JP2019081148A - 塗布装置およびラインセンサ撮像部の光軸調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の精度を維持して、正確な塗布端部位置を検出できる、塗布装置及びライン撮像部の光軸調整方法の提供。【解決手段】所定方向に連続搬送される基材の表面に塗液を塗布する塗布装置1で、塗布ダイ2と、バックアップロール3と、ラインセンサ撮像部4と、ラインセンサ撮像部4のロール角度θ1、ピッチ角度、ヨー角度、作動距離WDを調整する撮像位置角度調整機構5と、バックアップロール3の回転を制御する制御部とを備え、バックアップロール3の基材接触面には、ロール角度θ1及びピッチ角度の調整基準となる第1基準パターンと、ヨー角度及び作動距離WDの調整基準となる第2基準パターンが付されており、制御部が、ラインセンサ撮像部4で第1基準パターンを観察する第1観察モードと、ラインセンサ撮像部4で第2基準パターンを観察する第2観察モードとを備える塗布装置1。【選択図】図1
Description
本発明は、帯状の基材を連続搬送しながら当該基材の表面に塗液を塗布する塗布装置および、当該装置において塗布端部位置を検出するラインセンサ撮像部の光軸調整方法に関する。
電池材料の電極板は、アルミ箔や銅箔などの導電性の基材の表面に活物質やカーボン材(つまり塗液)を塗布・乾燥させることで製造されている。
この製造過程における塗布装置は、帯状の基材をロール・トゥ・ロール方式で連続搬送させながら、当該基材の基材の表面に所定の幅で塗液をスリットノズル(つまり、塗布ダイ)から吐出させており、基材と塗布ダイとのギャップや塗液の供給量を調節することで塗膜の厚みや塗布幅を調節している(例えば、特許文献1)。そして、塗布形態としては、基材の幅方向に亘って広幅で塗布する1条塗布のみならず、中央を塗布しない2条塗布や、ストライプ状の多条塗布などがある。
塗布幅の測定は、基材の幅方向の端部を基準とし、光学式カメラで基材と塗液の表面反射のコントラストから境界位置(つまり、塗布端部位置)を検出する方式(いわゆる、反射方式)や、β線やX線などを照射して基材と塗液の透過・吸収率の違いから境界位置を検出する方式(いわゆる、透過方式)等を用いて行われる(例えば、特許文献 )。特に反射方式で塗布端部位置を検出する場合、基材が連続搬送中にばたつく(厚み方向に揺動する)ことを防止するために、基材の搬送経路中にバックアップロール(サポートロールとも言う)と呼ばれる回転ロールを配置し、バックアップロールに基材を接触させて、基材のばたつきが生じない区間で塗布端部位置の検出が行われている。
塗布端部位置の検出を反射方式で行う場合、基材と接触しているバックアップロールの稜線部(円柱状の側面のうち、回転軸方向に直線となる部位)で行うことが望ましい。このとき、ラインセンサを備えたラインカメラ(つまり、ライン撮像部)を用い、ラインセンサの合焦ラインをバックアップロールの稜線部と一致させることで、所望の精度を維持しつつリアルタイムで塗布幅の測定ができる。
しかし、ライン撮像部を用いた場合、その光軸(ロール角度、ピッチ角度、ヨー角度)がずれると、合焦ラインがバックアップロールの稜線部と一致しない。その上、合焦ラインの端と中央とで、ラインセンサの画素毎の合焦位置がずれるため、所望の精度を維持できなくなり、正確な塗布端部位置を検出することが困難となる。
そのため、ライン撮像部の光軸調整には、多大な時間が費やされていた。
そこで本発明は、所望の精度を維持して、正確な塗布端部位置を検出することができる、塗布装置およびライン撮像部の光軸調整方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
所定方向に連続搬送される基材の表面に塗液を塗布する塗布装置において、
基材の表面に向けて塗液を吐出させる塗布ダイと、
塗布ダイの下流側であって、基材の塗液が塗布される側とは反対側に配置されて、当該基材と所定の接触角で接触しながら回転するバックアップロールと、
基材と接触するバックアップロールの基材接触面と対向配置されて、当該基材の表面に塗布された塗液の塗布端部位置を観察するラインセンサ撮像部と、
ラインセンサ撮像部のロール角度、ピッチ角度、ヨー角度、作動距離を調整する撮像位置角度調整機構と、
バックアップロールの回転を制御する制御部とを備え、
バックアップロールの基材接触面には、ロール角度およびピッチ角度の調整基準となる第1基準パターンと、ヨー角度および作動距離の調整基準となる第2基準パターンが付されており、
制御部は、
ラインセンサ撮像部で第1基準パターンを観察する第1観察モードと、
ラインセンサ撮像部で第2基準パターンを観察する第2観察モードとを備えた
ことを特徴とする、塗布装置である。
また、別の局面に係る一態様は、
所定方向に連続搬送される基材の表面に塗布ダイから塗液を吐出させて塗布する塗布装置における、当該塗液の塗布端部位置を観察するラインセンサ撮像部の光軸調整方法であって、
塗布装置には、
塗布ダイの下流側であって、基材の塗液が塗布される側とは反対側に配置されて、当該基材と所定の接触角で接触しながら回転するバックアップロールと、
ラインセンサ撮像部のロール角度、ピッチ角度、ヨー角度、作動距離を調整する撮像位置角度調整機構とが備えられ、
バックアップロールの基材接触面には、ロール角度およびピッチ角度の調整基準となる第1基準パターンと、ヨー角度および作動距離の調整基準となる第2基準パターンが付されており、
先ず、第1基準パターンがラインセンサ撮像部で観察される位置で、当該ラインセンサ撮像部のロール角度およびピッチ角度を調整し、
次に、第2基準パターンがラインセンサ撮像部で観察される位置で、当該ラインセンサ撮像部のヨー角度および作動距離を調整する
ことを特徴とする、ラインセンサ撮像部の光軸調整方法である。
所定方向に連続搬送される基材の表面に塗液を塗布する塗布装置において、
基材の表面に向けて塗液を吐出させる塗布ダイと、
