JPH06142590A

JPH06142590A - 塗布装置

Info

Publication number: JPH06142590A
Application number: JP31933592A
Authority: JP
Inventors: Yukito Nakamura; 幸登中村; Motoharu Maeda; 元治前田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-11-04
Filing date: 1992-11-04
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】塗布中のコータダイスのスライド面上の塗布
液の塗布液の膜厚変動をオンラインで測定することがで
きる塗布装置を提供する。【構成】塗布装置１は、ウェブ２を走行させるバック
ロール３と、塗布液を流下させるスライド面９を有する
コータダイス４と、このコータダイス４に塗布液を供給
する塗布液供給手段４５とを備え、コータダイス４のス
ライド面９上を塗布液を流下させて、走行するウェブに
塗布液を塗布し、このコータダイス４のスライド面９を
流下する塗布液の膜厚変動を測定手段２０で測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、塗布装置に係り、詳
しくは走行するウェブに塗布液を塗布する塗布装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば感光材料を製造する塗布装置とし
て、ウェブを走行させるバックロールと、塗布液を流下
させるスライド面を有するコータダイスと、このコータ
ダイスに塗布液を供給する塗布液供給手段とを備え、コ
ータダイスのスライド面上を塗布液を流下させて、走行
するウェブに塗布液を塗布するものがある。

【０００３】このような塗布装置で製造された例えば感
光材料では、ウェブに塗布された塗布層の膜厚に変動が
あると、塗布層中の銀量バラつきによる感度バラつきが
発生し感光材料の品質低下の一原因となっている。この
ため、ウェブに塗布された塗布層の銀量バラつきが管理
中に納まっているかのチェックが行なわれる。このチェ
ックは、塗布装置でウェブに塗布液を塗布して乾燥し、
巻き取り後に、塗布層が形成された感光材料をサンプリ
ングとして取り出し、蛍光Ｘ線装置で銀量を測定してい
る。

【０００４】また、塗布膜変動要因として、膜厚を決定
する因子の一つであるコータダイスのスリット間隔があ
り、初めにコータダイスの製作時にスライド面の測定が
行なわれる。そして、最終的に上記の方法による銀量測
定により、コータダイスが使えるかどうかの判断をして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、蛍光Ｘ線装
置で銀量を測定するものでは、塗布後に測定してチェッ
クするものであるため、コータダイスの良否判定に時間
がかかり、さらに塗布液の無駄やウェブの無駄、さらに
は時間ロスが多い。また、塗布装置で製造された感光材
料のサンプリングチェックのため、感光材料の全面検査
ができない。さらに、サンプリングチェックのため、全
層塗布後なので、例えば塗布液の各層の銀量ばらつきが
分からない。

【０００６】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、塗布中のコータダイスのスライド面上の塗布液の
塗布液の膜厚変動をオンラインで測定することができる
塗布装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、ウェブを走行させるバック
ロールと、塗布液を流下させるスライド面を有するコー
タダイスと、このコータダイスに塗布液を供給する塗布
液供給手段とを備え、前記コータダイスのスライド面上
を塗布液を流下させて、走行するウェブに塗布液を塗布
する塗布装置において、前記コータダイスのスライド面
を流下する塗布液の膜厚変動を測定する測定手段を備え
ることを特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、前記測定手
段が、前記コータダイスのスライド面上の任意の固定位
置での塗布液の膜厚の時間的変動を測定することを特徴
としている。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、前記コータ
ダイスのスライド面上の任意の位置に、前記測定手段を
移動させる移動機構を備えることを特徴としている。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、前記測定手
段により測定した塗布液の膜厚変動に基づき前記塗布液
供給手段を制御して塗布液流量を調整する制御手段を備
えることを特徴としている。

【００１１】請求項５記載の発明は、前記ウェブの走行
速度の変動を測定する走行速度測定手段と、このウェブ
の走行速度変動に基づき前記塗布液供給手段を制御して
塗布液流量を調整する制御手段を備えることを特徴とし
ている。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明では、測定手段でコータダ
イスのスライド面を流下する塗布液の膜厚変動を測定す
る。

【００１３】請求項２記載の発明では、測定手段でコー
タダイスのスライド面上の任意の固定位置での塗布液の
膜厚の時間的変動を測定する。

【００１４】請求項３記載の発明では、移動機構でコー
タダイスのスライド面上の任意の位置に、測定手段を移
動させる。

【００１５】請求項４記載の発明では、制御手段で測定
手段により測定した塗布液の膜厚変動に基づき塗布液供
給手段を制御して塗布液流量を調整する。

【００１６】請求項５記載の発明では、制御手段で、ウ
ェブの走行速度変動に基づき、塗布液供給手段を制御し
て塗布液流量を調整する。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の塗布装置の実施例を図面に
基づいて説明する。図１は塗布装置の概略構成図、図２
は塗布装置の断面図、図３は塗布装置の測定動作を示す
図、図４は幅手位置と塗布液の膜厚変動値の関係を示す
図、図５は時間と塗布液の膜厚変動値の関係を示す図で
ある。

