JP6753467B2 - ロールプレス方法及びロールプレスシステム - Google Patents

Description

本開示は、ロールプレス方法及びロールプレスシステムに関する。

薄型ディスプレイや太陽光発電パネルに代表される電子機器の軽量薄型化に伴い、これらに用いられる偏光フィルム等の光学フィルム、透明電極フィルム、バリアフィルム等のフィルム部材も更なる薄型化が求められている。さらに、近年電子機器の高機能、高精細化が進みフィルム部材に求められる厚さ精度も向上する傾向にある。これらのフィルム部材は、複数のフィルム材料を積層した多層構造を有することが一般的であり、各材料をロール状の原反から繰り出し、加熱された二本のロールにより加熱、加圧を行いラミネートするロール式加圧装置（ロールプレス）を用いて形成される。また、リチウムイオン電池に用いられる正極層、負極層や固体高分子型燃料電池に用いられるＭＥＡ（膜―電極接合体）やガス拡散層など、高出力特性を得る為、塗工された材料を圧縮し材料密度を向上させる工程においてもロール式加圧装置（ロールプレス）が一般に用いられる。

ロール式加圧装置は、加熱手段により所望の温度に加熱された一対のロールの内、片方のロールの左右軸端をベアリングで受け、ベアリングを収めたロールベアリングケースをメインフレームに固定する。もう片側のロールは同じく左右ロール軸端をベアリングで受け、ロールベアリングケースをエアーシリンダ、油圧シリンダ、電動シリンダ等のアクチュエータに接続し昇降可能な構造となる。また、各ロールは駆動モータにより所望の方向に回転することが可能な構造となる。昇降用アクチュエータの出力を調整しながら可動側ロールを固定側ロールに押し付けることで、ロール間を流れるラミネートされる多層フィルムに所望の加圧力を付与しながら、ロール自体を予め所望の温度まで加熱することで多層フィルムに加熱を行うことでラミネート処理される。（例えば特許文献１）

上記ラミネート方法は可動側ロールの左右に設けたロードセルにより荷重を検出し、左右それぞれのアクチュエータを制御する事により一定の荷重で加圧を行い、凹凸のある多層フィルム等のワークに対し常に均等な面圧を作用させる加圧力制御方法、及び、ロール間の隙間（ギャップ）をワークの総厚さよりも所望の距離分狭くしておくことでラミネート後のフィルム厚さを均一にするギャップ制御方法の二種類が知られている。（例えば特許文献２）

例えば、ラミネート後のフィルム厚さ精度を１０μｍに仕上げる場合、ギャップ制御方式におけるロール間のギャップは１０μｍ以下の精度が要求される。このギャップ精度に大きく影響する因子として、ロール加工精度（真円度、円筒度、同軸度）、ロール加熱時の熱膨張による変形、両端支えによる自重たわみ、加圧時の反力によるたわみ、ベアリング回転精度、ロールベアリングケース組付け精度、ベアリングや駆動機構の垂直方向の隙間やガタが挙げられる。

ロール間のギャップを均一に制御する方法として、ロールを所望の温度まで加熱し、完全に熱膨張した状態で、可動側ロールの軸受部を油圧シリンダにより実際のラミネート時と同じ荷重でプレスを行い、ロールの垂直方向及び水平方向に設けた変位計をロールの幅方向に動かしながらロール表面形状を測定することでロールの熱変位、加圧時の反力によるたわみ量を把握する方法が知られている。そして、このたわみ量を基に演算機によりロールの補正量を決め、補正手段によりロールを強制的に変形させる方法が提案されている。（例えば特許文献３）

特開２００７−３０３３７号公報 特開２０１３−１１１６４７号公報 特開２０１４−１７３９９６号公報

しかし、特許文献３に記載された補正方法は、ロールが停止された状態でロールの形状を測定しているので、ある箇所でのロールの形状を把握することはできるが、ロールの全周にわたる形状を把握することは困難である。ギャップ精度はロールの加工精度やベアリングの回転精度等の因子による影響が大きいが、特許文献３に記載の方法では、ロールが回転しているときの振れ量の測定及び補正をする事ができないため、精密にロールギャップを制御することが難しい。精密なロールギャップの制御が行われない場合には、加圧処理された被処理物の厚みの均一性が低下するおそれがある。

したがって、ロール全周にわたりギャップを精度よく測定し、被処理物の厚さの均一性を向上させることができるロールプレス方法及びロールプレスシステムが求められている。

上記目的を達成するために、一態様では、被処理物を連続的に加圧処理するロール式加圧装置を用いたロールプレス方法が提供される。このロール式加圧装置は、互いに対向する第１のロール及び第２のロールと、第１のロールと第２のロールとの対向方向に沿って第１のロールの位置を調整可能な調整機構と、を備えている。このロールプレス方法は、第１のロール及び第２のロールを回転させながら、第１のロールの幅方向における１以上の位置において、第１のロールの外周面と第２のロールの外周面との間のロールギャップを測定し、測定されたロールギャップと第１のロール及び第２のロールの回転角とを関連付けて記憶するロールギャップ測定工程と、ロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように、調整機構によって第１のロールの対向方向における位置を回転角に応じて調整し、回転角に応じて位置が調整された第１のロールと第２のロールとを用いて被処理物の加圧処理を行うロールプレス工程と、を含む。

上記一態様に係る方法では、第１のロール及び第２のロールを回転させながら、第１のロールの外周面と第２のロールの外周面との間のロールギャップを測定しているので、実際の加圧処理でロールギャップの精度に影響を及ぼすロール加工精度、ベアリング回転精度、ベアリング組付け精度、ロール熱変形等の諸因子の影響をすべて反映したロールギャップを短時間かつ精度よくロールの全周にわたって求めることができる。そして、ロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように、第１のロールの対向方向における位置を回転角に応じて調整して被処理物の加圧処理を行うので、加圧処理後の被処理物の厚さの均一性を高めることができる。

