特開 2024-142353 塗布装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142353

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】塗布装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/02 20060101AFI20241003BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B05C5/02

B05C11/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054462

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】元井 昌司

(72)【発明者】

【氏名】木田 威

【テーマコード（参考）】

4F041

4F042

【Ｆターム（参考）】

4F041AA02

4F041AA05

4F041AB01

4F041BA05

4F041BA10

4F041BA32

4F041BA35

4F041BA60

4F041CA03

4F041CA13

4F041CA17

4F041CA23

4F041CA28

4F042AA02

4F042AA06

4F042AB00

4F042BA04

4F042BA07

4F042BA08

4F042BA12

4F042BA25

4F042CA01

4F042CB02

4F042CB08

4F042CB10

4F042CB20

4F042CC03

4F042CC08

4F042DF23

(57)【要約】

【課題】塗布終了部における塗布液の引きずりを抑制することができる塗布装置を提供することを目的としている。
【解決手段】搬送される基材に対して塗布液を塗布する塗布装置であって、基材の搬送方向と直交する幅方向に長い吐出口と、前記吐出口と繋がり塗布液を前記吐出口に供給する塗布流路とが形成された塗布部と、前記塗布流路の容積を調節する容積調節機構と、を備えており、前記容積調節機構は、前記塗布部の前記塗布流路を形成する内壁部の一部を形成し、変形可能な容積調節部と、前記塗布流路の容積が塗布液を塗布しているときよりも塗布液の塗布を停止させるときの方が大きくなるように前記容積調節部を変形させる変形機構と、を有している構成とする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送される基材に対して塗布液を塗布する塗布装置であって、
基材の搬送方向と直交する幅方向に長い吐出口と、前記吐出口と繋がり塗布液を前記吐出口に供給する塗布流路とが形成された塗布部と、
前記塗布流路の容積を調節する容積調節機構と、を備えており、
前記容積調節機構は、前記塗布部の前記塗布流路を形成する内壁部の一部を形成し、変形可能な容積調節部と、前記塗布流路の容積が塗布液を塗布しているときよりも塗布液の塗布を停止させるときの方が大きくなるように前記容積調節部を変形させる変形機構と、を有していることを特徴する塗布装置。

【請求項2】

前記容積調節機構は、前記幅方向における前記塗布部の前記塗布流路の両端部のそれぞれを形成する内壁部の一部を形成する一対の前記容積調節部を有してい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】

前記塗布流路は、前記幅方向に長く塗布液を溜める空間である第１のマニホールドと、前記幅方向に広く前記第１のマニホールドと前記吐出口とを繋ぐスリットと、前記第１のマニホールドと前記吐出口との間に形成され前記第１のマニホールドよりも容積が小さい第２のマニホールドと、を有しており、
前記容積調節部は、前記塗布部の前記第２のマニホールドを形成する内壁部の一部に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗布装置。

【請求項4】

前記容積調節部がダイヤフラムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗布装置。

【請求項5】

前記容積調節部がバイメタルであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗布装置。

【請求項6】

前記容積調節部が圧電素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗布装置。

【請求項7】

前記容積調節機構は、前記容積調節部を複数有しており、
前記変形機構は、前記塗布流路の容積が塗布液の塗布を停止させるときよりも小さくなるように各々の前記容積調節部を変形させるときに、各々の前記容積調節を時間差をもたせて変形させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗布装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

基材に塗布液を塗布して塗膜を形成する塗布装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン電池は、ロールツーロールで搬送されるアルミ箔や、銅箔などのシート状の基材に対して、電極材料のスラリーを塗布して塗膜を形成し、形成した塗膜を乾燥させることで正極、負極が形成されている。

【0003】

そして、搬送される基材に塗布液を塗布する工程では、生産性向上のための高速化、塗布液のロス軽減のために塗布液を間欠的に塗布することが行われている。すなわち、ロールツーロールで搬送される基材に対して塗布液の塗布と塗布の中断が繰り返されて、基材の搬送方向において各々の塗膜間に一定の間隔が空くように基材上に塗膜を連続的に形成している。

【0004】

下記特許文献１には、塗布液を間欠的に塗布する塗布装置が開示されている。この塗布装置は、図８に示すように、塗布液を塗布する塗布部９１０と、塗布部９１０に塗布液を供給する供給機構９２０と、を備え、供給機構９２０から塗布部９１０に供給された塗布液が、塗布部９１０の内部に形成されたマニホールド９１１およびスリット９１２を経由して、基材９３０と対向する吐出口９１３から吐出される。

【0005】

また、供給機構９２０は、図８に示すように、塗布液を貯留するタンク９４０と塗布部９１０を連結する供給路９２１と、供給路９２１の途中に設けられた供給バルブ９２２と、を有しており、供給バルブ９２２の内部に設けられた弁体９２３の位置がモータの駆動により変化することによって、塗布液の流路を形成する開状態と塗布液の流路を遮断する閉状態との２つの状態に切り替える。ここで、塗布装置９００は、供給バルブ９２２を開状態に切り替えたときに塗布部９１０の吐出口９１３から塗布液が吐出されて塗布液の塗布を開始し、供給バルブ９２２を閉状態に切り替えたときに塗布部９１０への塗布液の供給が途切れて塗布液の塗布を中断する。すなわち、塗布装置９００は、弁体９２３の位置を変化させて供給バルブ９２２の開状態と閉状態の切り替えを繰り返すことによって、基材上に塗布液を間欠的に塗布している。