【００１８】この塗布装置１には、ウェブ２を走行させ
るバックロール３と、塗布液を流下させスライド面９を
有するコータダイス４とが備えられている。ウェブ２
は、塗布液が塗布される支持体であり、このウェブ２は
バックロール３を介して走行される。バックロール３に
近接してコータダイス４が位置しており、このコータダ
イス４の液供給路５ａ〜５ｄには液供給パイプ６ａ〜６
ｄに設けられた流量ポンプ７ａ〜７ｄの駆動で種類の異
なる塗布液が供給される。この実施例では４種類の塗布
液が供給されるが、１種類以上何種類でもよい。液供給
路５ａ〜５ｄの上方には垂直の狭いスリット８ａ〜８ｄ
が形成され、塗布液がこのスリット８ａ〜８ｄを通り、
コータダイス４のスライド面９上へ流出する。このスラ
イド面９はバックロール３方向へ向い傾斜しており、流
出した塗布液は層をなして流下し、スライド面９の下端
部からウェブ２に塗布され、このスライド面９の下端部
とウェブ２との間には塗布液のビード１０が形成され
る。

【００１９】このビード１０の下面側には圧力調整ボッ
クス１１が設けられ、この圧力調整ボックス１１で下面
側空気圧力を小さくして、ビード１０を上から下に押し
付け、塗布を確実にしている。この塗布液は種々の溶液
が用いられるが、特に写真感光材料である親水性コロイ
ド溶液で例えばゼラチン、ポリビニールアルコールなど
の親水性バインダーで、粘度４〜４０ｃｐの低粘度の塗
布組成物に好適である。また、揮発性溶剤を含む塗布液
は正圧によってスライド面における蒸発を抑制すること
ができる。また、親水性コロイド溶液を塗布するウェブ
としては、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチル
セルロース、ポリプロピレンなどのプラスチックフィル
ムや紙等の写真感光材料用支持体が用いられる。

【００２０】この塗布装置１には、コータダイス４のス
ライド面９を流下する塗布液の膜厚変動を測定する測定
手段２０が備えられ、この測定手段２０は移動機構２１
でコータダイス４のスライド面９上の任意の位置に移動
する。移動機構２１は、幅手方向移動機構２２と、長手
方向移動機構２３とからなる。この幅手方向移動機構２
２のガイド２４に測定手段２０が移動可能に設けられ、
この測定手段２０は駆動軸２５の回転でガイド２４上を
幅手方向へ移動する。この駆動軸２５は駆動モータ２６
の回転で駆動される。幅手方向移動機構２２の支持台２
７，２８は長手方向移動機構２１のガイド２９に移動可
能に設けられ、この支持台２７，２８は駆動軸３０の回
転でガイド２９上を長手方向へ移動する。この駆動軸３
０は駆動モータ３１の回転で駆動される。

【００２１】測定手段２０はコータダイス４のスライド
面９を流下する塗布液の膜厚変動を測定し、膜厚測定信
号を膜厚測定信号処理部４０へ入力し、この膜厚測定信
号処理部４０で膜厚変動を算出し、表示部４１及び制御
手段４２へ出力される。

【００２２】例えば、長手方向移動機構２１の作動を停
止して、幅手方向移動機構２２を作動して測定手段２０
の幅手方向の位置を変化させて、塗布液の膜厚変動値を
測定する。また、長手方向移動機構２１を作動させて測
定手段２０の長手方向の位置を変化させ、次いで幅手方
向移動機構２２を作動して測定手段２０の幅手方向の位
置を変化させて、所定位置での塗布液の膜厚変動値を測
定する。

【００２３】このように、測定手段２０でコータダイス
４のスライド面９上の任意の固定長手位置での幅手膜厚
変動と、任意の固定位置での塗布液の膜厚の時間的変動
を測定するから、コータダイス４の傾向管理ができる。
このため、コータダイス４のスライド面９上の塗布液の
膜厚の経時変化がわかり、コータダイス４の交換時期が
事前にわかる。さらに、移動機構２１でコータダイス４
のスライド面９上の任意の位置に、測定手段２０を移動
させるから、任意の位置でより高精度にコータダイス４
の傾向管理ができる。