一実施形態では、ロールギャップ測定工程では、被処理物の幅方向の両端部に対応する位置においてロールギャップを測定してもよい。

上記一実施形態に係る方法では、被処理物の幅方向の両端部に対応する位置においてロールギャップが測定されることで、異なる２つの位置におけるロールギャップの差異を把握することができる。そして、測定された異なる２つの位置におけるロールギャップに基づいて第１のロールの対向方向における位置が回転角に応じて調整されるので、加圧処理後の被処理物の厚さの均一性をより高めることができる。

一実施形態では、調整機構は、対向方向に平行な方向に沿って第１のロールの回転軸の一方の端部及び他方の端部の位置を個別に調整可能であり、ロールギャップ測定工程は、第１のロールの幅方向における第１の位置においてロールギャップを測定し、第１の位置で測定されたロールギャップに基づいて一方の端部の位置を調整する第１の工程であり、第１の位置は他方の端部よりも一方の端部に近い位置である、該第１の工程と、第１の工程の後に、第１のロールの幅方向における第２の位置においてロールギャップを測定し、第２の位置で測定されたロールギャップに基づいて他方の端部の位置を調整する第２の工程であり、第２の位置は一方の端部よりも他方の端部に近い位置である、該第２の工程と、第１の位置及び第２の位置におけるロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまで第１の工程及び第２の工程を交互に繰り返し行う第３の工程と、を含んでいてもよい。

上記一実施形態に係る方法では、上記第１の工程及び第２の工程を交互に繰り返し行うことによって、第１の位置及び第２の位置におけるロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように調整機構の調整量を収束させることができる。

一実施形態では、調整機構は、対向方向に平行な方向に沿って第１のロールの回転軸の一方の端部及び他方の端部の位置を個別に調整可能であり、ロールギャップ測定工程は、第１のロールの幅方向の第１の位置及び第２の位置においてロールギャップを同時に測定する第１の工程であり、第１の位置が他方の端部よりも一方の端部に近い位置であり、第２の位置が一方の端部よりも他方の端部に近い位置である、該第１の工程と、第１の位置におけるロールギャップに基づいて一方の端部の位置を調整するとともに、第２の位置におけるロールギャップに基づいて他方の端部の位置を調整する第２の工程と、第１の位置及び第２の位置におけるロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまで第１の工程及び第２の工程を交互に繰り返し行う第３の工程と、を含んでいてもよい。

上記一実施形態の方法では、ロールギャップの測定を第１の位置及び第２の位置において同時に行うため、第１のロールの位置の調整に要する時間を短縮することができる。

一実施形態では、ロールギャップ測定工程では、ロールギャップ測定装置を用いてロールギャップを測定し、ロールギャップ測定装置は、第１のロールと第２のロールとの間の隙間に対し光を照射する投光側計測センサと、隙間を通過した光を受光し、受光した光の幅を検出する受光側計測センサと、を備え、ロールギャップ測定工程では、受光側計測センサにおいて検出された光の幅からロールギャップを測定してもよい。

上記一実施形態によれば、第１のロールと第２のロールとの間の隙間を通過した光の幅からロールギャップを測定することで、ロールギャップを連続的に精度よく測定することができる。

一実施形態では、加圧処理前および／または加圧処理後の被処理物の厚さを測定する厚さ測定工程を更に含んでもよい。

上記実施形態によれば、加圧処理前および／または加圧処理後の被処理物の厚さを測定することによって、被処理物の厚さが目標値になっているかを確認することができる。また、例えば測定された被処理物の厚さをロールギャップにフィードバックすることができるので、被処理物の貼り合せ、厚さ品質を向上させることができるとともに、短時間でロールギャップの精度を調整することができる。

別の一態様では、ロール式加圧装置と、ロールギャップ測定装置とを備えるロールプレスシステムが提供される。このロール式加圧装置は、互いに対向する第１のロール及び第２のロールと、第１のロールと第２のロールとの対向方向に沿って第１のロールの位置を調整可能な調整機構と、制御装置と、を含む。ロールギャップ測定装置は、第１のロール及び第２のロールを回転させながら、第１のロールの幅方向における１以上の位置において、第１のロールの外周面と第２のロールの外周面との間のロールギャップを測定する。制御装置は、ロールギャップ測定装置によって測定されたロールギャップと第１のロール及び第２のロールの回転角とを関連付けて記憶する記憶部と、ロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように、調整機構によって第１のロールの対向方向における位置を回転角に応じて調整する位置制御部と、を含む。

上記態様に係るロールプレスシステムでは、上述のロールプレス方法と同様に、加圧処理後の被処理物の厚さの均一性を高めることができる。

一実施形態では、調整機構は、電動サーボアクチュエータを用いた調整機構であってもよい。

上記実施形態のように、調整機構として電動サーボアクチュエータを用いることで、第１のロールの位置及び姿勢を精密に制御することができる。

一実施形態では、調整機構は、対向方向に平行な方向に沿って第１のロールの回転軸の一方の端部及び他方の端部の位置を個別に調整可能であってもよい。

上記実施形態では、第１のロールの回転軸の一方の端部及び他方の端部の位置を個別に調整できるので、上記対向方向における第１のロールの位置、及び、第１のロールの姿勢（第１のロールの幅方向の傾き）を調整することができる。

