(57)【要約】【課題】  簡単な構成で塗布液の逆流を容易に抑えることができる塗布装置および塗布方法を提供する。【解決手段】  塗布装置が、塗布液１０を収容するメインタンク１と、塗布液１０を被塗布物１１に向かって吐出するダイヘッド２と、メインタンク１からダイヘッド２へ塗布液１０を供給する供給流路３と、ダイヘッド２から未吐出の塗布液１０を回収する回収流路４と、回収流路４中に設けられている回収側サブタンク９と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を収容するメインタンクと、前記塗布液を被塗布物に向かって吐出するダイヘッドと、前記メインタンクから前記ダイヘッドへ前記塗布液を供給する供給流路と、前記ダイヘッドから未吐出の前記塗布液を回収する回収流路と、前記回収流路中に設けられている回収側サブタンクと、を含む、塗布装置。
【請求項２】
前記回収側サブタンクの内部の前記塗布液の液面が、前記ダイヘッドの液体貯留部の内部の前記塗布液の液面よりも、鉛直方向において下方に位置している、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記回収側サブタンクに、該回収側サブタンクの内部の前記塗布液の液面を検知するセンサが設けられている、請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記回収側サブタンクの流入口は、前記ダイヘッドと前記回収流路との接続部分よりも、鉛直方向において下方に位置している、請求項１から３のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記回収側サブタンクは前記供給流路から独立している、請求項１から４のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記回収流路は、前記ダイヘッドから前記回収側サブタンクまでの第１回収流路部分と、前記回収側サブタンクから前記メインタンクまでの第２回収流路部分とを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記供給流路中に設けられている供給側サブタンクをさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記塗布液は活物質を含むスラリーであり、前記被塗布物は集電体である、請求項１から７のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項９】
塗布液を収容するメインタンクから前記塗布液をダイヘッドに供給し、前記ダイヘッドから前記塗布液を被塗布物に吐出する工程と、
前記ダイヘッドから未吐出の前記塗布液を回収側サブタンクに送り、前記回収側サブタンクから前記塗布液を前記メインタンクに戻す工程と、
を含む塗布方法。
【請求項１０】
前記回収側サブタンクの内部の前記塗布液の液面が、前記ダイヘッドの液体貯留部の内部の前記塗布液の液面よりも、鉛直方向において下方に位置するようにする、請求項９に記載の塗布方法。
【請求項１１】
前記回収側サブタンクの内部の前記塗布液の液面をセンサによって検知し、該液面が、前記ダイヘッドの前記液体貯留部の内部の前記塗布液の液面よりも、鉛直方向において下方に位置するように制御する、請求項１０に記載の塗布方法。
【請求項１２】
前記回収側サブタンクの流入口は、前記ダイヘッドと回収側の流路との接続部分よりも、鉛直方向において下方に位置している、請求項９から１１のいずれか１項に記載の塗布方法。
【請求項１３】
塗布液を収容するメインタンクから前記塗布液をダイヘッドに供給する際には、前記塗布液は前記回収側サブタンクを経由しない、請求項９から１２のいずれか１項に記載の塗布方法。
【請求項１４】
前記メインタンクから、供給側サブタンクを経由して、前記塗布液を前記ダイヘッドに供給する、請求項９から１３のいずれか１項に記載の塗布方法。
【請求項１５】
前記塗布液は活物質を含むスラリーであり、前記被塗布物は集電体である、請求項９から１４のいずれか１項に記載の塗布方法。
【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】
携帯電話、デジタルカメラ、ラップトップコンピュータなどのポータブル機器の電源や、車両や家庭用の電源として広く普及している二次電池は、一般的に、正極と負極とがセパレータを介して重ね合わされた電池素子が電解液とともに外装容器（外装ケース）内に封入された構造を有する。この正極と負極は、集電体に活物質層が形成されたものである。このような電極（正極および負極）は、集電体に活物質を含む塗布液を塗布してから固化させることによって形成される。