【００２４】表示部４１はＣＲＴまたはプリンター等で
構成されており、膜厚測定信号処理部４０からの算出結
果から、図４に示すように幅手位置と塗布液の膜厚変動
値の関係を表示し、また図５に示すように時間と塗布液
の膜厚変動値の関係を表示する。このように、測定手段
２０でコータダイス４のスライド面９を流下する塗布液
の膜厚変動を測定するから、コータダイス４の良否判断
を迅速に行なうことができる。

【００２５】塗布装置１には、ウェブ２の走行速度の変
動を測定する走行速度測定手段４３が備えられ、この走
行速度測定手段４３からの走行速度測定信号が走行速度
測定信号処理部４４に入力され、この走行速度測定信号
処理部４４でウェブの走行速度変動値を算出して制御手
段４２へ入力する。

【００２６】制御手段４２では、膜厚測定信号処理部４
０からの塗布液の膜厚変動値と、走行速度測定信号処理
部４４からのウェブの走行速度変動値に基づき、各塗布
液の層の制御すべき塗布液量を演算し、制御手段４２で
塗布液供給手段４５を制御して塗布液流量を調整する。
即ち、図４でバラツキ測定値Ｈ１が生じて、塗布液の膜
厚変動値が管理幅Ｈ２から外れることがあると、この塗
布液の膜厚変動値が管理幅Ｈ１内になるように塗布液流
量を調整する。また、図５でバラツキ測定値Ｈ３が生じ
て、塗布液の膜厚変動値が管理幅Ｈ４から外れることが
あると、この塗布液の膜厚変動値が管理幅Ｈ１内になる
ように塗布液流量を調整する。この塗布液供給手段４５
の制御は、例えば各塗布液の液供給パイプ６ａ〜６ｄに
設けられた流量ポンプ７ａ〜７ｄをフィードバック制御
することによって行なわれる。

【００２７】このように、制御手段４２で測定手段２０
により測定した塗布液の膜厚変動に基づき塗布液供給手
段４５を制御して塗布液流量を調整するから、塗布液の
無駄、ウェブの無駄、時間ロスを軽減することができ
る。また、全面・各塗布液層の塗布液膜圧の均一性が保
証される。さらに、制御手段４２でウェブ２の走行速度
変動に基づき、塗布液供給手段４５を制御して塗布液流
量を調整するから、ウェブ走行速度変動出力に基づいて
塗布液流量制御するので常時、塗布の膜厚を一定にでき
る。

【００２８】次ぎに、塗布液の膜厚変動を測定する測定
手段２０について、詳細に説明する。この測定手段２０
は、塗布液の膜厚変動測定する変位センサ装置１００で
構成され、この具体的構成について説明する。

【００２９】図６は塗布液の液面とコーダイスのスライ
ド面間を光干渉方式で直接測定する変位センサ装置の原
理図、図７は液面とスライド面による等傾角干渉縞パタ
ーンを示す図である。この変位センサ装置１００は、可
干渉光を光源としたレーザ光源１０１からの光が、コリ
メータレンズ１０２を介して平行光とし、この平行光を
ハーフミラー１０３で集光レンズ１０４に導き、この集
光レンズ１０４で塗布液の液面１０５とコータダイス１
０６のスライド面１０７に集光する。この液面１０５と
スライド面１０７からの反射光同士を集光レンズ１０４
により、波面合成してハーフミラー１０３を介して干渉
縞パターン１０８を焦点位置の観察面１０９上に作る。

【００３０】この光学系による干渉縞パターン１０８を
図７に示している。この干渉縞パターン１０８の移動本
数は膜厚の変化量を示し、移動方向は変化方向を示して
おり、この干渉縞パターン１０８で膜厚の変化量と変化
方向を同時に測定することができ、この測定結果から干
渉縞パターン１０８が変化しないように制御する。

【００３１】このようにして、コータダイス１０６のス
ライド面１０７と液面１０５間の距離、即ち膜厚を光干
渉法で非接触に測定されるが、この測定光学系の課題と
して、測定範囲内での干渉縞の形、コントラストの安定
化がある。

