が得られる簡素な機構の塗布装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の塗布装置は、スロットダイと、バックアップローラと、塗布液供給部と、バックアップローラ状態計測部と、温度制御部とを有する。塗布液供給部はスロットダイに塗布液を供給する。スロットダイはシート状の基材に塗布液を供給する。バックアップローラは、スロットダイとのギャップが所定範囲になるように基材を支持し、基材を走行させる。バックアップローラ状態計測部は、バックアップローラの状態を計測する。この状態とは、例えば寸法であり、例えば温度である。温度制御部は、塗布液供給部の温度を制御する。この制御は、バックアップローラ状態計測部が計測したバックアップローラの計測状態と予め定めた基準状態との差を小さくするように行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果は、厚さの均一性が高い塗布膜が得られる簡素な機構の塗布装置を提供できることである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】基準状態のバックアップローラと塗布膜を示す断面図である。
【図４】収縮状態のバックアップローラと塗布膜を示す断面図である。
【図５】膨張状態のバックアップローラと塗布膜を示す断面図である。
【図６】バックアップローラ状態計測に距離センサを用いる例を示す側面図である。
【図７】バックアップローラ状態計測に距離センサを用いる別の例を示す側面図である。
【図８】バックアップローラ状態計測に温度センサを用いる例を示す側面図である。
【図９】第３の実施形態を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第５の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】第５の実施形態の動作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】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の塗布装置を示すブロック図である。塗布装置は、スロットダイ１と、バックアップローラ２と、塗布液供給部３と、バックアップローラ状態計測部４と、温度制御部５とを有する。
【００１４】
塗布液供給部３はスロットダイ１に塗布液を供給する。
【００１５】
スロットダイ１はシート状の基材６に塗布液７を供給する。
【００１６】
バックアップローラ２は、スロットダイ１とのギャップが所定範囲になるように基材６を支持し、基材６を走行させる。
【００１７】
バックアップローラ状態計測部４は、バックアップローラ２の状態を計測する。この状態とは、例えば寸法であり、例えば温度である。
【００１８】
温度制御部５は、塗布液供給部３の温度を制御する。この制御は、バックアップローラ状態計測部４が計測したバックアップローラ２の計測状態と予め定めた基準状態との差を小さくするように行う。
【００１９】
以上の構成とすることにより、バックアップローラの状態を基準状態に近づけて、塗布膜厚の均一性を確保することができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態の塗布装置を示す側面図である。塗布装置は、スロットダイ１０と、バックアップローラ２０と、塗布液供給部３０と、バックアップローラ状態計測部４０と、温度制御部５０とを有する。
【００２１】
バックアップローラ２０は、ウェブ６０を支持し、所定方向に走行させる。
【００２２】
スロットダイ１０は、バックアップローラ２０と所定のギャップを持つように配置され、ウェブ６０に対し塗布液を供給する。ウェブ６０の走行にともなって、ウェブ６０上には塗布膜７０が形成される。
【００２３】
塗布液供給部３０は、スロットダイ１０に塗布液を供給する。塗布液供給部３０は、塗布液を貯蔵する貯蔵タンク３１と、塗布液を送液するポンプ３２と、スロットダイ１０への塗布液の供給を制御するバルブ３３とを有する。
【００２４】