塗布ダイの下流側であって、基材の塗液が塗布される側とは反対側に配置されて、当該基材と所定の接触角で接触しながら回転するバックアップロールと、
基材と接触するバックアップロールの基材接触面と対向配置されて、当該基材の表面に塗布された塗液の塗布端部位置を観察するラインセンサ撮像部と、
ラインセンサ撮像部のロール角度、ピッチ角度、ヨー角度、作動距離を調整する撮像位置角度調整機構と、
バックアップロールの回転を制御する制御部とを備え、
バックアップロールの基材接触面には、ロール角度およびピッチ角度の調整基準となる第1基準パターンと、ヨー角度および作動距離の調整基準となる第2基準パターンが付されており、
制御部は、
ラインセンサ撮像部で第1基準パターンを観察する第1観察モードと、
ラインセンサ撮像部で第2基準パターンを観察する第2観察モードとを備えた
ことを特徴とする、塗布装置である。
また、別の局面に係る一態様は、
所定方向に連続搬送される基材の表面に塗布ダイから塗液を吐出させて塗布する塗布装置における、当該塗液の塗布端部位置を観察するラインセンサ撮像部の光軸調整方法であって、
塗布装置には、
塗布ダイの下流側であって、基材の塗液が塗布される側とは反対側に配置されて、当該基材と所定の接触角で接触しながら回転するバックアップロールと、
ラインセンサ撮像部のロール角度、ピッチ角度、ヨー角度、作動距離を調整する撮像位置角度調整機構とが備えられ、
バックアップロールの基材接触面には、ロール角度およびピッチ角度の調整基準となる第1基準パターンと、ヨー角度および作動距離の調整基準となる第2基準パターンが付されており、
先ず、第1基準パターンがラインセンサ撮像部で観察される位置で、当該ラインセンサ撮像部のロール角度およびピッチ角度を調整し、
次に、第2基準パターンがラインセンサ撮像部で観察される位置で、当該ラインセンサ撮像部のヨー角度および作動距離を調整する
ことを特徴とする、ラインセンサ撮像部の光軸調整方法である。
ラインセンサの合焦ラインをバックアップロールの稜線部と一致させることが容易となる。そのため、所望の精度を維持して、正確な塗布端部位置を検出することができる。
以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。なお各図では、水平方向をx方向、y方向と表現し、xy平面に垂直な方向(つまり、重力方向)をz方向と表現する。また、帯状の基材(以下、基材と言う)Wの搬送経路において、搬送方向MD(x方向ないしz方向)と直交する方向(つまり、y方向)を幅方向TDと呼ぶ。また、基材Wの搬送経路において、基材Wの供給側(つまり、ロール等から送り出される側)を上流側、基材Wの回収側(つまり、ロール等に巻き取られる側)を下流側と呼ぶ。また、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。
塗布装置1は、所定方向に連続搬送される基材Wの表面に塗液を塗布するものである。ここで言う所定方向とは、基材Wの搬送方向MDを意味する。
図1は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図1には、本発明に係る塗布装置1の斜視図が示されている。
図2は、本発明を具現化する形態の一例のシステム構成を示すブロック図である。
図2は、本発明を具現化する形態の一例のシステム構成を示すブロック図である。
図3は、本発明を具現化する形態の一例の要部構成を示す概略図である。図3(a)には、本発明に係る塗布装置1の正面図が示されており、図3(b)には、本発明に係る塗布装置1の側面図が示されている。
具体的には、塗布装置1は、塗布ダイ2、バックアップロール3、ラインセンサ撮像部4、撮像位置角度調整機構5、照明ユニット6、制御部9等を備えている。
塗布ダイ2は、基材Wの表面に向けて塗液を吐出させるものである。
具体的には、塗布ダイ2は、バックアップロールRの円周側面と所定のギャップ(隙間、空隙とも言う)を隔てて対向配置されており、このギャップの間を基材Wが通過する構成をしている。
より具体的には、塗布ダイ2は、塗液を供給するための塗液タンクと配管やホース等と接続されている。そして、この配管系路中には、塗液を連続的に送り出す送液ポンプと、送液の停止/再開を切り替えるバルブ(塗布バルブとも言う)等が配置されている。さらに、塗布ダイ2は、塗布ギャップ調整機構21を介して装置フレーム(不図示または符号10)に取り付けられている。
塗布ギャップ調整機構21は、塗布ダイ2とバックアップロールRとの間隔(つまり、塗布ギャップ)を調整するものであり、制御部9からの制御信号に基づいて、塗布ギャップの調整が行われる。
バックアップロールRは、モータMTにより回転駆動され、エンコーダENにて回転速度や回転角度を検出しながら、所定の回転速度で回転するよう制御部9で制御される。
バックアップロール3は、連続搬送中の基材Wのばたつきを防止するものである。
バックアップロール3は、塗布ダイ2の下流側であって、基材Wの塗液が塗布される側とは反対側に配置されており、当該基材Wと所定の接触角αで接触しながら回転する構成をしている。
具体的には、バックアップロール3は、基材Wの幅方向TDに所定の(基材Wの両端部よりも長い)長さを有する円柱状または円筒状の部材で、回転軸3cを中心に回転するよう装置フレーム10に取り付けられている。そして、詳細は後述するが、バックアップロール3の円周側面には、第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2が付されている。
より具体的には、バックアップロール3は、回転モータ31とエンコーダ32が連結されている。回転モータ31は、バックアップロール3を所定の回転速度で回転したり、静止させたりするものであり、サーボモータが例示できる。エンコーダ32は、バックアップロール3の回転速度や回転角度(つまり、現在位置)を検出するものであり、ロータリエンコーダが例示できる。
