(57)【要約】【課題】塗布ヘッドに付着しているペースト残渣をより確実に除去して塗布不良の発生を抑制することができる塗布ヘッドのクリーニング装置を提供すること。【解決手段】所定成分のペーストを塗布する塗布ヘッド１０と、塗布ヘッド１０先端面１０ａに開口するペースト吐出口１１の周辺部に付着しているペースト残渣１２を掻き取るスクレーパ２３と、該スクレーパ２３を塗布ヘッド１０に対して往復動させるリニアアクチュエータ２１と、スクレーパ２３に対してリニアアクチュエータ２１による往復方向と同じ向きに微振動を与える微振動アクチュエータ２２と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布ヘッドの先端部に開口するペースト吐出口の周辺部を清掃する、塗布ヘッドのクリーニング装置であって、
前記ペースト吐出口の周辺部に付着しているペースト残渣を掻き取る掻き取り部と、
前記掻き取り部を前記塗布ヘッドに対して前記ペースト吐出口の延在方向に沿って相対的に往復動させる第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータの往復動方向に沿って前記掻き取り部に振動を与える第２のアクチュエータと、を備える塗布ヘッドのクリーニング装置。
【請求項２】
前記第２のアクチュエータによって前記掻き取り部に与えられる振動は、１０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数である請求項１に記載の塗布ヘッドクリーニング装置。
【請求項３】
前記第２のアクチュエータによって前記掻き取り部に与えられる振動は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の振幅である請求項２に記載の塗布ヘッドクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布ヘッドの先端部に開口するペースト吐出口の周辺部を清掃するクリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば固体高分子電解質型燃料電池の膜電極接合体（ＭＥＡ）は、高分子電解質膜の両面に触媒層と拡散層とをそれぞれ備えている。この拡散層は、例えばスリット状のペースト吐出口が先端部に開口する塗布ヘッドを備えた塗布装置を用いて、カーボン基材に所定成分のペーストを塗布して製造される。
【０００３】
このような塗布ヘッドを用いて、ペーストの間欠塗工を行う場合には、ペースト吐出口の周辺部に付着しているペースト残渣が未塗布時間中に乾燥固化し、それが原因で塗布不良が発生する場合がある。このため、例えば特許文献１には、塗布ヘッドに付着したペースト残渣をスクレーパで除去する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−６６１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ペースト残渣が乾燥して塗布ヘッドに固着してしまうと、従来のスクレーパでは完全にペースト残渣を除去することは困難であり、かかる塗布ヘッドを用いたのでは、たとえクリーニングを施した後であっても、ペーストを塗布対象物に均一に塗布できない等の塗布不良が発生する可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、塗布ヘッドに付着しているペースト残渣をより確実に除去して塗布不良の発生を抑制することができる塗布ヘッドのクリーニング装置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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明に係る塗布ヘッドのクリーニング装置は、塗布ヘッドの先端部に開口するペースト吐出口の周辺部を清掃する、塗布ヘッドのクリーニング装置であって、前記ペースト吐出口の周辺部に付着しているペースト残渣を掻き取る掻き取り部と、前記掻き取り部を前記塗布ヘッドに対して前記ペースト吐出口の延在方向に沿って相対的に往復動させる第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータの往復動方向に沿って前記掻き取り部に振動を与える第２のアクチュエータと、を備える。
【０００７】
この構成によれば、第１のアクチュエータによる掻き取り部の往復動作中に、第２のアクチュエータによって当該掻き取り部に振動を付与することが可能になり、より確実にペースト残渣を除去することができる。
【０００８】
第２のアクチュエータによる振動は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電素子を用いたアクチュエータまたは電磁ソレノイドを用いたアクチュエータにより発生させることができる。この振動は周波数が１０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の微振動であることが好ましく、また、その振幅は０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１のアクチュエータによる掻き取り部の往復動作中に、第２のアクチュエータによって当該掻き取り部に振動を付与することが可能になるので、より確実にペースト残渣を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明に係る塗布ヘッドのクリーニング装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１において、符号１０はクリーニングの対象物である塗布ヘッドであり、例えば固体高分子電解質型燃料電池内の拡散層の製造に用いられる塗布装置の一部を構成するものである。