【0006】

また、図８に示すように、供給バルブ９２２よりも手前の供給路９２１の途中には回収バルブ９２４があり、回収バルブ９２４の内部に設けられた弁体９２５の位置がモータの駆動により変化することによって、回収バルブ９２４を開状態と閉状態に切り替える。ここで、塗布装置９００は、供給バルブ９２２を閉状態に切り替え回収バルブ９２４を開状態に切り替えることによって塗布液の塗布を中断して塗布液をタンク９４０に回収し、供給バルブ９２２を開状態に切り替え回収バルブ９２４を閉状態に切り替えることによって、塗布液の塗布を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１４－１８８４４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、上記塗布装置９００では、塗布終了部において塗布液の引きずりが生じるという問題があった。具体的には、上記塗布装置９００では、供給バルブ９２２を閉状態に切り替えて塗布部９１０による塗布液の塗布を中断する際に、供給路９２１の上流側に向かって弁体９２３の位置を変化させて塗布部９１０内の圧力を低減させることによって、吐出口９１３から供給路９２１に向かって塗布液を引き込み、吐出口９１３における液切りを行っている。このように、上記塗布装置９００では、吐出口９１３から離れた位置に設けられた供給バルブ９２２の弁体９２３の動作によって、塗布部９１０内の圧力を低減させているため、その効果が吐出口９１３に及びにくくなっていた。そのため、吐出口９１３における液切りを十分に行うことができず、図９（ａ）に示すように塗膜９３１の終端である塗布終了部９３２において塗布液の引きずり９３３が生じる場合があった。

【0009】

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、塗布終了部における塗布液の引きずりを抑制することができる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】

【0010】

上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、搬送される基材に対して塗布液を塗布する塗布装置であって、基材の搬送方向と直交する幅方向に長い吐出口と、前記吐出口と繋がり塗布液を前記吐出口に供給する塗布流路とが形成された塗布部と、前記塗布流路の容積を調節する容積調節機構と、を備えており、前記容積調節機構は、前記塗布部の前記塗布流路を形成する内壁部の一部を形成し、変形可能な容積調節部と、前記塗布流路の容積が塗布液を塗布しているときよりも塗布液の塗布を停止させるときの方が大きくなるように前記容積調節部を変形させる変形機構と、を有していることを特徴としている。

【0011】

上記塗布装置によれば、容積調節機構が容積調節部と変形機構を有し、変形機構によって、塗布部の塗布流路を形成する内壁部の一部を形成する容積調節部を変形させることにより、塗布流路の容積を大きくして塗布流路の圧力を低減させ、吐出口から塗布流路に向かって塗布液を引き込むことが可能になる。すなわち、容積調節機構は、塗布部の内壁部の一部を変形させることによって、塗布部内の圧力を低減させている。これにより、吐出口に近い位置で塗布部内の圧力を低減させることが可能になるため、その効果を吐出口に及ぼしやすくなる。これにより、塗布部による塗布液の塗布を中断させる際に吐出口における液切りを十分に行うことが可能になり、塗布終了部における塗布液の引きずりを抑制することができる。

【0012】

また、前記容積調節機構は、前記幅方向における前記塗布部の前記塗布流路の両端部のそれぞれを形成する内壁部の一部を形成する一対の前記容積調節部を有している構成としてもよい。

【0013】

この構成によれば、一対の容積調節部が、基材の搬送方向と直交する幅方向（以下、幅方向と呼ぶ）における塗布部の塗布流路の両端部のそれぞれを形成する内壁部の一部を形成している。そのため、変形機構によって一対の容積調節部を変形させることにより塗布流路の圧力を幅方向に亘って低減させることが可能になり、その効果を吐出口の幅方向に亘って及ぼすことができる。これにより、塗布終了部における塗布液の引きずりを幅方向に亘って抑制することができる。

【0014】

また、前記塗布流路は、前記幅方向に長く塗布液を溜める空間である第１のマニホールドと、前記幅方向に広く前記第１のマニホールドと前記吐出口とを繋ぐスリットと、前記第１のマニホールドと前記吐出口との間に形成され前記第１のマニホールドよりも容積が小さく前記スリットよりも容積が大きい第２のマニホールドと、を有しており、前記容積調節部は、前記塗布部の前記第２のマニホールドを形成する内壁部の一部に形成されている構成としてもよい。

【0015】

この構成によれば、容積調節部が、スリットよりも広い第２のマニホールドを形成する塗布部の内壁部の一部に形成しているため、スリットを形成する塗布部の内壁部の一部を容積調節部により形成するよりも塗布液の流れを阻害しにくくなる。

【0016】

また、前記容積調節部がダイヤフラムである構成としてもよい。

【0017】

この構成によれば、容積調節部が高速で変形することが可能なダイヤフラムであるため、塗布流路の容積を短時間で変化させることができる。

【0018】

また、前記容積調節部がバイメタルである構成としてもよい。

【0019】

この構成によれば、容積調節部が高速で変形することが可能なバイメタルであるため、塗布流路の容積を短時間で変化させることができる。

【0020】

また、前記容積調節部が圧電素子である構成としてもよい。

【0021】

この構成によれば、容積調節部が高速で変形することが可能な圧電素子であるため、塗布流路の容積を短時間で変化させることができる。

【0022】

前記容積調節機構は、前記容積調節部を複数有しており、前記変形機構は前記塗布流路の容積が塗布液の塗布を停止させるときよりも小さくなるように各々の前記容積調節部を変形させるときに、各々の前記容積調節を時間差をもたせて変形させること構成としてもよい。