回転モータ31とエンコーダ32は、制御部9と接続されており、制御部9からの制御信号に基づいて回転の制御が行われる。そのため、バックアップロール3は、制御部9によって所定の回転速度で回転させたり、所定の角度で静止させたりすることができる。
ラインセンサ撮像部4は、基材Wの表面に塗布された塗液の塗布端部位置を観察するものである。
具体的には、ラインセンサ撮像部4は、幅方向TDに所定の長さの受光部を有するラインセンサを備え、基材Wと接触するバックアップロール3の基材接触面と所定の作動距離WDを隔てて対向配置されている。
より具体的には、ラインセンサ撮像部4は、CCDラインセンサを受光部として備え、バックアップロール3の稜線部に直線状に設定された部位(つまり、撮像ライン)Fを撮像して取得した濃淡情報(輝度情報とも言う)を電気信号に変換して出力するものである。ラインセンサ撮像部4から出力された輝度信号は、信号処理機能を備えた塗布端部位置検出装置にて信号処理され、輝度差(つまり、濃淡差)が急峻な部分を判別して基材Wの表面に塗布された塗液の塗布端部位置の検出が行われる。
さらに、ラインセンサ撮像部4は、基材Wの表面に塗布された塗液の塗布端部位置を検出するのみならず、詳細は後述するが、バックアップロール3に付された第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2を撮像し、当該基準パターンPT1,PT2の撮像位置に応じた輝度信号Ixを出力する機能も備えている。
撮像位置角度調整機構5は、バックアップロール3に対するラインセンサ撮像部4のロール角度θ1、ピッチ角度θ2、ヨー角度θ3、作動距離WDを調整するものである。
ここで言うロール角度θ1とは、ラインセンサ撮像部4の光軸中心Lcを中心に回転して変化する方向であり、バックアップロール3の回転軸3cとラインセンサ撮像部4の合焦ラインとのねじれ角が変化する方向である(図1参照)。
一方、ピッチ角度θ2とは、ラインセンサ撮像部4の光軸中心Lcが基材Wの搬送方向MDに傾動して変化する方向であり、ラインセンサ撮像部4の合焦ラインがバックアップロール3の稜線部に対して搬送方向MDの上流側ないし下流側に変化する方向である(図3(b)参照)。
一方、ヨー角度θ3とは、ラインセンサ撮像部4の光軸中心Lcが基材Wの幅方向TDに傾動して変化する方向であり、ラインセンサ撮像部4の合焦ラインとバックアップロール3の稜線部との平行度が変化する方向である(図3(a)参照)。
具体的には、撮像位置角度調整機構5は、装置フレーム(不図示または符号10)に取り付けられており、ラインセンサ撮像部4をロール角度θ1、ピッチ角度θ2、ヨー角度θ3の各方向に所定角度傾けたり所定角度で固定したり、バックアップロール3との間隔を変えたり所定位置で固定したりするものである。
より具体的には、撮像位置角度調整機構5は、ロール角度θ1を調整する角度調整ステージ(傾斜ステージ、ゴニオステージとも言う)51と、ピッチ角度θ2を調整する角度調整ステージ52と、ヨー角度θ3を調整する角度調整ステージ53と、作動距離WDを調整する直動ステージ54とを組み合わせたものが例示できる。
照明ユニット6は、基材Wの表面に塗布された塗液の塗布端部位置をラインセンサ4で検出する際や、第1および第2基準パターンPT1,PT2をラインセンサ4で観察する際に必要な光を、バックアップロール3の稜線部およびその周囲に照射するものである。
具体的には、照明ユニット6は、基材Wの幅方向TD全域に亘ってラインセンサ4の撮像エリアを含む所定範囲(つまり、照射範囲)LFに照明光Lを照射するものである(図4,図5参照)。
より具体的には、照明ユニット6は、LEDを光源とするバー型照明で構成されており、連結金具BTを介してラインセンサ撮像部4に取り付けられている。
制御部9は、バックアップロール3の回転を制御するものである。さらに、制御部9は、基材Wを連続搬送させながら塗液を塗布する塗布モードのほかに、ラインセンサ撮像部4で第1基準パターンPT1を観察する第1観察モードと、ラインセンサ撮像部4で第2基準パターンPT2を観察する第2観察モードとを備えている。
具体的には、制御部9は、バックアップロール3を回転させる回転モータ31の回転速度や回転角度を制御するものである。また、制御部9は、バックアップロール3の回転制御や、上述した塗布ギャップ調整機構21の制御のみならず、塗布ダイ2に塗液を送液するための塗布バルブの切替制御などを行う機能を備えている。
より具体的には、制御部9は、コンピュータやプログラマブルロジックコントローラと、パルス制御ユニット、モータアンプ等を備えて構成されている。そして、回転モータ31がサーボモータの場合、制御部9は、回転モータ31と連結されたエンコーダ32から出力される信号をモニタリングしつつ、回転モータ31に所定の電圧を印加する制御(いわゆる、セミクローズドループ制御)を行う。
或いは、回転モータ31がステッピングモータ(パルスモータとも言う)の場合、制御部9は、ステッピングモータに印加する2相のパルス状電圧を所定周期で印加する制御(いわゆる、オープンループ制御)を行う。この場合、必要に応じてバックアップロール3または回転モータ31に連結させたエンコーダ32を備え、エンコーダ32によりバックアップロール3の回転角度や原点角度をモニタリングする構成とする。
そして、制御部9は、バックアップロール3を第1の角度ω1や第2の角度ω2に回転させて、そのまま静止させる機能を備えている。ここで言う静止とは、セミクローズドループ制御でサーボモータが所定角度を維持するようにした(いわゆる、サーボロック)状態や、オープンループ制御のステッピングモータに駆動パルスを印加せず励磁力で静止させる状態を言う。なお、静止状態を確実に維持するために、サーボロックや励磁力による静止に加えて、制御部9からの指令に基づいて回転軸を把持して摩擦力によるブレーキをはたらかせるもの(いわゆる、電磁ブレーキ)を備えた構成としても良い。
[第1基準パターンPT1、第2基準パターンPT2]