バックアップローラ状態計測部４０は、バックアップローラ２０の状態を計測する。ここでバックアップローラの状態とは、例えば寸法であり、例えば温度である。
【００２５】
温度制御部５０は、フィードバック制御部５１と、温度調節器５２とを有し、塗布液供給部３０がスロットダイ１０に供給する塗布液の温度を制御する。その制御は、バックアップローラ状態計測部４０が計測したバックアップローラ２０の状態が、予め定めた基準状態に近付くように行う。この基準状態とは、スロットダイ１０とバックアップローラ２０のギャップが適正に調整された状態、すなわち、塗布膜７０の膜厚が設計値になる状態のことである。なお、上記の温度制御については後述する。
【００２６】
上記の塗布装置で、ウェブ６０上に塗布膜７０を形成した場合、バックアップローラの状態に依存して、塗布膜７０の膜厚均一性が変化する。その例を、図３から図５に示す。図３（ａ）は、バックアップローラ２０が基準状態にあることを示す断面図である。この時は、図３（ｂ）に示すように、塗布膜７０の厚さは均一になっている。図４（ａ）は、バックアップローラ２０が収縮した状態を示す断面図である。バックアップローラ２０が金属の場合、温度の低下によって体積が収縮するので、このような状態になる。この状態で形成された塗布膜７０は、図４（ｂ）に示すように、中央部が設計値より厚くなり、均一性が悪化する。図５（ａ）は、バックアップローラ２０の体積が膨張した状態を示す断面図である。この状態で形成された塗布膜７０は、中央部が薄くなり均一性が悪化する。
【００２７】
本実施形態では、このような、バックアップローラの状態をバックアップローラ状態計測部４０によって把握する。すなわちバックアップローラ２０が基準状態に比べて膨張しているか、あるいは収縮しているか、あるいは所定の許容範囲内にあるかを把握する。ひとつの方法は、直接寸法を計測することである。例えば、図６のように、距離センサ４０ａをバックアップローラ２０の中央と両端に配置することによって、バックアップローラ２０の寸法を計測し、膨張状態にあるか収縮状態にあるかといったことを把握できる。当然のことながら、距離センサ４０ａの数は３つに限られるものではない。また、距離センサ４０ａを、例えば１つだけ用い、図７のように、バックアップローラ２０の幅方向にスキャンしても良い。
【００２８】
また、金属のような、温度上昇に伴って体積が膨張し、その膨張係数が分かっている場合には、バックアップローラ２０の温度を測ることによって、寸法測定と等価な情報を得ることができる。例えば、図８のように、温度センサ４０ｂで、バックアップローラ２０の中央部と両端の温度を測定すると、温度から寸法を算出することが可能である。以降の説明は、バックアップローラが金属であると仮定して行う。バックアップローラが金属と逆に、温度が上昇すると収縮し、温度が低下すると膨張する素材の場合は、温度制御を下記の説明と逆にすれば良い。
【００２９】
以上のようにして、バックアップローラ２０の状態を把握したら、その情報を用いて、バックアップローラ２０を基準状態に近づけるように、温度制御部５０が塗布液の温度制御を行う。再び図２を参照する。フィードバック制御部５１は、バックアップローラ状態計測部４０から、バックアップローラ２０の計測状態情報を受け取り、バックアップローラ２０の状態を基準状態に近づけるように塗布液の温度を制御する。すなわち、基準状態より膨張あるいは高温にあれば、塗布液の温度を低下させ、逆であれば、温度を上昇させるように制御する。温度調整の実行は、温度調節器５２が行う。
【００３０】
こうして温度調整された塗布液は、塗布液供給部３０によって、スロットダイ１０に送られ、ウェブ６０上に塗布される。塗布された塗布液は、バックアップローラ２０の温度を基準状態に近づけるように作用する。このため、バックアップローラ２０は基準状態に近付くように制御される。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、バックアップローラの状態をフィードバックして、塗布液の温度を制御し、温度制御された塗布液によって、バックアップローラの状態を基準状態に近づけることができる。このため、塗布膜の膜厚均一性を確保することができる。
（第３の実施形態）