【００３２】図８及び図９は変位センサ装置の課題を示
している。この変位センサ装置２００は、可干渉光を
光源とするレーザ光源２０１とした平行光がハーフミラ
ー２０２に導かれ、このハーフミラー２０２を介して集
光レンズ２０３で液面２０４とスライド面２０５に集光
し、この液面２０４とスライド面２０５からの反射光同
士を集光レンズ２０３により、波面合成してハーフミラ
ー２０２を介して光検出面２０６に干渉縞パターンを作
る。ところで、コータダイスのスライド面２０５は、グ
ラインダーで幅手方向への研磨されて形成されるため、
研磨方向の幅手方向は粗面性が小さいが、長手方向は粗
面性が大きくなる。このため、図８に示すように、光検
出面２０６上のＡ点、Ｂ点に本来入ってくるはずのない
光路差の異なる光Ｃ、Ｄが各々入ってきてしまい、干渉
縞パターンが乱れてしまい、スライド面２０５の異なる
位置からの散乱光による干渉縞の乱れが生じる。

【００３３】この散乱光による干渉縞の乱れを防止する
ために、測定範囲内で散乱光を除去することが考えら
れ、図１０に二重スリット結像光学系の変位センサ装置
の概略構成図を示している。

【００３４】この変位センサ装置３００は、可干渉光を
光源としたレーザ光源３０１からの平行光がハーフミラ
ー３０２に導かれ、このハーフミラー３０２を介して集
光レンズ３０３で液面３０４とスライド面３０５に集光
し、この液面３０４とスライド面３０５からの反射光同
士を集光レンズ３０３により、波面合成してハーフミラ
ー３０２、スリット３０６を介して結像レンズ３０７に
導き、さらにスリット３０８を介して光検出面３０９上
に干渉縞パターンを作る。集光レンズ３０３は焦点距離
がｆ１のものが用いられ、スリット３０６を置く位置は
集光レンズ３０３の焦点位置に置くことが、散乱光を遮
断する点で好ましい。また、結像レンズ３０７は焦点距
離がｆ２のものが用いられ、スリット３０８を置く位置
は結像レンズ３０７の焦点位置に置くことが、同様にス
リット３０６で遮断された後に残る散乱光を遮断する点
で好ましい。このスリット３０６，３０８はコータスラ
イドの長手方向と直交する方向に配置され、いずれも長
手方向の粗面性が大きいことにより生じる散乱光を遮断
するようになっている。

【００３５】図１１は斜入射光学系の変位センサ装置の
概略構成図である。この変位センサ装置４００は、可干
渉光を光源としたレーザ光源４０１から平行光が集光レ
ンズ４０２で液面４０３とスライド面４０４に斜め入射
で集光し、この液面４０３とスライド面４０４からの反
射光同士を集光レンズ４０５により、波面合成してスリ
ット４０６を介して結像レンズ４０７に導き、さらにス
リット４０８、偏光板４０９を介して光検出面４１０に
干渉縞パターンを作る。集光レンズ４０２は焦点距離が
ｆ１のものが用いられ、スリット４０６を置く位置は集
光レンズ４０５の焦点位置に置くことが、散乱光を遮断
する点で好ましい。結像レンズ４０７は焦点距離がｆ２
のものが用いられ、またスリット４０８を置く位置は結
像レンズ４０７の焦点位置に置くことが、同様にスリッ
ト４０８で遮断された後に残る散乱光を遮断する点で好
ましい。

【００３６】このように斜入射光学系を用いることによ
って、液面４０３とスライド面４０４からの反射光量を
バランスさせて、干渉縞のコントラストを高めている。
また、スリット４０６，４０８は長手方向に配置され、
このスリット４０６，４０８はいずれも長手方向の粗面
性が大きいことにより生じる散乱光を遮断するようにな
っている。

【００３７】また、レーザ光源４０１が光軸と直交する
平面内で回転可能で、同様に液面４０３とスライド面４
０４からの反射後の光軸上に置いた偏光板４０９が回転
可能になっており、これで斜入射光学系において、液面
４０３とスライド面４０４からの反射光量をバランスさ
せて、干渉縞のコントラストをより高めている。

【００３８】図１２は変位センサ装置の概略構成図であ
る。この変位センサ装置５００は、渦電流センサ５０１
をコータダイスのスライド面５０２と対向して配置し、
この渦電流センサ５０１とスライド面５０２との距離ａ
が渦電流出力値として得られる。また、この変位センサ
装置５００は、可干渉光を光源としたレーザ光源５０３
からの平行光が、ハーフミラー５０４を介して集光レン
ズ５０５で塗布液の液面５０６に入射して集光し、また
レーザ光源５０３からの平行光がハーフミラー５０４を
介して集光レンズ５０７で参照ミラー５０８に入射して
集光する。液面５０６からの反射光を集光レンズ５０５
によりハーフミラー５０４で、また参照ミラー５０８の
反射光は集光レンズ５０７によりハーフミラー５０４で
波面合成してスリット５０９を介してミラー５１０で結
像レンズ５１１に導き、さらにスリット５１２を介して
光検出器５１３で光干渉出力による膜厚変動換算値を求
める。この光検出器５１２は、例えばＣＣＤ、フォトダ
イオードアレイ等で構成される。