バックアップロール3の基材接触面には、ロール角度θ1およびピッチ角度θ2の調整基準となる第1基準パターンPT1と、ヨー角度θ3および作動距離WDの調整基準となる第2基準パターンPT2が付されている。
バックアップロール3の基材接触面には、ロール角度θ1およびピッチ角度θ2の調整基準となる第1基準パターンPT1と、ヨー角度θ3および作動距離WDの調整基準となる第2基準パターンPT2が付されている。
図4は、本発明を具現化する形態の一例の要部を拡大して示した概略図であり、図4には、バックアップロール3が第1の角度ω1にあり、第1基準パターンPT1がラインセンサ撮像部4で観察される位置にある状態が示されている。
図5は、本発明を具現化する形態の一例の要部を拡大して示した概略図であり、図5には、バックアップロール3が第2の角度ω2にあり、第2基準パターンPT2がラインセンサ撮像部4で観察される位置にある状態が示されている。
なお、第1の角度ω1とは、第1基準パターンPT1がラインセンサ撮像部4で観察されるバックアップロール3の角度であり、例えば、バックアップロール3またはエンコーダ32の原点位置Hが水平方向下流側(図2(b)で言えば、時計の時針が3時を示す方向)にある状態である。また、第2の角度ω2とは、第2基準パターンPT2がラインセンサ撮像部4で観察されるバックアップロール3の角度であり、例えば、バックアップロール3またはエンコーダ32の原点位置Hが水平方向下流側から時計回りに30度回転した状態(図2(b)で言えば、時計の時針が4時を示す方向)にある状態である。
具体的には、第1基準パターンPT1は、複数の三角形の明暗パターンが幅方向TDに並んだ構成をしており、第2基準パターンPT2は、幅方向TDに等間隔の縦縞(いわゆる、ストライプ)パターンが並んだ構成をしている。
より具体的には、第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2が、バックアップロールに描画されている。そして、バックアップロール3が第1の角度ω1にあるとき、第1基準パターンPT1がラインセンサ撮像部4で観察される位置(例えば、上を向く位置)に配置されており、バックアップロール3が第2の角度ω2にあるとき、第2基準パターンPT2がラインセンサ撮像部4で観察される位置(例えば、上を向く位置)に配置されている。
[撮像位置角度調整手順]
図6は、本発明を具現化する手順の一例を示すフローチャートである。
図6は、本発明を具現化する手順の一例を示すフローチャートである。
まず、バックアップロール3を第1の角度ω1に回転および静止させ、ラインセンサ撮像部4で第1基準パターンPT1を観察する(ステップs10:第1観察モード)。
そして、撮像位置角度調整機構5の角度調整ステージ51を調整してロール角度θ1を調整し(ステップs11)、角度調整ステージ52を調整してピッチ角度θ2を調整する(ステップs12)。
その後、バックアップロール3を第2の角度ω2に回転および静止させ、ラインセンサ撮像部4で第2基準パターンPT2を観察する(ステップs13:第2観察モード)。
そして、撮像位置角度調整機構5の角度調整ステージ53を調整してヨー角度θ3を調整し(ステップs14)、直動ステージ54を調整して作動距離WDを調整する(ステップs15)。
具体的には、それぞれの角度θ1〜3や作動距離WDは、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixをモニタリングしながら、下述の様にして調整する。
<第1観察モード>
図7は、本発明を具現化する形態における撮像角度調整中のラインセンサの撮像ライン位置と出力信号イメージを示した概略図である。
<第1観察モード>
図7は、本発明を具現化する形態における撮像角度調整中のラインセンサの撮像ライン位置と出力信号イメージを示した概略図である。
図7(a)には、第1基準パターンPT1とその基準ラインB1と、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインFとの位置関係が例示されている。
図7(b)には、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインが、図7(a)中の符号Fで示す様に、基準ラインB1と重なる位置にあるときの、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixが例示されている。第1基準パターンPT1は、三角形の明暗パターンが幅方向TDにくり返し付された模様で構成されており、その基準ラインB1上の明部と暗部の長さは幅方向TDで各々1:1である。そのため、基準ラインB1に撮像ラインFがあれば、輝度信号Ixの明部と暗部の振幅が幅方向TDに亘って1:1(デューティー比50%とも言う)になる。つまり、この様な状態にあれば、ロール角度θ1およびピッチ角度θ2の調整は必要ない。
図7(c)には、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインが、図7(a)中の符号F’で示す様に、基準ラインB1に対して反時計回りに傾斜した位置にあるときの、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixが例示されている。このとき、輝度信号Ixの明部と暗部との振幅が幅方向TDに亘って1:1にならず、偏った状態となる。図示の状態は、左端側ほど明部よりも暗部の振幅が大きく、中央部は明部と暗部の振幅が概ね同じで、右端部ほど暗部よりも明部の長さが大きいことを表している。
図7(d)には、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインが、図7(a)中の符号F”で示す様に、基準ラインB1に対して搬送方向MDにずれた位置にあるときの、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixが例示されている。このとき、輝度信号Ixの明部と暗部との振幅が幅方向TDに亘って1:1にならず、偏った状態となる。図示の状態は、幅方向TDに亘って、暗部よりも明部の長さが大きいことを表している。