一実施形態では、制御装置は、ロールギャップ測定装置によって測定された第１のロールの幅方向の第１の位置におけるロールギャップに基づいて一方の端部の位置が調整されるように調整機構を制御する第１の制御であり、第１の位置は他方の端部よりも一方の端部に近い位置である、該第１の制御と、ロールギャップ測定装置によって測定された第１のロールの幅方向の第２の位置におけるロールギャップに基づいて他方の端部の位置が調整されるように調整機構を制御する第２の制御であり、第２の位置は一方の端部よりも他方の端部に近い位置である、該第２の制御と、第１の位置及び第２の位置におけるロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまで第１の制御及び第２の制御を交互に繰り返し行う第３の制御と、を行ってもよい。

上記実施形態では、上記第１の制御及び第２の制御を交互に繰り返し行うことによって、第１の位置及び第２の位置におけるロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように調整機構の調整量を収束させることができる。

一実施形態では、制御装置は、ロールギャップ測定装置によって同時に測定された第１のロールの幅方向の第１の位置及び第２の位置におけるロールギャップをロールギャップ測定装置から受け取る第１の制御であり、第１の位置が他方の端部よりも一方の端部に近い位置であり、第２の位置が一方の端部よりも他方の端部に近い位置である、該第１の制御と、第１の位置におけるロールギャップに基づいて一方の端部の位置が調整され、第２の位置におけるロールギャップに基づいて他方の端部の位置が調整されるように調整機構を制御する第２の制御と、第１の位置及び第２の位置におけるロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまで第１の制御及び第２の制御を交互に繰り返し行う第３の制御と、を行ってもよい。

上記実施形態では、ロールギャップの測定が第１の位置及び第２の位置において同時に行われるので、第１のロールの位置の調整に要する時間を短縮することができる。

一実施形態では、第１のロール及び第２のロールは、サーボモータにより回転駆動してもよい。

上記実施形態のように、第１のロール及び第２のロールをサーボモータにより回転駆動する構成を用いると、各ロールの回転角をロールギャップと併せて測定することができるので、ロールギャップと回転角との関係を正確に測定することができる。

一実施形態では、加圧処理前および／または加圧処理後の被処理物の厚さを測定する厚さ測定装置を更に備えてもよい。

上記実施形態によれば、加圧処理前および／または加圧処理後の被処理物の厚さを測定することによって、被処理物の厚さが目標値になっているかを確認することができる。また、例えば測定された被処理物の厚さをロールギャップにフィードバックすることができるので、被処理物の貼り合せ、厚さ品質を向上させることができるとともに、短時間でロールギャップの精度を調整することができる。

本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、被処理物の厚さの均一性を向上させることができる。

一実施形態のロールプレスシステムを模式的に示す正面図である。 ロールプレスシステムの側面図である。 ロールギャップ測定装置の構成を模式的に示す図である。 一実施形態のロールプレス方法を示すフローチャートである。 ロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定位置を説明する図である。 測定されたロールギャップと回転角との関係を示す図である。図６（Ａ）は上ロールの回転角と上ロールの周面下端の位置との関係を示す図であり、図６（Ｂ）は下ロールの回転角と下ロールの周面上端の位置との関係を示す図であり、図６（Ｃ）は各ロールの回転角とロールギャップとの関係を示す図である。 図７（Ａ）は上ロールの位置及び姿勢が調整された後の上ロール振れデータを示す図であり、図７（Ｂ）は上ロールの位置及び姿勢が調整された後の下ロール振れデータであり、図７（Ｃ）は上ロールの位置及び姿勢が調整された後のロールギャップを示す図である。 他の実施形態に係るロールプレスシステムを示す側面図である。

以下、一実施形態に係るロールプレスシステムについて、図を参照して説明する。

図１−３に示すように、ロールプレスシステムＳは、ロール式加圧装置１００と、ロールギャップ測定装置２００と、を備えている。図１では、ロールプレスシステムＳが２つのロールギャップ測定装置２００を備えているが、ロールプレスシステムＳはロールギャップ測定装置を１つのみ備えていてもよい。

ロール式加圧装置１００は、被処理物を加圧処理するための１対の加圧ロールである上ロール（第１のロール）１及び下ロール（第２のロール）２を備えている。上ロール１及び下ロール２は、隙間を介して互いに対向するように設けられている。上ロール１及び下ロール２は、前後左右に４本配置されたタイロッド１２を介して連結される上フレーム１０と下フレーム１１との間に配設されている。

上ロール１及び下ロール２は、円柱状に形成されており、それぞれの両端には、回転軸として上ロール軸１ａ、下ロール軸２ａが形成されている。

上ロール１及び下ロール２は、上ロール軸１ａと下ロール軸２ａとが略平行となるように上下方向に配設されている。上ロール１の外周面と下ロール２の外周面と間には、所定のロールギャップＧを有する間隙が形成される。被処理物は、この間隙を通過するときに加圧処理が行われる。

本実施形態では、上ロール１及び下ロール２は、図示しない公知のロール加熱手段、例えば、電気ヒータや高温の液体媒体の循環機構など、を内蔵している。これにより、被処理物を加熱しながら加圧処理を行うことができる。

上ロール１の上ロール軸１ａは、上ロール１の幅方向外側に設けられた１組の上ロールベアリングケース３により保持され得る。上ロールベアリングケース３は内部にベアリングが組み込まれており、上ロール軸１ａの両端部を回転可能に支持する。１組の上ロールベアリングケース３は、第１の上ロールベアリングケース３ａ及び第２の上ロールベアリングケース３ｂを含み得る。第１の上ロールベアリングケースは、上ロール軸１ａの両端部のうち一方の端部Ｅ１（図５参照）を保持している。第２の上ロールベアリングケースは、上ロール軸１ａの両端部のうち他方の端部Ｅ２を保持している。