【0023】

この構成によれば、容積調節機構によって、塗布流路の容積が塗布液の塗布を停止させるときよりも小さくなるように各々の容積調節部を変形させるときに、変形機構により各々の容積調節を時間差をもたせて変形させるため、塗布流路の容積が急速に小さくなり塗布流路の圧力が急速に増大することを防ぐことが可能になる。これにより、塗布液が吐出口から過剰に塗布されることを防ぐことができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明の塗布装置によれば、塗布終了部における塗布液の引きずりを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態における塗布装置を概略的に示す図であり、塗布液を塗布している状態を示している。

【図2】本発明の一実施形態における塗布装置を概略的に示す図であり、塗布液の塗布を中断している状態を示している。

【図3】本発明の第一実施形態における容積調節機構を説明するための図であり、図１のＡ－Ａ矢視断面図を示している。

【図4】本発明の第一実施形態における容積調節機構を説明するための図であり、図２のＢ－Ｂ矢視断面図を示している。

【図5】本発明の一実施形態における塗布装置の塗布動作を説明するための図であり、（ａ）は供給バルブと回収バルブの動作および容積調節部の状態のタイムチャートを示し、（ｂ）は本実施形態における塗布装置により形成された塗膜の状態を示している。

【図6】本発明の第四実施形態における容積調節機構を説明するための図である。

【図7】本発明の第四実施形態における容積調節機構を説明するための図である。

【図8】従来の塗布装置を示す図である。

【図9】従来の塗布装置により形成された塗膜の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態における塗布装置１００について図面を参照しながら説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態における塗布装置１００を概略的に示す図であり、図１は塗布液１１を塗布している状態を示し、図２は塗布液１１の塗布を中断している状態を示している。なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向と表現し、ＸＹ平面と垂直な方向（つまり、鉛直方向）をＺ軸方向と表現する。

【0027】

塗布装置１００は、図１に示すように、基材１を搬送する搬送機構２と、基材１に塗布液１１を塗布する塗布部３と、塗布液１１が貯留されたタンク４と、タンク４から塗布液１１を塗布部３に供給する供給機構５と、塗布部３に形成されたマニホールド３４の容積を調節する容積調節機構６と、を備えている。そして、搬送機構２により搬送される基材１に対して塗布部３による塗布液１１の塗布と塗布の中断を繰り返すことによって、基材１上に塗膜１２を間欠的に形成する。ここでいう、塗布液１１を間欠的に塗布するとは、図５（ｂ）に示すように、基材１の搬送方向において形成する各々の塗膜１２間に一定の間隔が空くように基材１上に塗布液１１を連続的に塗布することである。

【0028】

基材１は、リチウムイオン電池の電池用極板となる金属箔であり、正極を構成する場合はアルミニウム箔などが用いられ、負極を構成する場合は銅箔などが用いられる。この基材１は、一方向に長い帯状のシートであり、搬送機構２により連続的に搬送される。

【0029】

塗布液１１は、たとえば、活物質、バインダー、導電助剤を溶剤により混合させたスラリーのことであり、リチウムイオン電池の電池用極板の材料（所謂、電極材料）として用いられる。この塗布液１１を塗布部３により基材１に塗布することで、塗膜１１が形成される。

【0030】

搬送機構２は、基材１を搬送するためのものであり、複数のロールが回転することにより基材１を搬送するロールツーロール方式を採用している。この搬送機構２による基材１の搬送速度は、図示しない制御部により制御される。この制御部はたとえば、汎用のコンピューターであり、以下の説明でも同様に扱う。なお、本実施形態では、塗布液１１を塗布する場所に基材１を案内する塗布ロール２１のみを図示している。そして、塗布ロール２１は、塗布部３と対向し、塗布部３により塗布液１１を塗布するときに吐出口３６と所定の間隔を空けるよう配置される。そのため、塗布部３と一定の間隔を保ちながら基材１を搬送することができる。

【0031】

塗布部３は、搬送される基材１に塗布液１１を塗布して塗膜１２を形成するためのものであり、基材１の搬送方向と直交する幅方向（図１におけるＹ軸方向）に沿って長く形成されている。なお、以下の説明では、基材１の搬送方向と直交する幅方向を単に幅方向と呼ぶ。

【0032】

この塗布部３は、図１に示すように、先細り形状である第１のリップ３１ａを有する第１の分割体３１と、先細り形状である第２のリップ３２ａを有する第２の分割体３２とを、これらの間にシム板３３を挟んで、組み合わせることによって形成されている。そして、塗布部３の内部には、幅方向に長く塗布液１１を溜める空間であるマニホールド３４と、このマニホールド３４と繋がった幅方向に広いスリット３５とが形成され、第１のリップ３１ａと第２のリップ３２ａとの間には、スリット３５の開放端であり幅方向においてスリット３５と同じ長さで開口する吐出口３６が形成されている。すなわち、マニホールド３４と吐出口３６はスリット３５を経由して繋がっている。