そのため、第1観察モードでは、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixのデューティー比の左右差や大きさやを見ながら、幅方向TDに亘って明暗パターンの輝度信号Ixの明暗比率が1:1になる様にロール角度θ1とピッチ角度θ2を調整する。そうすることで、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインFを、基準ラインB1に一致させることができる。
<第2観察モード>
上述の手順にて、撮像ラインFを、基準ラインB1に一致させても、幅方向TDの左端部と右端部とで作動距離Dがずれている(いわゆる、平行度が合っていない)状態であったり、作動距離WDが規定範囲内に収まっていない場合もある。そのため、ヨー角度θ3や作動距離WDを調整する必要がある。
<第2観察モード>
上述の手順にて、撮像ラインFを、基準ラインB1に一致させても、幅方向TDの左端部と右端部とで作動距離Dがずれている(いわゆる、平行度が合っていない)状態であったり、作動距離WDが規定範囲内に収まっていない場合もある。そのため、ヨー角度θ3や作動距離WDを調整する必要がある。
図8は、本発明を具現化する形態における撮像位置角度調整中のラインセンサの撮像ライン位置と出力信号イメージを示した概略図である。
図8(a)には、第2基準パターンPT2とその基準ラインB2と、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインFとの位置関係が例示されている。
図8(b)には、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインFが基準ラインB2に対して、幅方向TD全域にわたって平行であり、かつ、作動距離WDが規定範囲内に収まっている状態にあるときの、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixが例示されている。左端、中央部、右端ともに、作動距離WDが所定範囲内(つまり、合焦状態)にあるため、いずれもMTFが高くなる。
図8(c)には、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインFが基準ラインB2に対して、幅方向TDの左端部と右端部とで作動距離Dがずれている(いわゆる、平行度が合っていない)状態にあるときの、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixが例示されている。右端部は、作動距離WDが所定範囲内(つまり、合焦状態)のためMTFは高いが、左端部や中央部は、作動距離WDが所定範囲から外れるほどMTFが低くなる。
図8(d)には、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインFが基準ラインB2に対して、幅方向TD全域にわたって平行ではあるが、作動距離WDがずれている状態にあるときの、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixが例示されている。左端、中央部、右端ともに、作動距離WDが所定範囲から外れている(つまり、ピントが合っていない)ため、MTFが低くなる。
そのため、第2観察モードでは、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号IxのMTFの左右差や大きさを見ながら、MTFが幅方向TDに亘って所定範囲内に収まる様にヨー角度θ3を調整し、さらにMTFが幅方向TDに亘って最大になるように作動距離WDを調整する。そうすることで、バックアップロール3の稜線部に対して、ラインセンサ撮像部4の撮像ラインFの作動距離WDおよび平行度を容易かつ正確に調整することができる。
この様な構成をしているため、塗布装置1は、ラインセンサ4の合焦ラインをバックアップロール3の稜線部と一致させることが容易となる。そのため、所望の精度を維持して、正確な塗布端部位置を検出することができる。
[変形例]
(基準パターンを付する形態について)
なお上述では、第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2の双方が、バックアップロールに描画されている例を示したが、第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2のどちらか一方ないし双方(つまり、少なくとも一方)がバックアップロールに彫刻されていても良い。なお、ここで言う「描画」とは、バックアップロール3の表面に塗料や異質の材料を付着させるなどして、凹凸を作ったり粗度や反射率を変化させたりして模様を付けることを意味する。また「彫刻」とは、バックアップロール3の表面を食刻(エッチング)、切削、研磨、けがき等を行い、凹凸を作ったり粗度や反射率を変化させたりして模様を付けることを意味する。この様に、第1基準パターンPT1および/または第2基準パターンPT2がバックアップロール3の表面に常に付されている構成であれば、ラインセンサ撮像部4の位置や角度がずれていないか適宜確認することができるので好ましい。
(基準パターンを付する形態について)
なお上述では、第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2の双方が、バックアップロールに描画されている例を示したが、第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2のどちらか一方ないし双方(つまり、少なくとも一方)がバックアップロールに彫刻されていても良い。なお、ここで言う「描画」とは、バックアップロール3の表面に塗料や異質の材料を付着させるなどして、凹凸を作ったり粗度や反射率を変化させたりして模様を付けることを意味する。また「彫刻」とは、バックアップロール3の表面を食刻(エッチング)、切削、研磨、けがき等を行い、凹凸を作ったり粗度や反射率を変化させたりして模様を付けることを意味する。この様に、第1基準パターンPT1および/または第2基準パターンPT2がバックアップロール3の表面に常に付されている構成であれば、ラインセンサ撮像部4の位置や角度がずれていないか適宜確認することができるので好ましい。