下ロール２の下ロール軸２ａは、下ロール２の幅方向外側に設けられた１組の下ロールベアリングケース４により保持され得る。下ロールベアリングケース４は内部にベアリングが組み込まれており、下ロール軸２ａを回転可能に支持する。

上ロール１の上ロール軸１ａ及び下ロール２の下ロール軸２ａには、上ロール１及び下ロール２を回転駆動するための回転用サーボモータ８がそれぞれ接続されている。

上ロールベアリングケース３は、図示されないボールネジを組み込んだ１組の上可動フレーム６を介して１組の電動サーボアクチュエータ５にそれぞれ連結される。電動サーボアクチュエータ５は、上フレーム１０の上部に配置されている。１組の電動サーボアクチュエータ５は、第１の電動サーボアクチュエータ５ａ及び第２の電動サーボアクチュエータ５ｂを含み得る。

電動サーボアクチュエータ５は、後述する制御装置１４からの制御指令により、１組の上ロールベアリングケース３を左右独立で位置制御可能に構成されている。

上ロールベアリングケース３は、上可動フレーム６を介して、タイロッド１２に沿って上下動が可能であり、上ロール１に対して荷重を加え、上ロール１と下ロール２の間の被処理物（帯状材料）に対するプレス荷重を発生させるとともに、上ロール１の位置及び姿勢を制御し、ロールギャップＧの調整を行うことができる。つまり、電動サーボアクチュエータ５及び上可動フレーム６が、１組の上ロールベアリングケース３の上下方向の位置を上ロール１の回転中に独立して調整する調整機構を構成する。具体的には、第１の電動サーボアクチュエータ５ａは、上可動フレーム６を介して第１の上ロールベアリングケース３ａを上下方向に移動させる駆動力を当該第１の上ロールベアリングケース３ａに伝達する。また、第２の電動サーボアクチュエータ５ｂは、上可動フレーム６を介して第２の上ロールベアリングケース３ｂを上下方向に移動させる駆動力を当該第２の上ロールベアリングケース３ｂに伝達する。このように、第１の上ロールベアリングケース３ａ及び第２の上ロールベアリングケース３ｂの上下方向の位置を調整することによって、上ロール軸１ａの一方の端部Ｅ１及び他方の端部Ｅ２の上下方向の位置が調整される。電動サーボアクチュエータ５は、上ロール軸１ａの一方の端部Ｅ１及び他方の端部Ｅ２の上下方向の位置を調整することによって、上ロール１と下ロール２との対向方向に沿って上ロール１の位置を調整することができる。

下ロールベアリングケース４は、下可動フレーム１３を介して、タイロッド１２に沿って上下に移動させて位置決め可能に構成されている。

本実施形態では、下可動フレーム１３に加圧処理時のロールからの反力を検出するロードセル７が設けられている。

上可動フレーム６には、ロールプレス時の反力により上ロール１が持ち上がってしまい、ロールギャップＧが広がることを防止するために、ベアリングやすべり軸受けを上方に付勢する機構を備えた公知の上ロール自重落下キャンセル手段９が取り付けられている。

ロールプレスシステムＳは、制御装置１４を更に備えている。制御装置１４は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、ロールプレスシステムＳの各部を制御する。この制御装置１４は、被処理物の加圧処理のために記憶部に記憶された運転条件に従って、ロール式加圧装置１００及びロールギャップ測定装置２００の各部を制御する。

制御装置１４は、演算・記憶部１４ａ及び位置制御部１４ｂを含んでいる。演算・記憶部１４ａは、後述するロールギャップ測定装置２００から送出されたデータに基づいてロールギャップＧを算出し、算出したロールギャップＧと上ロール１及び下ロール２の回転角とを関連付けて記憶する。位置制御部１４ｂは、演算・記憶部１４ａに記憶されたロールギャップＧと回転角との関係に基づいて設定された運転条件に従って調整機構を制御して１組の上ロールベアリングケース３の位置を調整する。

ロールプレスシステムＳは、ロールギャップ測定装置２００を更に備えている。ロールギャップ測定装置２００は、上ロール１の外周面と下ロール２の外周面との間のロールギャップＧを検出する。ロールギャップ測定装置２００は、例えば、上ロール１、下ロール２が回転するときの上ロール１の周面の下端及び下ロール２の周面の上端の変位量を計測し、計測した変位量からロールギャップＧを検出する。ロールギャップ測定装置２００は、投光側計測センサ２０、受光側計測センサ２１、アンプ２２を備えている。

図３を参照して、ロールギャップ測定装置２００の一例を説明する。図３に示すように、投光側計測センサ２０及び受光側計測センサ２１は、上ロール１と下ロール２との間に形成された間隙を挟んで対向するように、被処理物の搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ配置される。投光側計測センサ２０は、測定光源として、０．１〜０．５ｍｍ程度の幅のレーザ光またはＬＥＤ光を受光側計測センサ２１に向けて照射する。投光側計測センサ２０から照射させた測定光源は上ロール１及び下ロール２が遮光体となることでロール間の隙間に応じた光が通過し、受光側計測センサ２１にて受光される。ここで、通過した帯状の光の最上部は上ロール１の周面の下端位置であり、通過した帯状の光の最下部は下ロールの周面の上端位置に対応している。受光側計測センサ２１は、この二つの位置データをサブミクロン単位で計測可能な計測センサであり、測定データをアンプ２２を介して制御装置１４に送出することができる。ロールギャップ測定装置２００をこのように構成することにより、計測された上ロール１の周面の下端及び下ロール２の周面の上端の位置からロールギャップＧを同時に連続的に測定することができる。なお、アンプ２２が演算機能を備えている場合には、アンプ２２で算出したロールギャップＧを制御装置１４に送出することもできる。