【0033】

スリット３５は、マニホールド３４と同様に幅方向に長く形成されている。このスリット３５の幅方向寸法は、シム板３３の内寸によって決定されており、スリット３５の幅方向寸法と略同一の幅方向寸法の塗布液１１を、基材１上に塗布することができるようになっている。また、スリット３５の隙間寸法（高さ寸法）は、たとえば０．１～１０ｍｍである。なお、本実施形態では、スリット３５の隙間方向が上下方向（図１におけるＺ軸方向）であり、幅方向が水平方向となる姿勢で塗布部３が設置されている。すなわち、マニホールド３４とスリット３５が水平方向に並んで配置される姿勢で塗布部３が設置され、マニホールド３４に溜められている塗布液１１がスリット３５を経由して吐出口３６を通じて吐出される方向は水平方向になる。

【0034】

なお、本実施形態においては、塗液１１が吐出口３６を通じて基材１へと流れる方向を水平方向としたが、必ずしもこれに限定されず任意の方向に適宜変更してもよい。たとえば、上方向としてもよいし、下方向としてもよい。

【0035】

そして、吐出口３６は、塗布ロール２１と基材１を挟んで対向している。すなわち、吐出口３６は基材１の表面側で基材１と対向している。これにより、吐出口３６と基材１との間隔を一定に保った状態で、基材１の表面側に塗布液１１を塗布することができる。

【0036】

また、マニホールド３４と吐出口３６の間であるスリット３５の途中には、第２のマニホールド３７が設けられている。第２のマニホールド３７の幅方向における長さはマニホールド３４およびスリット３５と同等であり、第２のマニホールド３７の幅方向における断面積は、幅方向におけるマニホールド３４の断面積よりも小さくなっている。すなわち、マニホールド３４よりも容積が小さくなっている。そして、マニホールド３４に溜められた塗布液１１が、スリット３５を経由して第２のマニホールド３７に流入し、第２のマニホールド３７で幅方向にける流量が平準化され、スリット３５を経由して吐出口３６から吐出される。

【0037】

また、図１および図３に示すように、塗布部３の幅方向の中央部には、流入部３８が設けられている。流入部３８は、塗布部３の外部からマニホールド３４に繋がる貫通孔であり、この流入部３８を通じて供給機構５によりマニホールド３４に塗布液１１が供給されるようになっている。なお、本実施形態では、流入部３８はマニホールド３４の底部に繋がっている。

【0038】

供給機構５は、タンク４に貯留された塗布液１１を塗布部３に供給するためのものである。本実施形態における供給機構５は、図１に示すように、塗布部３とタンク４とを連結する供給路５１と、供給路５１の開閉状態を切り替える供給バルブ５２と、供給路５１とタンク４とを連結する回収路５３と、回収路５３の開閉状態を切り替える回収バルブ５４と、タンク４から塗布部３に向かって塗布液１１を送液する図示しないポンプと、を有している。

【0039】

供給路５１は、図１に示すように、塗布部３とタンク４とを連結し、ポンプによりタンク４から塗布部３へ塗布液１１が送液される流路である。本実施形態では、供給路５１は流入部３８と繋がっており、ポンプによりタンク４から送液された塗布液１１が供給路５１と流入路３７を通じてマニホールド３４に供給される。そして、マニホールド３４に供給された塗布液１１は、スリット３５および第２のマニホールド３７を経由して吐出口３６から吐出される。これにより、基材１上に塗布液１１が塗布されて塗膜１２が形成される。

【0040】

供給バルブ５２は、塗布液１１の流路を形成する開状態と塗布液１１の流路を遮断する閉状態との２つの状態に供給路５１の状態を切り替えるためのものである。この供給バルブ５２は、供給路５１の途中に設けられている。具体的には、図１に示すように、供給バルブ５２の塗布液１１の入口部は回収バルブ５４の塗布液１１の入口部を介して供給路５１と連結され、供給バルブ５２の塗布液１１の出口部は供給路５１を介して塗布部３と連結されている。すなわち、ポンプによりタンク４から送液された塗布液１１が、供給路５１と回収バルブ５４の入口部を通じて供給バルブ５２の入口部から供給バルブ５２に供給され、供給バルブ５２の出口部から供給路５１を通じて塗布部３に供給されるようになっている。

【0041】

また、図１に示すように、供給バルブ５２は内部に弁体５２ａを有し、弁体５２ａの位置を変化させることによって供給路５１の開閉状態を切り替えるようになっている。具体的には、図１に示すように、弁体５２ａは駆動源である弁体駆動部５２ｂ（たとえば、エアシリンダーや電動モータ）と接続されており、弁体駆動部５２ｂにより弁体５２ａと繋がるシャフト５２ｃを供給路５１の開閉方向に移動させることによって、弁体５２ａにより供給路５１を開閉する。なお、弁体駆動部５２ｂの制御は、前述の制御部により行う。

【0042】

そして、供給機構５は、図１に示すように供給バルブ５２により供給路５１を開状態に切り替えることによって塗布部３へ塗布液１１を供給し、図２に示すように供給バルブ５２により供給路５１を閉状態に切り替えることによって塗布部３への塗布液１１の供給を停止する。そして、供給バルブ５２による供給路５１の開閉状態の切り替えを繰り返し行うことによって、塗布部３による塗布液１１の塗布と塗布の中断が繰り返し行われ、搬送機構２により搬送される基材１に対して塗布液１１が間欠的に塗布される。