一方、この様な構成に限らず、バックアップロール3に付された第1基準パターンPT1および第2基準パターンPT2の少なくとも1つは、取り外し又は装着すること(いわゆる、着脱)が可能な構成としても良い。
具体的には、第1基準パターンPT1および/または第2基準パターンPT2をフィルム状のラベルで構成し、粘着材や磁石などで必要に応じてバックアップロール3の表面に貼付けたり取り外したりする。なお、この様なフィルム状のラベルをバックアップロール3に貼り付ける構成の場合、バックアップロール3に位置決め基準部を備えておき、ラベルの貼付位置の再現性が担保される構成とする。
或いは、第1基準パターンPT1および/または第2基準パターンPT2を厚みのある金属や樹脂等からなる個片(以下、基準ピースと呼ぶ)の表面に描画または彫刻しておき、当該基準ピースをバックアップロール3に設けられた凹み部にはめ込んだり取り外したりする構成であっても良い。このとき、基準ピースは、粘着材や磁石、はめあい摩擦、ネジ締め等の力でバックアップロール3に装着された状態を維持し、再び取り外しできる構成とする。なお、この凹み部は、第1基準パターンPT1および/または第2基準パターンPT2の着脱を繰り返しても位置ズレを防ぐ位置決め基準部を兼ね備えた構成とする。
この様に、第1基準パターンPT1および/または第2基準パターンPT2が着脱できる構成であれば、塗布装置1を長期間に亘って稼働させても、バックアップロール3に描画または彫刻された第1基準パターンPT1および/または第2基準パターンPT2が損耗(摩耗により模様が薄くなったり消えたりすること)を防げるので好ましい。
なお上述では、バックアップロール3が第1の角度ω1と第2の角度ω2でそれぞれ静止する構成を例示したが、バックアップロール3の回転角度をω1に固定させたまま、第1基準パターンPT1を取り外し、第2基準パターンPT2を装着しても良い。
(基準パターンの模様について)
なお上述では、バックアップロール3に付された、第1基準パターンPT1が三角形の明暗パターンを含んで構成されており、第2基準パターンPT2が等間隔の縦縞パターンを含んで構成されている例を示した。
なお上述では、バックアップロール3に付された、第1基準パターンPT1が三角形の明暗パターンを含んで構成されており、第2基準パターンPT2が等間隔の縦縞パターンを含んで構成されている例を示した。
しかし、第1基準パターンPT1は、この様な構成に限らず、撮像ラインFが搬送方向MDに位置ずれするにつれて、幅方向TDに亘る明部と暗部との長さの比率が徐々に変化する模様であれば良い。例えば、半円や半楕円、サインカーブからなる繰り返し模様を含んだ構成であっても良い。この様なくり返し模様であっても、ラインセンサ撮像部4から出力される輝度信号Ixを見て、明部と暗部の振幅の偏り具合から、ラインセンサ撮像部4を時計回りに調整すれば良いか、反時計回りに調整すれば良いか分かるので、好ましい。
或いは、第1基準パターンPT1は、円形や楕円、菱形、台形、四角形の繰り返し模様を含んだ構成であっても良い。
一方、第2基準パターンPT2として、幅方向TDの左端部と中央部と右端部にそれぞれ等間隔の縦縞パターンが配置された例を示した。しかし、第2基準パターンPT2は、この様な配置に限らず、左端部と右端部のみに配置しても良いし、左端部から右端部に亘って隈無く配置されていても良い。
また、第1基準パターンPT1や第2基準パターンPT2は、基材Wに塗液が塗布される端部(つまり、塗布端部)の外側まで配置されていても良いし、内側までの配置でも良い。どの位置まで配置するかは、ラインセンサ撮像部4の有効画角や、位置角度の調整精度との兼ね合いで決定すれば良い。
(ラインセンサ撮像部について)
なお上述では、ラインセンサ撮像部4として、CCDラインセンサを受光部として備え、基材Wと接触するバックアップロール3の基材接触面と所定の作動距離WDを隔てて対向配置された構成を例示した。しかし、ラインセンサ撮像部4は、この様な構成に限定されず、CMOSラインセンサを受光部とするラインセンサカメラを備えた構成であっても良い。また、ラインセンサ撮像部4は、受光部としてラインセンサに限らず、CIS(密着イメージセンサ)を備えた構成であっても良い。
なお上述では、ラインセンサ撮像部4として、CCDラインセンサを受光部として備え、基材Wと接触するバックアップロール3の基材接触面と所定の作動距離WDを隔てて対向配置された構成を例示した。しかし、ラインセンサ撮像部4は、この様な構成に限定されず、CMOSラインセンサを受光部とするラインセンサカメラを備えた構成であっても良い。また、ラインセンサ撮像部4は、受光部としてラインセンサに限らず、CIS(密着イメージセンサ)を備えた構成であっても良い。
(撮像位置角度調整機構の構成について)
なお上述では、撮像位置角度調整機構5として、各角度θ1〜θ3をそれぞれ個別に調整する角度調整ステージ51〜53と、作動距離WDを調整する直動ステージ54とを組み合わせたものを例示した。しかし、撮像位置角度調整機構5として、ラインセンサ撮像部4の各角度θ1〜θ3や作動距離WDを調整できる構成であれば良く、ラインセンサの取り付けブラケットに設けた長穴と締結ネジによって各角度θ1〜θ3や作動距離WDを調整する構成であっても良い。