【０００３】
特許文献１には、塗布液を収容したメインタンク（塗工液タンク）からダイヘッドに塗布液を供給して、ダイヘッドから、支持胴に支持された被塗布物（基材）に向かって塗布液を吐出する塗工装置が記載されている。
特許文献２には、メインタンク（１次タンク）とダイヘッドとの間にサブタンクが設けられており、塗布液を、メインタンクからサブタンクに供給し、さらにサブタンクからダイヘッドに供給し、ダイヘッドから、バックローラに支持された被塗布物（シート）に向かって塗布液を吐出する塗布装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５９９０２号公報
【特許文献２】特開２０１３−２０２４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている塗布装置では、ダイヘッドにおいて吐出されなかった塗布液がメインタンクに戻される。また、塗布工程終了後に長時間放置される場合には、塗布液の粘度が変動するのを防ぐために、メインタンクとダイヘッドの間で塗布液を常時循環させる。そのため、メインタンクからダイヘッドへ塗布液を供給する供給流路と、ダイヘッドからメインタンクへ塗布液を戻す回収流路とからなる循環経路が構成されている。
メインタンクは大量の塗布液を収容する大型のタンクであり、メインタンク内の塗布液の液面がダイヘッドよりも鉛直方向において上方に位置している場合がある。その場合、ダイヘッドからメインタンクへ塗布液を戻す回収流路において、水頭差によって、メインタンクからダイヘッドへ塗布液が逆流するおそれがある。回収流路において塗布液が逆流すると、ダイヘッドから塗布液が漏れ出すおそれがある。
【０００６】
特許文献２に記載されている塗布装置では、ダイヘッドとサブタンクとの間で循環経路が構成されている。すなわち、特許文献２に記載されている塗布装置は、メインタンクからダイヘッドへ塗布液を送る配管の途中にサブタンクを有し、サブタンクとダイヘッドの間からサブタンクに塗布液を戻すことが可能な構成になっている。この塗布装置では、塗布工程終了後のサブタンクとダイヘッドとの間での塗布液の循環が長時間に及ぶ場合には、サブタンクとダイヘッドとの間で循環している塗布液と、メインタンク内で待機している塗布液との間に大きな粘度差が生じ、塗布開始時に循環していた塗布液と待機していた塗布液が混ざり合うと塗布厚さの安定に支障をきたすおそれがある。
【０００７】
なお、特許文献２のようなサブタンクを設けずに逆流を防止する方策としては、ポンプが常に、逆流が生じない程度の大きな流量を発生し続けるようにすることが考えられる。しかし、その場合には、必要以上に容量の大きなポンプが必要であり、しかも、ダイヘッドへ供給される塗布液の量が過剰にならないように調整する必要がある。それによって塗布装置が複雑かつ高コストになる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前述した問題を解決して、簡単な構成で塗布液の逆流を容易に抑え、塗布液の粘度変化等による電極厚さの変動を抑制することができる塗布装置および塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の塗布装置は、塗布液を収容するメインタンクと、塗布液を被塗布物に向かって吐出するダイヘッドと、メインタンクからダイヘッドへ塗布液を供給する供給流路と、ダイヘッドから未吐出の塗布液を回収する回収流路と、回収流路中に設けられている回収側サブタンクと、を含む。
【００１０】
本発明の塗布方法は、塗布液を収容するメインタンクから塗布液をダイヘッドに供給し、ダイヘッドから塗布液を被塗布物に吐出する工程と、ダイヘッドから未吐出の塗布液を回収側サブタンクに送り、回収側サブタンクから塗布液をメインタンクに戻す工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の塗布装置および塗布方法によると、簡単な構成で塗布液の逆流を容易に抑え、塗布液の粘度変化等による電極厚さの変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の塗布装置を模式的に示す概略図である。