以下、一実施形態のロールプレス方法について、図４を参照して説明する。図４に示すロールプレス方法の各工程は、制御装置１４によって、電動サーボアクチュエータ５、回転用サーボモータ８及びロールギャップ測定装置２００が制御されることで実行される。

図４に示すように、まず、ステップＳ１では、加圧処理後に被処理物を所定の厚さにする処理目的において、上ロール１の押し込み量、ロール加熱温度、被処理物の搬送速度が決定される。上ロール１の押し込み量に対して被処理物の基準厚さから初期ギャップ設定値が求められる。

続くステップＳ２では、図示しない加熱手段により、上ロール１及び下ロール２を所望の温度に加熱し、上ロール１及び下ロール２の熱膨張が安定した状態で、上ロール１の周面と下ロール２の周面との間に形成される間隙のロールギャップＧを初期ギャップ設定値に調整する。この状態を基準状態とし、回転角を０°とする。

続くステップＳ３は、ロールギャップＧを測定するロールギャップ測定工程である。ステップＳ３では、回転用サーボモータ８を制御装置１４により制御し、上ロール１と下ロール２とを同一回転速度で回転駆動させる。そして、上ロール１と下ロール２が回転している状態で、ロールギャップ測定装置２００により、上ロール１の周面下端の変位、下ロール２の周面上端の変位を測定する。測定された当該変位データは、制御装置１４の演算・記憶部１４ａに送出され、演算・記憶部１４ａにおいてロールギャップＧが算出され、ロールギャップＧが上ロール１及び下ロール２の回転角に関連付けて記憶される。ここで、ロールギャップＧのデータの測定間隔は、少なくとも回転角１°毎のデータを取得できることが好ましく、回転速度などを勘案して設定することが望ましい。ここで、上ロール１と下ロール２とはサーボモータにより駆動するため、回転角をロールギャップＧと併せて測定することができるので、ロールギャップＧと回転角との関係を正確に測定することができる。

図５は、上ロール１の周面の下端及び下ロール２の周面の上端の回転角に応じた変位を測定し、ロールギャップＧを測定する方法の一例を概略的に示す図である。図５に示すように、ロールギャップ測定装置２００の投光側計測センサ２０及び受光側計測センサ２１は、被処理物の両端部にそれぞれ対応する位置Ａ（第１の位置）及び位置Ｂ（第２の位置）においてロールギャップＧを測定できるように配置され得る。この位置Ａは、上ロール軸１ａの他方の端部Ｅ２よりも一方の端部Ｅ１に近い位置である。位置Ｂは、上ロール軸１ａの一方の端部Ｅ１よりも他方の端部Ｅ２に近い位置である。このように、位置Ａ、ＢにおいてロールギャップＧを測定することにより、被処理物の加圧処理後の目標厚さを被処理物の加圧位置で反映させることができるので、測定精度を向上させることができる。

図６は、ステップＳ３において測定されたロールギャップＧと回転角との関係の一例（位置Ａ）を示している。図６（Ａ）は上ロール１の回転角と上ロール１の周面下端の位置との関係（以下、上ロール振れデータ、という）を示している。図６（Ｂ）は下ロール２の回転角と下ロール２の周面上端の位置との関係（以下、下ロール振れデータ、という）を示している。図６（Ｃ）は各ロールの回転角とロールギャップＧとの関係を示している。ロールギャップＧは、上ロール１の周面下端の変位から下ロール２の周面上端の変位の値を差し引いた値として算出される。ここで、図６（Ａ）、（Ｂ）の縦軸の「位置」は、ロールギャップ測定装置２００で設定されている基準点からの距離を示す。また、上ロール振れデータ、下ロール振れデータ及びロールギャップＧは、ロール３回転分（角度０−１０８０°）のデータである。

図６の測定例の測定条件を下記に示す。
・ロール径：１５０ｍｍ
・ロール長：１８０ｍｍ
・測定位置：ロール端から１５ｍｍ
・ロール回転速度：２．６７ｒｐｍ
・データ取得間隔：１°毎
・目標ロールギャップ：５５４μｍ

上ロール振れデータ及び下ロール振れデータは、回転角に応じて変動し、一回転周期（３６０°周期）で同じ波形で繰り返されている。ロールギャップＧは目標値５５４μｍであるのに対し、ロールギャップＧは目標値を含んだ５４７−５６２μｍの間で変動している。したがって、ギャップ精度を示す変動範囲は１５μｍという大きな値となった。ステップＳ３では、位置Ｂにおいても同様の測定が行われる。

続くステップＳ４では、ステップＳ３において測定された回転角に応じたロールギャップＧから上ロール軸１ａの一方の端部Ｅ１及び他方の端部Ｅ２の位置を個別に調整し、回転角に応じて上ロール１の位置及び姿勢を制御するための補正値を算出する。つまり、ステップＳ４では、第１の上ロールベアリングケース３ａの位置を制御する補正値と、第２の上ロールベアリングケース３ｂの位置を制御する補正値と、の２つの補正値を算出する。

これらの補正値は、ロールギャップＧが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように算出される。例えば、これらの補正値は、制御装置１４の位置制御部１４ｂが、上ロール振れデータの変動値と下ロール振れデータの変動値と差異が小さくなるように、上ロール１の一回転分の回転角に応じて上ロールベアリングケース３の位置を調整することにより算出される。ここで、補正値の算出は、位置Ａ、Ｂの測定データと位置Ａ、Ｂから上ロールベアリングケース３までの距離、ロール径等の幾何学的関係を勘案して設定された距離係数を測定されたロールギャップＧに乗じて行う。ここで、補正値を算出する間隔として、少なくとも１°毎の３６０点以上とすることが望ましい。ステップＳ４における補正値の算出方法の詳細については後述する。