本実施形態では、具体的な温度制御部の構成例と動作について説明する。図９は本実施形態の塗布装置を示すブロック図である。塗布装置は第２の実施形態と同様に、スロットダイ１０、バックアップローラ２０、塗布液供給部３０、バックアップローラ状態計測部４０、温度制御部５０を有している。温度制御部以外の構成は第２の実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００３２】
温度制御部５０は、フィードバック制御部５１と、温度コントローラ５２ａと、温度調節手段５２ｂと、温度計５２ｃとを有している。温度計５２ｃは、例えば貯蔵タンク３１に貯蔵された塗布液の温度を測るように設置することができるが、できる限りバックアップローラ２０に近い場所で計測した方が、バックアップローラ２０の調整を有効に行うことができる。このため、スロットダイ１０の近くに設置しても良い。
【００３３】
フィードバック制御部５１は、バックアップローラ状態計測部４０から計測状態情報を受け取り、バックアップローラ２０の状態を基準状態に近づけるように、温度コントローラ５２ａを制御する。温度コントローラ５２ａは温度計５２ｃの計測結果に基づいて温度調節手段５２ｂを制御し、温度調節手段５２ｂは塗布液の温度調節を実行する。温度調節は、図９のように貯蔵タンク３１に対して行うことができるが、貯蔵タンク３１からスロットダイ１０に至る塗布液供給部３０の別の部分に対して実行しても良い。
【００３４】
次に動作について説明する。ここでは、バックアップローラ２０は金属で、バックアップローラ状態計測部として距離センサ４０ａを用いてバックアップローラの寸法を計測するものとする。
【００３５】
図１０は、上記の動作を示すフローチャートである。まずスロットダイとバックアップローラのギャップが基準値になるように調整する（Ｓ１）。この状態が基準状態であるので、この時に計測したバックアップローラの寸法を基準値として設定する（Ｓ２）。次に塗布を実行し、そのときのバックアップローラの寸法を計測する（Ｓ３）。ここでバックアップローラの寸法が、基準値から所定の規格内にある場合は（Ｓ４＿Ｙｅｓ）、塗布液の温度を変更する必要が無いので、塗布完了でなければ（Ｓ５＿Ｎｏ）、Ｓ３に戻り、塗布と寸法の計測を続行する。
【００３６】
一方、バックアップローラの計測寸法が、規格から外れていて（Ｓ４＿Ｎｏ）、計測値が基準値より大きければ（Ｓ６＿Ｙｅｓ）、塗布液を所定温度降温させるように制御する（Ｓ７）。そして、塗布完了でなければ（Ｓ５＿Ｎｏ）、Ｓ３に戻り、塗布と寸法の計測を続行する。
【００３７】
また、バックアップローラの計測寸法が、規格から外れていて（Ｓ４＿Ｎｏ）、計測値が基準値より小さければ（Ｓ６＿Ｎｏ）、塗布液を所定温度昇温させるように制御する（Ｓ８）。そして、塗布完了でなければ（Ｓ５＿Ｎｏ）、Ｓ３に戻り、塗布と寸法の計測を続行する。
【００３８】
以上の動作とすることにより、バックアップローラの寸法を所定範囲に維持し、塗布膜の膜厚均一性を確保することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
前述したように温度に対する体積の変化率（熱膨張率）が分かっている場合には、寸法計測の代わりに、温度計測を用いて、バックアップローラの状態を把握し、塗布膜の膜厚を均一に保つ制御を行うことも可能である。そこで、バックアップローラが、温度上昇にともない体積が膨張する金属である場合を例にとってその動作を説明する。
【００４０】
図１１は、上記の動作を示すフローチャートである。まずスロットダイとバックアップローラのギャップが基準値になるように調整する（Ｓ１１）。この状態が基準状態であるので、この時に計測したバックアップローラの温度を基準値として設定する（Ｓ１２）。次に塗布を実行し、そのときのバックアップローラの温度を計測する（Ｓ１３）。ここでバックアップローラの温度が、基準値から所定の規格内にある場合は（Ｓ１４＿Ｙｅｓ）、塗布液の温度を変更する必要が無いので、塗布完了でなければ（Ｓ１５＿Ｎｏ）、Ｓ１３に戻り、塗布と温度の計測を続行する。
【００４１】