【図２】本発明の塗布装置の変形例を模式的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本発明の一実施形態の塗布装置が模式的に示されている。この塗布装置は、塗布液１０を収容するメインタンク１と、塗布液１０を被塗布物１１に向かって吐出するダイヘッド２とを含み、メインタンク１からダイヘッド２へ塗布液１０を供給する供給流路３と、ダイヘッド２から塗布液１０を回収する回収流路４が構成されている。供給流路３には、ポンプ５と弁６が設けられている。回収流路４には、ポンプ７と弁８と回収側サブタンク９が設けられている。回収流路４は、ダイヘッド２から回収側サブタンク９までの第１回収流路部分４ａと、回収側サブタンク９からメインタンク１までの第２回収流路部分４ｂとから構成されている。ポンプ７と弁８は第２回収流路部分４ｂに設けられている。
【００１４】
本実施形態では、回収サブタンク９の所定の位置に、回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面を検知するためのセンサ１４が設けられている。センサ１４により、塗布液１０の液面が所定の高さを超えないことを検知することができる。この所定の高さとは、模式的に図示しているダイヘッド２の液体貯留部２ｃの内部の塗布液１０の液面と、鉛直方向において同等の高さである。回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面が、この所定の高さに到達したことをセンサ１４が検知したら、ポンプ７が作動して回収側サブタンク９の内部の塗布液１０を吸引してその液面が所定の高さよりも低くなるように、図示しない制御装置がポンプ７を制御する。
さらに、回収側サブタンク９がダイヘッド２よりも、鉛直方向において下方に位置していることが好ましい。具体的には、少なくとも、回収側サブタンク９の、ダイヘッド２からの塗布液１０の流入口９ａが、ダイヘッド２と第１回収流路部分４ａとの接続部分２ａよりも、鉛直方向において下方に位置していることが好ましい。。
【００１５】
この塗布装置による塗布方法について説明する。まず、供給流路３の弁６を開きポンプ５を作動させて、メインタンク１に収容されている塗布液１０をダイヘッド２に供給する。そして、図示しない制御装置からダイヘッド２に駆動信号が供給して、ダイヘッド２から、外部に位置する被塗布物１１に向かって塗布液１０を吐出する。一例としては、被塗布物１１は、二次電池用電極を構成する集電体であり、塗布液１０は、活物質を含む合剤のスラリーである。
【００１６】
ダイヘッド２からの塗布液１０の吐出が終わったら、弁８を開きポンプ７を駆動して、ダイヘッド２から吐出されなかった塗布液１０を、回収流路４を通してメインタンク１に戻す。そして、ダイヘッド２からの塗布液１０の吐出が停止している間は、塗布液の粘度が変化して高粘度の部分と低粘度の部分が混在しないように、メインタンク１とダイヘッド２の間で塗布液１０を循環させ続ける。すなわち、弁６，８を開いてポンプ５，７を駆動して、塗布液１０を、供給流路３と回収流路４とからなる循環経路内を流れさせ続ける。メインタンク１から塗布液１０をダイヘッド２に供給する際には、塗布液１０は回収側サブタンク９を経由しない。
【００１７】
仮に、塗布液を循環させないと、流路全体に亘って塗布液の粘度はほぼ一定に保たれるものの、メインタンク１内で停滞している塗布液１０やその他の流路内に存在する塗布液は、沈降したりゲル化したりするなど全体的に粘度が高くなるおそれがある。
【００１８】
それに対し、本実施形態では、塗布液１０を常時循環させて、循環経路内の塗布液１０を実質的に均一な粘度に保つことができるとともに、沈降やゲル化を防ぐことができる。こうして、塗布液１０の特性を実質的に均一にし、かつ粘度が高くなりすぎないようにすることにより、所望の塗布性能を安定して容易に実現することができる。さらに、メインタンク１に回転羽根等の攪拌手段などを設けて、その撹拌手段によってメインタンク１内の塗布液１０を撹拌するとより効果的である。
【００１９】
本実施形態では、前述したように塗布液１０が循環する際に、回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面が、ダイヘッド２の液体貯留部２ｃの内部の塗布液１０の液面よりも鉛直方向において下方に位置しているため、水頭差によって、回収流路４内で塗布液１０はダイヘッド２から回収側サブタンク９に向かって流れやすい。従って、ポンプ７の流量がさほど大きくなくても、塗布液１０が逆流することはない。仮に、メインタンク１から回収側サブタンク９へ塗布液１０が逆流したとしても、塗布液１０の逆流は回収側サブタンク９までで止まり、ダイヘッド２まで逆流することはない。そのため、ダイヘッド２から塗布液１０が漏れ出すことは抑えられる。一方、供給流路３においては、メインタンク１からダイヘッド２に塗布液１０が供給される。