続くステップＳ５では、ステップＳ４で得た補正値に基づいて、電動サーボアクチュエータ５を駆動して１組の上ロールベアリングケース３の位置を個別に制御し、回転角に応じて上ロール１の位置及び姿勢を制御しながら、ロールギャップＧを測定する。

図７は、図６と同一箇所で測定した、上ロール１の位置及び姿勢を補正したときの上ロール振れデータ（図７（Ａ））、下ロール振れデータ（図７（Ｂ））及びロールギャップＧ（図７（Ｃ））である。

上ロール振れデータは、回転角に応じて下ロール振れデータに追従している。図７（Ｃ）に示すように、ロールギャップＧは目標値５５４μｍに対し、目標値を含んだ５５３−５５５μｍの間で変動しており、変動範囲は２μｍと非常に小さい値となった。この結果から、上ロールベアリングケース３の位置を調整することにより、ロールギャップＧのギャップ精度を著しく向上させることができることが確認された。

図４の説明に戻り、続くステップＳ６では、ギャップ精度が所望の値以下であるかどうかを判断し、所望の値以下（ステップＳ６：ＹＥＳ）である場合はステップＳ７に進み、所望の値を超えている（ステップＳ６：ＮＯ）場合はステップＳ４に進み、ギャップ精度が所望の値以下になるまでステップＳ４、Ｓ５を繰り返し行う。なお、ギャップ精度は位置Ａ、Ｂに加え、ロールの中央部のギャップ精度を追加して判断してもよい。

続くステップＳ７では、補正値に基づいて運転条件を設定する。この運転条件は、一方の端部Ｅ１及び他方の端部Ｅ２の上下方向の位置を調整後の位置に設定するための第１の電動サーボアクチュエータ５ａ及び第２の電動サーボアクチュエータ５ｂの回転角に応じた制御量を含んでいる。

以上のステップＳ４−Ｓ７が、ロールギャップＧを目標値に対して所定の変動範囲に収まるように制御する運転条件を作成するロールギャップ補正工程に相当する。

ここで、ステップＳ４の補正値の作成は以下の手順で行うことができる。まず、位置ＡでロールギャップＧを測定し、この測定したロールギャップＧに基づいて位置Ａに近い方の第１の上ロールベアリングケース３ａの位置を調整する（第１の工程、第１の制御）。これにより、位置Ａにおけるロールギャップに基づいて上ロール軸１ａの一方の端部Ｅ１の上下方向の位置が調整される。次いで、位置Ｂにおけるロールギャップを測定し、測定されたロールギャップＧに基づいて位置Ｂに近い方の第２の上ロールベアリングケース３ｂの位置を調整する（第２の工程、第２の制御）。これにより、位置ＢにおけるロールギャップＧに基づいて上ロール軸１ａの他方の端部Ｅ２の上下方向の位置が調整される。次いで、これらの工程を所望のロールギャップとなる運転条件が得られるまで、即ち、位置Ａ及び位置Ｂにおいて測定されるロールギャップＧが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまで繰り返し実施する（第３の工程、第３の制御）。これにより、良好な補正値、運転条件に収束させることができる。なお、これらの工程は、制御装置１４が調整機構を制御することによって実行され得る。

また、投光側計測センサ２０及び受光側計測センサ２１を２組備える構成では、ステップＳ４の補正値の作成は以下の手順で行うことができる。まず、位置Ａ及び位置ＢでロールギャップＧを同時に測定する（第１の工程、第１の制御）。そして、位置Ａで測定されたロールギャップＧに基づいて第１の上ロールベアリングケース３ａの位置が調整される。また、位置Ｂで測定されたロールギャップＧに基づいて、位置Ｂに近い方の第２の上ロールベアリングケース３ｂが調整される（第２の工程、第２の制御）。これにより、位置Ａ及び位置Ｂにおけるロールギャップに基づいて上ロール軸１ａの一方の端部Ｅ１及び他方の端部Ｅ２の上下方向の位置がそれぞれ調整される。その後、位置Ａ及び位置ＢでロールギャップＧが再び測定される。そして、これらを所望のロールギャップとなる運転条件が得られるまで、位置Ａ及び位置Ｂにおいて測定されるロールギャップＧが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまでこれらの調整を繰り返し実施する（第３の工程、第３の制御）。これにより、良好な補正値、運転条件に収束させることができる。これによれば、位置Ａ及び位置Ｂのロールギャップの測定を一度に行うため、補正値の作成に要する時間を短縮することができる。

続くステップＳ８では、ステップＳ７で設定した運転条件に基づいて、１組の上ロールベアリングケース３の位置を個別に調整し、回転角に応じて位置及び姿勢が調整された上ロール１と下ロール２とを用いて、被処理物の加圧処理を行う。

以上の工程により、実際の加圧処理でロールギャップの精度に影響を及ぼすロール加工精度、ベアリング回転精度、ベアリング組付け精度、ロール熱変形等の諸因子の影響をすべて反映した補正値が短時間かつ精度よくロール全周にわたって求められ、その補正値に基づいて運転条件を設定することができるため、加圧処理された被処理物の厚さを均一にすることができる。

（変更例）
以上、種々の実施形態に係るロールプレス方法及びロールプレスシステムについて説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。例えば、一実施形態では、１台のロールギャップ測定装置２００で複数箇所のロールギャップＧの測定を行ってもよいし、投光側計測センサ２０及び受光側計測センサ２１を２組備え、２箇所のロールギャップを同時に測定可能に構成されたロールギャップ測定装置２００を用意して行うこともできる。また、ロールギャップ測定装置２００を複数台用意しても良い。また、ロールギャップ測定装置２００は、ロール式加圧装置１００に配設してもよいし、ロールギャップＧの測定時のみ配置してもよい。