【0043】

回収路５３は、図１に示すように、回収バルブ５４の出口部を介して塗布液１１の流路において供給バルブ５２よりも上流側に位置する供給路５１とタンク４を連結している。すなわち、供給路５１を流れる塗布液１１が、回収バルブ５４の入口部から回収バルブ５４に供給され、回収バルブ５４の出口部から回収路５３を通じてタンク４に回収されるようになっている。

【0044】

回収バルブ５４は、塗布液１１の流路を形成する開状態と塗布液１１の流路を遮断する閉状態との２つの状態に回収路５３の状態を切り替えるためのものである。この回収バルブ５４は、図１に示すように、弁体５４ａを有しており、弁体５４ａの位置を変化させることによって回収路５３の開閉状態を切り替えるようになっている。具体的には、図１に示すように、弁体５４ａは駆動源である弁体駆動部５４ｂ（たとえば、エアシリンダーや電動モータ）と接続されており、弁体駆動部５４ｂにより弁体５４ａと繋がるシャフト５４ｃを回収路５３の開閉方向に移動させることによって、弁体５４ａにより回収路５３を開閉する。なお、弁体駆動部５４ｂの制御は前述の制御部により行う。

【0045】

そして、供給機構５は、図２に示すように回収バルブ５４により回収路５３を開状態に切り替えることによってタンク４に塗布液１１を回収させ、図１に示すように回収バルブ５４により回収路５３を閉状態に切り替えることによってタンク４への塗布液１１の回収を停止する。

【0046】

ここで、図５（ａ）に示すように、供給機構５は、回収バルブ５４による回収路５３の開閉状態の切り替え動作を、供給バルブ５２による供給路５１の開閉状態の切り替え動作に合わせて行うようになっている。具体的には、図１および図２に示すように回収バルブ５４は、供給バルブ５２により供給路５１を開状態に切り替えるときに回収路５３を閉状態に切り替え、供給バルブ５２により供給路５１を閉状態に切り替えるときに回収路５３を開状態に切り替える。

【0047】

これにより、図２に示すように、供給バルブ５２により供給路５１を閉状態に切り替えて塗布部３への塗布液１１の供給を停止する際に、供給バルブ５２よりも上流に位置する供給路５１内の塗布液１１を回収路５３を通じてタンク４に回収させることができるため、供給バルブ５２よりも上流側に位置する供給路５１内の圧力が高くなることを防ぐことができる。これにより、供給バルブ５２により供給路５１を開状態に切り替えたときに、塗布液１１が塗布部３に過剰に供給されることを防ぐことができる。

【0048】

また、供給機構５は、供給バルブ５２により供給路５１を閉状態に切り替えて塗布部３による塗布液１１の塗布を中断させる際に、図２に示すように弁体駆動部５２ｂにより弁体５２ａと繋がるシャフト５２ｃを供給路５１の閉方向に移動させて、塗布部３内の圧力を低減させることによって、吐出口３６から供給路５１に向かって塗布液１１を引き込んでいる。これにより、塗布装置１００は、塗布部３による塗布液１１の塗布を中断するときに吐出口３６による液切りを行っている。

【0049】

ここで、塗布装置１００は、吐出口３６と離れた位置に設けられた供給バルブ５２の弁体５２ａの動作によって、塗布部３内の圧力を低減させているため、その効果が吐出口３６に及びにくくなっていた。そのため、吐出口３６における液切りを十分に行うことができず、塗膜１２の終端部である塗布終了部１４（図５（ｂ）を参照）において塗布液１１の引きずり（図９（ａ）に示す引きずり９３３）が生じる場合があった。そこで、本実施形態における塗布装置１００は、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりを抑制するため、容積調節機構６によって供給バルブ５２よりも吐出口３６に近い位置で塗布部３内の圧力を低減させている。

【0050】

以下、容積調節機構６について説明する。

【0051】

容積調節機構６は、塗布流路の容積を変化させるためのものである。ここでいう、塗布流路とは、塗布部３に形成された塗布液１１を吐出口３６に供給するための流路のことであり、本実施形態ではマニホールド３４、スリット３５、および第２のマニホールド３７のことをいう。この容積調節機構６は、図３に示すように、変形可能な一対の容積調節部６１と、一対の前記容積調節部６１のそれぞれを変形させる変形機構６２と、を有している。

【0052】

本実施形態における容積調節部６１は、変形可能なダイヤフラムであり、図３に示すように、塗布部３の塗布流路を形成する内壁部３９の一部を形成している。ここで、本実施形態では、図３に示すように、一対の容積調節部６１は幅方向における塗布部３の第２のマニホールド３７の両端部のそれぞれを形成する内壁部３９を形成している。このように容積調節部６１は、スリット３５よりも広い第２のマニホールド３７を形成する塗布部３の内壁部３９を形成しているため、スリット３５を形成する塗布部３の内壁部３９を容積調節部６１により形成するよりも塗布液１１の流れを阻害しにくくなっている。

【0053】

変形機構６２は、容積調節部６１を変形させるためのものであり、図３に示すように、塗布部３の外部から容積調節部６１と繋がるシャフト６２ａと、シャフト６２ａを幅方向に移動させる駆動部６２ｂ（たとえば、エアシリンダーや電動モータ）と、を有している。この変形機構６２は、駆動部６２ｂにより容積調節部６１と繋がるシャフト６２ａを移動させて容積調節部６１を変形させることによって、塗布流路の容積を調節している。