一般に、大量の塗布液１０を収容するメインタンク１内の塗布液１０の液面はダイヘッド２よりも鉛直方向において上方に位置する場合が多いので、水頭差によって、塗布液１０の逆流が抑えられる。図１に示す塗布装置の回収側サブタンク９は、特許文献２のサブタンクと異なり、供給流路３から独立しており供給流路３の一部を構成していない。従って、回収側サブタンク９とダイヘッド２の位置関係は供給流路３には無関係であり、供給流路３における逆流を引き起こすことはない。そして回収流路４では、回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面が、ダイヘッド２の液体貯留部２ｃの内部の塗布液１０の液面よりも鉛直方向において下方に位置することによって、逆流の抑制が可能である。
【００２０】
このように、本実施形態では、センサ１４を用いることによって、回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面が、ダイヘッド２の液体貯留部２ｃの内部の塗布液１０の液面よりも鉛直方向において下方に位置するようにして、逆流の抑制を行っている。さらに、本実施形態では、回収側サブタンク９の、ダイヘッド２からの塗布液１０の流入口９ａが、ダイヘッド２と第１回収流路部分４ａとの接続部分２ａよりも、鉛直方向において下方に位置するようにしている。それにより、回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面が、ダイヘッド２の液体貯留部２ｃの内部の塗布液１０の液面よりも鉛直方向において下方に位置する状態が、実現しやすくなっている。
ただし、このような構成に限定されず、回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面が、ダイヘッド２の液体貯留部２ｃの内部の塗布液１０の液面よりも鉛直方向において下方に位置しているが、回収側サブタンク９の、ダイヘッド２からの塗布液１０の流入口９ａが、ダイヘッド２と第１回収流路部分４ａとの接続部分２ａよりも、鉛直方向において必ずしも下方に位置していない構成にすることも可能である。また、回収側サブタンク９の、ダイヘッド２からの塗布液１０の流入口９ａが、ダイヘッド２と第１回収流路部分４ａとの接続部分２ａよりも、鉛直方向において下方に位置するようにするが、センサ１４は設けられていない構成にすることもできる。その場合、回収側サブタンク９の内部の塗布液１０の液面が、ダイヘッド２の液体貯留部２ｃの内部の塗布液１０の液面よりも常に鉛直方向において下方に位置するような制御は行われないが、塗布液１０の逆流防止のためにある程度の効果がある。
【００２１】
以上説明したように、本発明では、簡単な構成で容易に、メインタンク１とダイヘッド２の間を循環する塗布液１０の逆流を抑えることができる。しかも、ポンプ７の流量を必要以上に大きくする必要はないので、消費電力を低く抑えられてエネルギー効率が良く、コストの上昇を招くことがない。
【００２２】
図２に本発明の塗布装置の変形例が模式的に示されている。この塗布装置は、供給流路３内に供給側サブタンク１２を有している。さらに、供給側サブタンク１２とダイヘッド２との間にポンプ１３が設けられている。それ以外の構成は前述した塗布装置と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
この構成によると、前述した効果に加えて、供給側サブタンク１２が設けられており、この液面高さを一定に保つことにより、ダイヘッド２への塗布液１０の供給が安定するという効果がある。すなわち、大量の塗布液１０を収容しているメインタンク１は内蔵する塗布液１０の液面の変動が比較的大きいのに対して、容量の小さい供給側サブタンク１２は内蔵する塗布液１０の液面の変動が小さい。液面の変動が小さいと、ポンプ１３による塗布液１０の供給が安定する。このことは、ダイヘッド２からの塗布液１０の吐出の安定化に寄与する。
【００２４】
図２に示す塗布装置の回収側サブタンク９は、図１に示す構成と同様に、ダイヘッド２よりも鉛直方向において下方に位置しており、供給流路３における逆流を引き起こすことはなく、回収流路４における逆流の抑制が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１      メインタンク
２      ダイヘッド
３      供給流路
４      回収流路
４ａ    第１回収流路部分
４ｂ    第２回収流路部分
９      回収側サブタンク
１０    塗布液
１１    被塗布物
１２    供給側サブタンク
【図１】
2016107245.tif 000003
【図２】
2016107245.tif 000004