なお上述では、撮像位置角度調整機構5として、各角度θ1〜θ3をそれぞれ個別に調整する角度調整ステージ51〜53と、作動距離WDを調整する直動ステージ54とを組み合わせたものを例示した。しかし、撮像位置角度調整機構5として、ラインセンサ撮像部4の各角度θ1〜θ3や作動距離WDを調整できる構成であれば良く、ラインセンサの取り付けブラケットに設けた長穴と締結ネジによって各角度θ1〜θ3や作動距離WDを調整する構成であっても良い。
(撮像位置角度調整機構の調整手順について)
なお上述では、撮像位置角度調整機構5の調整手順として、ロール角度θ1、ピッチ角度θ2、ヨー角度θ3、作動距離WDの順で行う例を示した。しかし、この様な手順に限定されず、ロール角度θ1の調整とピッチ角度θ2の調整は、順番を変えたり相互にくり返し行ったりしても良い。また、ヨー角度θ3の調整と作動距離WDの調整は、順番を変えたり相互にくり返し行ったりしても良い。また、第2観察モードにてヨー角度θ3および作動距離WDの調整をした後、再び第1観察モードにてロール角度θ1およびピッチ角度θ2の再調整を行ったり、その後、第2観察モードにてヨー角度θ3および作動距離WDの再調整を行っても良い。
なお上述では、撮像位置角度調整機構5の調整手順として、ロール角度θ1、ピッチ角度θ2、ヨー角度θ3、作動距離WDの順で行う例を示した。しかし、この様な手順に限定されず、ロール角度θ1の調整とピッチ角度θ2の調整は、順番を変えたり相互にくり返し行ったりしても良い。また、ヨー角度θ3の調整と作動距離WDの調整は、順番を変えたり相互にくり返し行ったりしても良い。また、第2観察モードにてヨー角度θ3および作動距離WDの調整をした後、再び第1観察モードにてロール角度θ1およびピッチ角度θ2の再調整を行ったり、その後、第2観察モードにてヨー角度θ3および作動距離WDの再調整を行っても良い。
(バックアップロール3について)
なお上述では、塗布装置1を構成するバックアップロール3として、回転モータ31等が連結されており、回転モータ31の回転や静止を制御部9にて制御する構成(いわゆる、駆動ロール方式)を例示した。
なお上述では、塗布装置1を構成するバックアップロール3として、回転モータ31等が連結されており、回転モータ31の回転や静止を制御部9にて制御する構成(いわゆる、駆動ロール方式)を例示した。
しかし、塗布装置1を構成するバックアップロール3は、この様な構成に限らず、基材3の搬送に追従して回転する構成(いわゆる、フリーロール方式)でも良い。このような構成の場合、塗布装置1は、バックアップロール3の回転角度を検出するエンコーダと、バックアップロール3の回転を止める(つまり静止させる)ブレーキ機構とを備え、バックアップロール3が所定の角度ω1,ω2にあるとき、制御部9が当該ブレーキ機構を作動させる構成とする。或いは、バックアップロール3の側面や回転軸の一部に凹み部を設け、ロック用ボルトを差し込んで所定の角度ω1,ω2で静止させる機構を備えても良い。
この様な構成であれば、バックアップロール3(フリーロール)を手動で回転させながら第1の角度ω1や第2の角度ω2にし、その角度にてバックアップロール3を静止させることができるため、本発明を具現化することができる。
(照明ユニット6について)
なお上述では、照明ユニット6が、LEDを光源とするバー型照明で構成されており、連結金具BTを介してラインセンサ撮像部4に取り付けられている構成を例示した。この様な構成であれば、照明ユニット6とラインセンサ撮像部4とを平行に取り付けしやすく、ラインセンサ撮像部4の各角度θ1〜θ3を調整しても照射範囲LFが撮像ラインFと共に移動するので、撮像ラインFの調整作業が捗り好ましい。
なお上述では、照明ユニット6が、LEDを光源とするバー型照明で構成されており、連結金具BTを介してラインセンサ撮像部4に取り付けられている構成を例示した。この様な構成であれば、照明ユニット6とラインセンサ撮像部4とを平行に取り付けしやすく、ラインセンサ撮像部4の各角度θ1〜θ3を調整しても照射範囲LFが撮像ラインFと共に移動するので、撮像ラインFの調整作業が捗り好ましい。
しかしながら、照明ユニット6は、上述の様な構成に限らず、ラインセンサ撮像部4とは独立した場所(例えば、装置フレーム10など)に撮像位置角度調整機構5のような調整手段を介して取り付けられた構成であっても良い。
或いは、照明ユニット6は、上述の様な構成に限らず、帯状のレーザ光(いわゆる、ライトシート)を用いたり、塗布装置1が設置された雰囲気に設置された外部の照明装置を利用したりしても良い。
1 塗布装置
2 塗布ダイ
3 バックアップロール
4 ラインセンサ撮像部
5 撮像位置角度調整機構
6 照明ユニット
9 制御部
10 装置フレーム
31 回転モータ
32 エンコーダ32
3c 回転軸
51,52,53 角度調整ステージ
54 直動ステージ
W 基材
MD 搬送方向
TD 幅方向
L 照明光
Lc 光軸中心
LF 照射範囲
Ix 輝度信号
H 原点
θ1 ロール角度
θ2 ピッチ角度
θ3 ヨー角度
WD 作動距離
F 撮像ライン
ω1 第1の角度
ω2 第2の角度
PT1 第1基準パターン
PT2 第2基準パターン
B1 基準ライン
B2 基準ライン
2 塗布ダイ
3 バックアップロール
4 ラインセンサ撮像部
5 撮像位置角度調整機構
6 照明ユニット
9 制御部
10 装置フレーム
31 回転モータ
32 エンコーダ32
3c 回転軸
51,52,53 角度調整ステージ
54 直動ステージ
W 基材
MD 搬送方向
TD 幅方向
L 照明光
Lc 光軸中心
LF 照射範囲
Ix 輝度信号
H 原点
θ1 ロール角度
θ2 ピッチ角度
θ3 ヨー角度
WD 作動距離
F 撮像ライン
ω1 第1の角度
ω2 第2の角度
PT1 第1基準パターン
PT2 第2基準パターン
B1 基準ライン
B2 基準ライン
Claims (6)
- 所定方向に連続搬送される基材の表面に塗液を塗布する塗布装置において、
前記基材の表面に向けて前記塗液を吐出させる塗布ダイと、
前記塗布ダイの下流側であって、前記基材の前記塗液が塗布される側とは反対側に配置されて、当該基材と所定の接触角で接触しながら回転するバックアップロールと、