【００１２】
この種の燃料電池は、例えば図２に示すように、膜電極接合体（以下、ＭＥＡ）１０１の両面に、ガス流路溝１１７と冷却水溝１１８を有する一対のセパレータ１１６が配置されてなる。ＭＥＡ１０１は、高分子電解質膜１１１の両面に触媒層１１２と拡散層１１３とからなる電極１１４を有し、セパレータ１１６はその一面側に形成されたガス流路溝１１７を拡散層１１３側に向けて配置されている。
【００１３】
この拡散層１１３は、例えば前記塗布ヘッド１０を備えた塗布装置を用いて製造される。具体的には、例えばカーボンクロスやカーボンペーパ等のカーボン基材に、塗布ヘッド１０のペースト吐出口１１から吐出された所定成分のペーストが塗布されることにより、製造される。ペーストの一例としては、カーボン粒子とＰＴＦＥ粒子と増粘剤等の溶媒とを含むペーストが挙げられる。
【００１４】
この塗布ヘッド１０は、往復動方向と直交する方向に一定の幅を有すると共に、ペーストが塗布される対象物（本実施形態では、カーボン基材）に対向させられる先端面１０ａは平坦に形成されている。塗布ヘッド１０の先端面１０ａには、当該塗布ヘッド１０の幅方向に沿って延在するスリット状のペースト吐出口１１が開口しており、このペースト吐出口１１からペーストが吐出される。
【００１５】
図１において、符号２０は、塗布ヘッド１０の先端面１０ａに付着しているペースト残渣１２、より具体的には、ペースト吐出口１１の周辺部に付着しているペースト残渣１２を除去する、塗布ヘッド１０のクリーニング装置（以下、単に「クリーング装置２０」という。）である。なお、図１では、図示都合上、クリーニング装置２０の要部のみが示されている。
【００１６】
クリーニング装置２０は、駆動源として例えば電力、空気圧（あるいは負圧）、油圧等が用いられる公知のリニアアクチュエータ（第１のアクチュエータ）２１と、該リニアアクチュエータ２１により往復動される取付台３０と、取付台３０に取り付けられた微振動アクチュエータ（第２のアクチュエータ）２２と、取付台３０を介して微振動アクチュエータ２２とともにリニアアクチュエータ２１によって往復動され、該リニアアクチュエータ２１の往復動中に微振動アクチュエータ２２により微振動が与えられるスクレーパ（掻き取り部）２３とを備える。
【００１７】
微振動アクチュエータ２２は、周波数が１０〜１００Ｈｚの振動をＰＺＴアクチュエータにより発生させる。また、振動の振幅は０．５ｍｍ〜１０ｍｍであり、振動方向はリニアアクチュエータ２１の往復動方向（図１の矢印方向）と同じ方向である。スクレーパ２３は、塗布ヘッド１０の先端部が挿入可能な溝、より具体的には、前記往復動方向に延在する断面コ字状の溝２３ａを有している。
【００１８】
溝２３ａの内壁のうち底面と塗布ヘッド１０の先端面１０ａとが接触した状態で、塗布ヘッド１０とスクレーパ２３とが相対的に往復動することにより、塗布ヘッド１０の先端面１０ａに開口するペースト吐出口１１の周辺に付着しているペースト残渣１２が除去されるようになっている。
【００１９】
塗布ヘッド１０を使用して拡散層を製造すると、ペースト吐出口１１から吐出されたペーストの一部は、ペースト自身が有する粘性ゆえに、ペースト吐出口１１の周辺部にペースト残渣１２として付着する。このペースト残渣１２は、塗布不良の原因になるため、以下のようにして、本実施形態のクリーニング装置２０を用いて除去される。
【００２０】
まず、微振動アクチュエータ２２により、スクレーパ２３に周波数が１０〜１００Ｈｚ、振幅が０．５ｍｍ〜１０ｍｍの微振動を与える。次いで、リニアアクチュエータ２１により、微振動アクチュエータ２２およびスクレーパ２３を塗布ヘッド１０に対して相対的に往復動させ、塗布ヘッド１０の先端部をスクレーパ２３により拭き取る。このとき、微振動アクチュエータ２２による振動方向は、リニアアクチュエータ２１による拭き取り方向と同じである。
【００２１】
スクレーパ２３に微振動が与えられた状態で、スクレーパ２３に形成された溝２３ａ内を塗布ヘッド１０の先端面１
０ａが摺動し、該先端面１０ａにおけるペースト吐出口１１に付着したペースト残渣１２が掻き取られる。その際、スクレーパ２３には周波数が１０〜１００Ｈｚで、振幅が０．５ｍｍ〜１０ｍｍの微振動が与えられているため、単にスクレーパ２３を往復動させるよりも効果的にペースト残渣１２が除去される。
【００２２】
以上のように、本実施形態のクリーニング装置２０によれば、単にアクチュエータ２１によってスクレーパ２３を往復動させるだけではなく、この往復動中に、微振動アクチュエータ２２によって微振動をスクレーパ２３に与えることで、より確実にペースト残渣１２を除去することが可能となり、塗布不良の発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、微振動アクチュエータ２２は、ＰＺＴに限らず、他の圧電素子や電磁ソレノイド等、所定の振動をスクレーパ２３に与えることができるものであれば、いかなる手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る塗布ヘッドのクリーニング装置及び該クリーニング装置によりクリーニングされる塗布ヘッドを示した斜視図である。
【図２】図１の塗布ヘッドを備えた塗布装置を用いて製造される拡散層を具備する固体高分子型燃料電池の一構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０…塗布ヘッド、１１…ペースト吐出口、１２…ペースト残渣、２０…クリーニング装置、２１…リニアアクチュエータ（第１のアクチュエータ）、２２…微振動アクチュエータ（第２のアクチュエータ）、２３…スクレーパ（掻き取り部）
【図１】
2007237025.tif 000003
【図２】
2007237025.tif 000004