【0054】

具体的には、駆動部６２ｂにより幅方向における塗布部３の外側に向かってシャフト６２ａを引っ張るように移動させることによって、塗布流路の容積を大きくして塗布流路の圧力を低減させ、駆動部６２ｂにより幅方向における塗布部３の内側に向かってシャフト６２ａを押し込むように移動させることによって、塗布流路の容積を小さくして塗布流路の圧力を増大させている。なお、駆動部６２ｂの動作は前述の制御部により制御される。

【0055】

ここで、変形機構６２は、駆動部６２ｂにより幅方向における塗布部３の内側に向かってシャフト６２ａを押し込むように移動させるときは、図３に示すように一対の容積調節部６１により形成する塗布部３の内壁部３９が略平坦になるように一対の容積調節部６１を変形させる。この動作の後の一対の容積調節部６１の状態を第１の状態と呼ぶ。また、駆動部６２ｂにより幅方向における塗布部３の外側に向かってシャフト６２ａを引っ張るように移動させるときは、図４に示すように一対の容積調節部６１により形成する塗布部３の内壁部３９が幅方向における塗布部３の外側に向かって凸状になるように一対の容積調節部６１を変形させる。この動作の後の一対の容積調節部６１の状態を第２の状態と呼ぶ。

【0056】

また、本実施形態における容積調節機構６は、塗布部３による塗布液１１の塗布を中断させる際に、塗布流路の容積が塗布部３により塗布液１１を塗布しているときよりも大きくなるように一対の容積調節部６１を変形させる第１の調節モードと、塗布部３による塗布液１１の塗布を再開させる際に第１の調節モードにおいて変形された一対の容積調節部６１をもとに戻すように一対の容積調節部６１の挿入量を調節する第２の調節モードと、を有している。なお、第１の調節モードと第２の調節モードの２つのモードは、前述の制御部により切り替えられる。

【0057】

具体的に説明する。容積調節機構６は、第１の調節モードにおいて、一対の容積調節部６１が図３に示す第１の状態から図４に示す第２の状態になるように、駆動部６２ｂにより幅方向における塗布部３の外側に向かってシャフト６２ａを引っ張るように移動させて一対の容積調節部６１を変形させることによって、塗布流路の容積を大きくして塗布流路の圧力を低減させている。すなわち、容積調節機構６は、塗布部３の内壁部３９の一部を変形させることによって、塗布部３内の圧力を低減させている。これにより、吐出口３６に近い位置で塗布部３内の圧力を低減させることが可能になるため、その効果を吐出口３６に及ぼしやすくなる。これにより、塗布部３による塗布液１１の塗布を中断させる際に、吐出口３６における液切りを十分に行うことが可能になり、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりを抑制することができる。

【0058】

ここで、第１の調節モードでは、変形機構６２によって、塗布部３の塗布流路の両端部のそれぞれを形成する内壁部３９の一部を形成する一対の容積調節部６１を変形させることにより、幅方向における塗布流路の両端部のそれぞれの近傍の容積を大きくしている。そのため、１つの容積調節部６１を変形させることによって塗布流路の容積を大きくするよりも、高速で塗布流路の圧力を低減させることが可能になるため、塗布終了部１３における塗布液１１の引きずりをより抑制することができる。また、塗布流路の圧力を幅方向に亘って低減させることが可能になり、その効果を吐出口３６の幅方向に亘って及ぼすことができる。これにより、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりを幅方向に亘って抑制することができる。

【0059】

また、容積調節部６１が、マニホールド３４よりも吐出口３６に近い第２のマニホールド３７を形成する塗布部３の内壁部３９の一部を形成しているため、マニホールド３４を形成する塗布部３の内壁部３９の一部を容積調節部６１により形成するよりも吐出口３６に近い位置で塗布流路の圧力を低減させることが可能になり、その効果を吐出口３６により及ぼしやすくなる。これにより、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりをより抑制することができる。

【0060】

また、容積調節機構６は、第２の調節モードにおいて、一対の容積調節部６１が図４に示す第２の状態から図３に示す第１の状態に戻すように、駆動部６２ｂにより幅方向における塗布部３の内側に向かってシャフト６２ａを押し込むように移動させて一対の容積調節部６１を変形させることによって、塗布流路の容積を小さくして塗布流路の圧力を増大させている。これにより、塗布液１１が塗布流路から吐出口３６に向かって押し出され、吐出口３６から吐出される。

【0061】

ここで、第２の調節モードにおいて、変形機構６２により一対の容積調節部６１が変形する第１の状態は、一対の容積調節部６１により形成する塗布部３の内壁部３９が略平坦になるように一対の容積調節部６１を変形させた状態であるため、塗布液１１の流れを阻害しにくくなっている。具体的には、仮に第１の状態が、一対の容積調節部６１により形成する塗布部３の内壁部３９が幅方向における塗布部３の内側に向かって凸状になるように一対の容積調節部６１を変形させた状態であった場合、一対の容積調節部６１が塗布液１１の流れを阻害する可能性がある。これに対して、本実施形態では、第１の状態が、一対の容積調節部６１により形成する塗布部３の内壁部３９が略平坦になるように一対の容積調節部６１を変形させた状態であるため、塗布液１１の流れを阻害しにくくなっている。