本実施形態では、ロールギャップ測定装置２００として光学式のセンサを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、ロールギャップ測定装置２００は、ロールギャップを測定するためのセンサとして、静電容量式変位センサ、渦電流式変位センサ、機械式変位センサ等、その他のセンサを備えていてもよい。また、ロールギャップＧは、上ロール１の周面下端の変位から下ロール２の周面上端の変位の値を差し引いた値として算出したが、ロールギャップＧを直接測定する構成を採用することもできる。

本実施形態では、加圧ロールとして上下に配置された方式を採用したが、これに限定されるものではない。例えば、ロールが水平方向に並列した構成などを採用することもできる。また、上ロール１の位置及び姿勢を制御したが、下ロール２の位置及び姿勢を制御する構成を採用することもできる。

また、図５に示すロールプレス方法では、上ロール１の幅方向における２つの位置Ａ及び位置ＢにおいてロールギャップＧを測定しているが、ロールギャップＧは必ずしも複数の位置で測定される必要はなく、１以上の位置で測定されればよい。

また、上記実施形態では、調整機構によって１組の上ロールベアリングケース３の位置を個別に調整しているが、上ロール１の上下方向に沿った位置を調整することができれば、調整機構によって位置が調整される対象は１組の上ロールベアリングケース３に限定されない。

（実施形態の効果）
上記実施形態のロールプレス方法及びロールプレスシステムによれば、上ロール１及び下ロール２のそれぞれについて基準位置を設定し、ロールギャップ測定工程により、上ロール１及び下ロール２を回転させながら、ロールの幅方向の２つの位置において、ロールギャップＧを測定し、基準位置からの回転角とロールギャップＧとの関係を少なくともロール１回転分取得し、ロールギャップ補正工程により、基準位置からの回転角とロールギャップＧとの関係に基づいて、回転角に応じて上ロールベアリングケース３の位置を制御し、ロールギャップＧを目標値に対して所定の変動範囲に収まるように制御する運転条件を作成し、ロールプレス工程により、運転条件に基づいて、被処理物の加圧処理を行うことができる。これにより、実際の加圧処理でロールギャップＧの精度に影響を及ぼすロール加工精度、ベアリング回転精度、ベアリング組付け精度、ロール熱変形等の諸因子の影響をすべて反映した補正値が短時間かつ精度よくロール全周にわたって求められ、その補正値に基づいて運転条件を設定することができるため、加圧処理された被処理物の厚さを均一にすることができる。特に、多層機能性フィルムのラミネート工程や電池材料の圧縮工程での加圧処理に好適に用いることができる。

（その他の実施形態）
ロールプレスシステムＳは、被処理物の厚さを測定する厚さ計測センサを備えた構成とすることができる。

図８は、別の実施形態に係るロールプレスシステムを概略的に示す側面図である。図８に示すように、このロールプレスシステムは、第１厚さ計測センサ１５及び第２厚さ計測センサ１６を備えている。第１厚さ計測センサ１５は、ロール式加圧装置１００における被処理物の搬送方向の上流側に設けられている。第２厚さ計測センサ１６は、ロール式加圧装置１００における被処理物の搬送方向の下流側に設けられている。第１厚さ計測センサ１５及び第２厚さ計測センサ１６としては、所望の測定精度を有する公知のセンサを用いることができる。本実施形態では、光源にレーザ光を用いた反射型変位計を用いている。本方式の第１厚さ計測センサ１５では、あらかじめ厚さを測定しておいたマスターワークを上下それぞれに配置された第１厚さ計測センサ１５で同時に測定しておき、被処理物の厚さを測定するときには、マスターワーク計測時のデータとの差異を計算し、厚さを算出する。

加圧処理を行う前の被処理物をＷ１、加圧処理後の被処理物をＷ２とする。本実施形態では、第１厚さ計測センサ１５がＷ１の厚さを測定し、制御装置１４に測定データを送出する。制御装置１４は、実測された厚さに対し必要押し込み量を加味し、ロールギャップＧの目標値を演算する。図示されないサーボモータを用いた搬送機構により、ロール式加圧装置１００からＷ１までの距離が把握されており、Ｗ１が上ロール１と下ロール２との間で加圧処理が行われるタイミングで、測定された厚さに応じて上ロール１の高さを調整することが可能となる。これにより、被処理物を一定厚さ分押しつぶす処理を行いたいときに、常に同じ量だけ押しつぶすことが可能となる。これにより、被処理物の加圧処理前の厚さによらず、均一な圧力を負荷することができる。

Ｗ２の厚さを一定にする処理を行う場合には、第２厚さ計測センサ１６がＷ２の厚さを測定し、制御装置１４に測定データを送出する。制御装置１４は、実測された厚さと設定した厚さに差異がある場合、差異分を考慮した補正値を演算し、次に投入されるＷ１の処理時から再補正値を反映した制御を行う。これにより、加圧処理後の被処理物の厚さを設定値の厚さにすることができる。

このように、ロールプレスシステムＳが厚さ計測センサを備えた構成では、被処理物の厚さを計測して運転条件にフィードバックすることができるので、被処理物の貼り合せ、厚さ品質に優れるとともに、短時間で精度調整が可能となる。