前記基材と接触する前記バックアップロールの基材接触面と対向配置されて、当該基材の表面に塗布された前記塗液の塗布端部位置を観察するラインセンサ撮像部と、
前記ラインセンサ撮像部のロール角度、ピッチ角度、ヨー角度、作動距離を調整する撮像位置角度調整機構と、
前記バックアップロールの回転を制御する制御部とを備え、
前記バックアップロールの基材接触面には、前記ロール角度および前記ピッチ角度の調整基準となる第1基準パターンと、前記ヨー角度および前記作動距離の調整基準となる第2基準パターンが付されており、
前記制御部は、
前記ラインセンサ撮像部で前記第1基準パターンを観察する第1観察モードと、
前記ラインセンサ撮像部で前記第2基準パターンを観察する第2観察モードとを備えた
ことを特徴とする、塗布装置。 - 第1基準パターンおよび第2基準パターンの少なくとも1つが、バックアップロールに描画または彫刻されている
ことを特徴とする、請求項1に記載の塗布装置。 - 前記バックアップロールに付された第1基準パターンおよび第2基準パターンの少なくとも1つは、取り外し又は装着することが可能である
ことを特徴とする、請求項1に記載の塗布装置。 - 第1基準パターンは、三角形の明暗パターンを備え、
第2基準パターンは、等間隔の縦縞パターンを備えている
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の塗布装置。 - 所定方向に連続搬送される基材の表面に塗布ダイから塗液を吐出させて塗布する塗布装置における、当該塗液の塗布端部位置を観察するラインセンサ撮像部の光軸調整方法であって、
前記塗布装置には、
前記塗布ダイの下流側であって、前記基材の前記塗液が塗布される側とは反対側に配置されて、当該基材と所定の接触角で接触しながら回転するバックアップロールと、
前記ラインセンサ撮像部のロール角度、ピッチ角度、ヨー角度、作動距離を調整する撮像位置角度調整機構とが備えられ、
前記バックアップロールの基材接触面には、前記ロール角度および前記ピッチ角度の調整基準となる第1基準パターンと、前記ヨー角度および前記作動距離の調整基準となる第2基準パターンが付されており、
先ず、前記第1基準パターンが前記ラインセンサ撮像部で観察される位置で、当該ラインセンサ撮像部の前記ロール角度および前記ピッチ角度を調整し、
次に、前記第2基準パターンが前記ラインセンサ撮像部で観察される位置で、当該ラインセンサ撮像部の前記ヨー角度および前記作動距離を調整する
ことを特徴とする、ラインセンサ撮像部の光軸調整方法。 - 第1基準パターンは、三角形の明暗パターンを備えており、
当該第1基準パターンをラインセンサ撮像部で観察したときに、当該明暗パターンの輝度信号の明暗比率が1:1に近づくように、前記ロール角度および前記ピッチ角度を調整し、
第2基準パターンは、等間隔の縦縞パターンを備えており、
当該第2基準パターンをラインセンサ撮像部で観察したときに、パターン中央部のMTFが最大となる様に前記作動距離を調整し、パターン両端部及びパターン中央部のMTFが所定範囲内に収まる様に前記ヨー角度を調整する
ことを特徴とする、請求項5に記載のラインセンサ撮像部の光軸調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017210261A JP2019081148A (ja) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 塗布装置およびラインセンサ撮像部の光軸調整方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017210261A JP2019081148A (ja) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 塗布装置およびラインセンサ撮像部の光軸調整方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019081148A true JP2019081148A (ja) | 2019-05-30 |
Family
ID=66669887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017210261A Pending JP2019081148A (ja) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 塗布装置およびラインセンサ撮像部の光軸調整方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019081148A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114439827A (zh) * | 2020-11-03 | 2022-05-06 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 摄像模组组装设备及组装方法 |
-
2017
- 2017-10-31 JP JP2017210261A patent/JP2019081148A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN114439827A (zh) * | 2020-11-03 | 2022-05-06 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 摄像模组组装设备及组装方法 |
CN114439827B (zh) * | 2020-11-03 | 2023-10-13 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 摄像模组组装设备及组装方法 |
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