【0062】

以下に本実施形態における塗布装置１００の動作について具体的に説明する。

【0063】

なお、以下の説明では、図５（ａ）に示すように供給機構５による塗布部３への塗布液１１の供給が行われておらず、塗布液１１の塗布を行っていない状態から説明する。すなわち、図２に示すように、供給バルブ５２により供給路５１が閉状態になり、回収バルブ５４により回収路５３が開状態になっている状態から説明を始める。なお、ポンプによるタンク４から塗布部３への塗布液１１の送液は、塗布部３による塗布液１１の塗布を完全に停止させるまでの間は常に行われているものとする。

【0064】

まず、塗布装置１００により塗布液１１の塗布を開始するときの動作を説明する。塗布装置１００は、図１および図５（ａ）に示すように、供給バルブ５２により供給路５１を閉状態から開状態に切り替え、回収バルブ５４により回収路５３を開状態から閉状態に切り替える。これにより、塗布液１１が、ポンプによりタンク４から供給路５１を通じてマニホールド３４に供給される。そして、マニホールド３４に供給された塗布液１１がスリット３５を経由して吐出口３６から吐出される。これにより、図５（ｂ）に示すように搬送機構２により搬送される基材１上に塗布開始部１３が形成される。この塗布装置１００により塗布液１１の塗布を開始するときの一連の動作は、塗布液１１の塗布を中断した後、塗布液１１の塗布を再開するときにも行われるようになっている。

【0065】

また、塗布装置１００により塗布液１１の塗布を開始するときは、図３に示すように一対の容積調節部６１は第１の状態になっている。

【0066】

そして、塗布装置１００は、供給バルブ５２、回収バルブ５３、および一対の容積調節部６１の状態を維持しながら塗布部３による塗布液１１の塗布を続けることによって、図５（ｂ）に示すように搬送機構２により搬送される基材１上に塗膜１２を形成する。

【0067】

次に、塗布装置１００により塗布液１１の塗布を中断するときの動作を説明する。塗布装置１００は、図２および図５（ａ）に示すように、供給バルブ５２により供給路５１を開状態から閉状態に切り替え、回収バルブ５４により回収路５３を閉状態から開状態に切り替える。これにより、マニホールド３４への塗布液１１の供給が停止されて塗布部３による塗布液１１の塗布が中断され、図５（ｂ）に示すように搬送機構２により搬送される基材１上に塗膜１２の終端である塗布終了部１４が形成される。

【0068】

ここで、容積調節機構６は、供給バルブ５２と回収バルブ５４の動作と同時に、第１の調節モードにおける動作を実行する。具体的には、容積調節機構６は、一対の容積調節部６１が図３および図５（ａ）に示す第１の状態から図４および図５（ａ）に示す第２の状態になるように、変形機構６２により一対の容積調節部６１を変形させることによって、塗布流路の容積を大きくして塗布流路の圧力を低減させる。これにより、吐出口３６における液切りが行われる。

【0069】

次に、塗布装置１００により塗布液１１の塗布を再開するときの動作を説明する。なお、容積調節機構６の動作以外は、塗布液１１の塗布を開始するときの動作と同様なため、説明を省略する。

【0070】

容積調節機構６は、供給バルブ５２と回収バルブ５４の動作と同時に、第２の調節モードにおける動作を実行する。具体的には、容積調節機構６は、一対の容積調節部６１が図４および図５（ａ）に示す第２の状態から図３および図５（ａ）に示す第１の状態に戻すように、変形機構６２により一対の容積調節部６１を変形させることによって、塗布流路の容積を小さくして塗布流路の圧力を増大させている。

【0071】

これにより、塗布部３による塗布液１１の塗布が再開され、塗布開始部１３が形成される。そして、塗布装置１００は、以上の動作を図５（ａ）に示すように繰り返し行うことによって、図５（ｂ）に示すように基材１に塗布液１１を間欠的に塗布する。

【0072】

このように上記実施形態における塗布装置１００によれば、容積調節機構６が容積調節部６１と変形機構６２を有し、変形機構６２によって、塗布部３の塗布流路を形成する内壁部３９の一部を形成する容積調節部６１を変形させることにより、塗布流路の容積を大きくし、塗布流路の圧力を低減させ、吐出口３６から塗布流路に向かって塗布液１１を引き込むことが可能になる。すなわち、容積調節機構６は、塗布部３の内壁部３９の一部を変形させることによって、塗布部３内の圧力を低減させている。これにより、吐出口３６に近い位置で塗布部３内の圧力を低減させることが可能になるため、その効果を吐出口３６に及ぼしやすくなる。これにより、塗布部３による塗布液１１の塗布を中断させる際に吐出口３６における液切りを十分に行うことが可能になり、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりを抑制することができる。

【0073】

また、本実施形態では、容積調節部６１が高速で変形することが可能なダイヤフラムであるため、従来のように供給バルブ５２の弁体５２ａを閉状態に切り替えて塗布部３内の圧力を低減させるよりも高速で塗布部３内の圧力を低減させることができる。これにより、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりをより抑制することができる。

【0074】

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態における塗布装置１００について説明する。本実施形態における塗布装置１００は、容積調節部６１がバイメタルであり、変形機構６２が温調機構である点で第一実施形態と異なっている。なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の点について具体的説明は省略し、相反する部分を中心に説明する。

【0075】

本実施形態における容積調節部６１は、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせて形成されたバイメタルであり、加熱または冷却されると変形するようになっている。また、変形機構６２は、容積調節部６１を加熱または冷却することによって容積調節部６１の温度を調節する温調機構である。そして、変形機構６２により容積調節部６１の温度を調節することによって、前述の第１の状態と第２の状態に容積調節部６１を変形させている。これにより、塗布流路の容積を調節している。