１…上ロール、１ａ…上ロール軸、２…下ロール、２ａ…下ロール軸、３…上ロールベアリングケース、４…下ロールベアリングケース、５…電動サーボアクチュエータ、６…上可動フレーム、７…ロードセル、８…回転用サーボモータ、９…上ロール自重落下キャンセル手段、１０…上フレーム、１１…下フレーム、１２…タイロッド、１３…下可動フレーム、１４…制御装置、１４ａ…演算・記憶部、１４ｂ…位置制御部、１５…第１厚さ計測センサ、１６…第２厚さ計測センサ、２０…投光側計測センサ、２１…受光側計測センサ、１００…ロール式加圧装置、２００…ロールギャップ測定装置、Ｓ…ロールプレスシステム、Ｗ１…加圧処理前の被処理物、Ｗ２…加圧処理後の被処理物。

Claims (8)

1. 被処理物を連続的に加圧処理するロール式加圧装置を用いたロールプレス方法であって、
   前記ロール式加圧装置は、
   互いに対向する第１のロール及び第２のロールと、
   前記第１のロールと前記第２のロールとの対向方向に沿って前記第１のロールの一方の端部及び他方の端部の位置を個別に調整可能な調整機構と、
   を備え、
   前記ロールプレス方法は、
   前記第１のロール及び前記第２のロールを回転させながら、前記第１のロールの幅方向における１以上の位置において前記第１のロールの外周面と第２のロールの外周面との間のロールギャップを測定し、測定された前記ロールギャップと前記第１のロール及び前記第２のロールの回転角とを関連付けて記憶するロールギャップ測定工程と、
   前記ロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように、前記調整機構によって前記第１のロールの前記対向方向における位置を前記回転角に応じて調整し、前記回転角に応じて位置が調整された前記第１のロールと前記第２のロールとを用いて前記被処理物の加圧処理を行うロールプレス工程と、
   を含み、
   前記ロールギャップ測定工程は、
   前記第１のロールの幅方向における第１の位置において前記ロールギャップを測定し、前記第１の位置で測定された前記ロールギャップに基づいて前記一方の端部の位置を調整する第１の工程であり、前記第１の位置は前記他方の端部よりも前記一方の端部に近い位置である、該第１の工程と、
   前記第１の工程の後に、前記第１のロールの幅方向における第２の位置において前記ロールギャップを測定し、前記第２の位置で測定された前記ロールギャップに基づいて前記他方の端部の位置を調整する第２の工程であり、前記第２の位置は前記一方の端部よりも前記他方の端部に近い位置である、該第２の工程と、
   前記第１の位置及び前記第２の位置における前記ロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまで前記第１の工程及び前記第２の工程を交互に繰り返し行う第３の工程と、
   を含む、ロールプレス方法。
2. 前記ロールギャップ測定工程では、前記被処理物の幅方向の両端部に対応する位置において前記ロールギャップを測定する、請求項１に記載のロールプレス方法。
3. 前記ロールギャップ測定工程では、ロールギャップ測定装置を用いて前記ロールギャップを測定し、
   前記ロールギャップ測定装置は、
   前記第１のロールと前記第２のロールとの間の隙間に対し光を照射する投光側計測センサと、
   前記隙間を通過した光を受光し、受光した光の幅を検出する受光側計測センサと、
   を備え、
   前記ロールギャップ測定工程では、前記受光側計測センサにおいて検出された光の幅からロールギャップを測定する、請求項１又は２に記載のロールプレス方法。
4. 加圧処理前および／または加圧処理後の前記被処理物の厚さを測定する厚さ測定工程を更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロールプレス方法。
5. ロール式加圧装置と、ロールギャップ測定装置とを備えるロールプレスシステムであって、
   前記ロール式加圧装置は、
   互いに対向する第１のロール及び第２のロールと、
   前記第１のロールと前記第２のロールとの対向方向に沿って前記第１のロールの一方の端部及び他方の端部の位置を個別に調整可能な調整機構と、
   制御装置と、
   を含み、
   前記ロールギャップ測定装置は、前記第１のロール及び第２のロールを回転させながら、前記第１のロールの幅方向における１以上の位置において前記第１のロールの外周面と第２のロールの外周面との間のロールギャップを測定可能に構成され、
   前記制御装置は、
   前記ロールギャップ測定装置によって測定された前記ロールギャップと前記第１のロール及び前記第２のロールの回転角とを関連付けて記憶する記憶部と、
   前記ロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるように、前記調整機構によって前記第１のロールの前記対向方向における位置を前記回転角に応じて調整する位置制御部と、
   を含み、
   前記制御装置は、
   前記ロールギャップ測定装置によって測定された前記第１のロールの幅方向の第１の位置における前記ロールギャップに基づいて前記一方の端部の位置が調整されるように前記調整機構を制御する第１の制御であり、前記第１の位置は前記他方の端部よりも前記一方の端部に近い位置である、該第１の制御と、
   前記ロールギャップ測定装置によって測定された前記第１のロールの幅方向の第２の位置における前記ロールギャップに基づいて前記他方の端部の位置が調整されるように前記調整機構を制御する第２の制御であり、前記第２の位置は前記一方の端部よりも前記他方の端部に近い位置である、該第２の制御と、
   前記第１の位置及び前記第２の位置における前記ロールギャップが目標値に対して所定の変動範囲に収まるまで前記第１の制御及び前記第２の制御を交互に繰り返し行う第３の制御と、
   を行う、ロールプレスシステム。
6. 前記調整機構は、電動サーボアクチュエータを用いた調整機構である、請求項５に記載のロールプレスシステム。
7. 前記第１のロール及び第２のロールは、サーボモータにより回転駆動する、請求項５又は６に記載のロールプレスシステム。
8. 加圧処理前および／または加圧処理後の被処理物の厚さを測定する厚さ測定装置を更に備える、請求項５〜７のいずれか一項に記載のロールプレスシステム。
   
   

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