一方、バックアップローラの計測温度が、規格から外れていて（Ｓ１４＿Ｎｏ）、計測値が基準値より大きければ（Ｓ１６＿Ｙｅｓ）、塗布液を所定温度降温させるように制御する（Ｓ１７）。そして、塗布完了でなければ（Ｓ１５＿Ｎｏ）、Ｓ１３に戻り、塗布と温度の計測を続行する。
【００４２】
また、バックアップローラの計測温度が、規格から外れていて（Ｓ１４＿Ｎｏ）、計測値が基準値より小さければ（Ｓ１６＿Ｎｏ）、塗布液を所定温度昇温させるように制御する（Ｓ１８）。そして、塗布完了でなければ（Ｓ１５＿Ｎｏ）、Ｓ１３に戻り、塗布と状態の計測を続行する。
【００４３】
以上の動作とすることにより、バックアップローラの寸法を所定範囲に維持し、塗布膜の膜厚均一性を確保することができる。
【００４４】
（第５の実施形態）
第３の実施形態ではバックアップローラの寸法を計測し、それをフィードバックして塗布液の温度を制御したが、バックアップローラ寸法の代わりに、塗布膜厚の出来栄えを計測して、フィードバックすることも可能である。
【００４５】
図１２は塗布膜の膜厚を測定してフィードバックする塗布装置のブロック図である。塗布装置は、塗布膜７０の膜厚を計測する膜厚計測器８０を有している。膜厚をフィードバックする以外の構成については、第３の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００４６】
第２の実施形態で説明したように、バックアップローラ２０が金属のように温度上昇により体積が膨張する材料であれば、バックアップローラ２０の温度が基準値より高いと塗布膜厚は薄くなり、温度が低いと厚くなる。この現象は特にウェブ６０の幅方向中央部で顕著である。したがって、塗布膜７０の膜厚、特に幅方向中央部を計測して、膜厚が薄い場合はスロットダイ１０に供給する塗布液の温度を低くし、膜厚が厚い場合は温度を高くするように制御すればよい。
【００４７】
図１３はこの動作を示すフローチャートである。まずスロットダイとバックアップローラのギャップが基準値になるように調整する（Ｓ２１）。この状態で、テスト塗布を実行する（Ｓ２２）。そして、塗布膜の膜厚を測定し基準値であることを確認する（Ｓ２３）。なお、この段階で膜厚が基準値になっていなければ、膜厚が基準値となるまで、再調整とテスト塗布を繰り返す。次に塗布を実行し、そのときの塗布膜の膜厚を計測する（Ｓ２４）。ここで膜厚が、基準値から所定の規格内にある場合は（Ｓ２５＿Ｙｅｓ）、塗布液の温度を変更する必要が無いので、塗布完了でなければ（Ｓ２６＿Ｎｏ）、Ｓ２４に戻り、塗布と膜厚の計測を続行する。
【００４８】
一方、膜厚が、規格から外れていて（Ｓ２５＿Ｎｏ）、計測値が基準値より大きければ（Ｓ２７＿Ｙｅｓ）、塗布液を所定温度だけ昇温させるように制御する（Ｓ２８）。そして、塗布完了でなければ（Ｓ２６＿Ｎｏ）、Ｓ２４に戻り、塗布と寸法の計測を続行する。
【００４９】
また、バックアップローラの計測寸法が、規格から外れていて（Ｓ２５＿Ｎｏ）、計測値が基準値より小さければ（Ｓ２７＿Ｎｏ）、塗布液を所定温度降温させるように制御する（Ｓ２９）。そして、塗布完了でなければ（Ｓ２６＿Ｎｏ）、Ｓ２４に戻り、塗布と寸法の計測を続行する。
【００５０】
以上の動作とすることにより、塗布膜の膜厚を所定範囲に維持し、塗布膜の膜厚均一性を確保することができる。
【００５１】
上述した第１乃至第５の実施形態の処理をコンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。
【００５２】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１、１０    スロットダイ
２、２０    バックアップローラ
３、３０    塗布液供給部
４、４０    バックアップローラ状態計測部
５、５０    温度制御部
６    基材
７    塗布液
３１    貯蔵タンク
３２    ポンプ
３３    バルブ
５１    フィードバック制御部
５２    温度調節器
６０    ウェブ
７０    塗布膜
８０    膜厚計測器
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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