【0076】

本実施形態では、容積調節部６１が高速で変形することが可能なバイメタルであるため、従来のように供給バルブ５２の弁体５２ａを閉状態に切り替えて塗布部３内の圧力を低減させるよりも高速で塗布部３内の圧力を低減させることができる。これにより、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりをより抑制することができる。

【0077】

〔第三実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態における塗布装置１００について説明する。本実施形態における塗布装置１００は、容積調節部６１が圧電素子である点で第一実施形態と異なっている。なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の点について具体的説明は省略し、相反する部分を中心に説明する。

【0078】

本実施形態における容積調節部６は、電圧が印可されることによって変形する圧電素子である。また、変形機構６２は、容積調節部６１に電圧を印加するためのものである。そして、容積調節機構６は、変形機構６２により容積調節部６１に電圧を印加することによって、前述の第１の状態と第２の状態に容積調節部６１を変形させている（所謂、逆圧電効果）。これにより、塗布流路の容積を調節している。

【0079】

本実施形態では、容積調節部６１が高速で変形することが可能な圧電素子であるため、従来のように供給バルブ５２の弁体５２ａを閉状態に切り替えて塗布部３内の圧力を低減させるよりも高速で塗布部３内の圧力を低減させることができる。これにより、塗布終了部１４における塗布液１１の引きずりをより抑制することができる。

【0080】

〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態における塗布装置１００について図６および図７を用いて説明する。本実施形態における塗布装置１００は、容積調節機構６が一対の容積調節部６１を複数組有している点で第一実施形態と異なっている。なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の点について具体的説明は省略し、相反する部分を中心に説明する。

【0081】

本実施形態における容積調節機構６は、一対の容積調節部６１を複数組有している。本実施形態では、図６（ａ）に示すように同じ構造の容積調節部６１が２組設けられており、各々の一対の容積調節部６１が隣り合うように配置されている。そして、各々の容積調節部６１に対して変形機構６２が１つずつ設けられており、本実施形態では駆動部６２により各々の一対の容積調節部６１を個別に変形させるようになっている。

【0082】

具体的に説明する。容積調節機構６は、第１の調節モードにおいて、一対の容積調節部６１が図６（ａ）に示す第１の状態から図６（ｂ）に示す第２の状態になるように、変形機構６２により各々の一対の容積調節部６１を同時に変形させることによって、塗布流路の容積を大きくして塗布流路の圧力を低減させる。これにより、吐出口３６における液切りを行う。

【0083】

ここで、容積調節機構６は、第２の調節モードにおいて、一対の容積調節部６１が図６（ｂ）に示す第２の状態から図６（ａ）に示す第２の状態になるように、変形機構６２により各々の一対の容積調節部６１を変形させるときに、図７に示すように各々の一対の容積調節機構６１を時間差をもたせて変形させる。すなわち、各々の一対の容積調節部６１を時間差を持たせて変形させることによって、塗布流路の容積が急速に小さくなり塗布流路の圧力が急速に増大することを防いでいる。これにより、塗布部３による塗布液１１の塗布を再開させる際に塗布液１１が吐出口３６から過剰に塗布されることを防ぎ、塗膜１２の始端である塗布開始部１３（図５（ｂ）を参照）において塗膜１２が盛り上がる（図９（ｂ）の盛り上がり９３４）ことを防ぐことができる。

【0084】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。たとえば、上記実施形態では、一対の容積調節部６１が幅方向における塗布部３の塗布流路の両端部のそれぞれを形成する内壁部３９の一部を形成する例について説明したが、これに限られない。たとえば、基材１の搬送方向および幅方向と直交する方向における塗布部３の塗布流路を形成する内壁部３９の一部を容積調節部６１により形成してもよい。

【0085】

また、上記実施形態では、容積調節部６１が、塗布部３の第２のマニホールド３７を形成する内壁部３９の一部を形成する例について説明したが、これに限られない。たとえば、塗布部３のマニホールド３４を形成する内壁部３９の一部を容積調節部６１により形成してもよい。

【0086】

また、上記実施形態では、供給バルブ５２と回収バルブ５４により供給路５１と回収路５３の開閉状態を切り替えることによって塗布部３による塗布液１１の塗布と塗布の中断を行っていたが、容積調節機構６によって行ってもよい。すなわち、塗布装置１００は、供給バルブ５２と回収バルブ５４を備えていなくてもよい。

【符号の説明】

【0087】

１００ 塗布装置
１ 基材
１１ 塗布液
１２ 塗膜
１３ 塗布開始部
１４ 塗布終了部
２ 搬送機構
２１ 塗布ロール
３ 塗布部
３１ 第１の分割体
３１ａ 第１のリップ
３２ 第２の分割体
３２ａ 第２のリップ
３３ シム板
３４ マニホールド
３５ スリット
３６ 吐出口
３７ 第２のマニホールド
３８ 流入部
３９ 内壁部
４ タンク
５ 供給機構
５１ 供給路
５２ 供給バルブ
５２ａ 弁体
５２ｂ 弁体駆動部
５２ｃ シャフト
５３ 回収路
５４ 回収バルブ
５４ａ 弁体
５４ｂ 弁体駆動部
５４ｃ シャフト
６ 容積調節機構
６１ 容積調節部
６２ 変形機構
６２ａ シャフト部
６２ｂ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】