【００３９】また、液面変位測定として、液面上の集光
ビーム像を決像レンズで、センサ面上に決像して、液面
位置変化を測定する三角測量方式でもできる。さらに、
図１２において、渦電流センサ５０１がなくても、測定
することも可能である。初め塗布液がない時のコータス
ライド面とセンサ間距離変動を全幅で測定し、メモリ等
に記録しておく。次に、塗布液を流して、同じように液
面とセンサ間距離変動を全幅で測定する。そして、スラ
イド面測定時出力、塗布液面測定時出力により、塗布液
の膜厚変動を測定できる。

【００４０】この変位センサ装置５００では、塗布液膜
厚変動値が、渦電流出力値から光干渉出力による膜厚変
動換算値を減算して得られる。

【００４１】次ぎに、走行速度測定手段４３について説
明する。この走行速度測定手段４３は、例えば速度計６
００が用いられ、この具体的装置構成として、例えば図
１３に示すものがある。この速度計６００は、ウェブ６
０１が移動しているとき、その表面にレーザ光源６０２
からレーザ光を投光レンズ６０３を介して照射する。そ
して、このウェブ６０１におけるレーザ光の透過光また
は反射光を、スペックルの並進方向へ並設した受光セン
サ４Ａ，４Ｂにより検出し、検出した光信号の時間的ず
れ量を、相互相関処理器６０５により相互相関処理して
ウェブ６０１の速度を検出する。また、速度計として、
特願平２−７２５８８号明細書、特願平２−７２５８７
号明細書、特願平２−７２５８５号明細書及び特願平２
−７２５８６号明細書に記載されたものを用いることが
できる。

【００４２】また、この実施例に置いて、ウェブに塗布
液を塗布して得られる感光材料として、写真用フィル
ム、写真用ペーパがあり、また感光材料以外には磁気テ
ープ等がある。写真用フィルム及び写真用ペーパの場合
は、感光させないために光源波長が７８０ｍｍ以上の近
赤外線を使用し、例えば１５５０ｎｍまたは１６５０ｎ
ｍの光源を用いており、感光しないため、オンラインで
測定できる。

【００４３】

【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、測定手段でコータダイスのスライド面を流下する塗
布液の膜厚変動を測定するから、コータダイスの良否判
断や塗布の管理を迅速化することができる。

【００４４】請求項２記載の発明は、測定手段でコータ
ダイスのスライド面上の任意の固定位置での塗布液の膜
厚の時間的変動を測定するから、コータダイスの傾向管
理ができ、コータダイスのスライド面上の塗布液が供給
されるスリット間隔の経時変化がわかり、コータダイス
交換時期が事前にわかる。

【００４５】請求項３記載の発明は、移動機構でコータ
ダイスのスライド面上の任意の位置に、測定手段を移動
させるから、任意の位置でより高精度にコータダイスの
傾向管理ができる。

【００４６】請求項４記載の発明は、制御手段で測定手
段により測定した塗布液の膜厚変動に基づき塗布液供給
手段を制御して塗布液流量を調整するから、塗布液の無
駄、ウェブの無駄、時間ロスを軽減することができる。
また、全面・各塗布液層の塗布液膜圧の均一性が保証さ
れる。

【００４７】請求項５記載の発明は、制御手段でウェブ
の走行速度変動に基づき、塗布液供給手段を制御して塗
布液流量を調整するから、ウェブ走行速度変動出力に基
づいて塗布液流量制御するので常時、塗布膜厚を一定に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】塗布装置の概略構成図である。

【図２】塗布装置の断面図である。

【図３】塗布装置の測定動作を示す図である。

【図４】幅手位置と塗布液の膜厚変動値の関係を示す図
である。

【図５】時間と塗布液の膜厚変動値の関係を示す図であ
る。

【図６】塗布液の液面とコーダイスのスライド面間を光
干渉方式で直接測定する変位センサ装置の原理図であ
る。

【図７】液面とスライド面による等傾角干渉縞パターン
を示す図である。

【図８】変位センサ装置の課題を示す図である。

【図９】変位センサ装置の課題を示す図である。

【図１０】二重スリット結像光学系の変位センサ装置の
概略構成図を示している。

【図１１】斜入射光学系の変位センサ装置の概略構成図
である。

【図１２】変位センサ装置の概略構成図である。

【図１３】速度計の概略構成図である。

【符号の説明】

１塗布装置２ウェブ３バックロール４コータダイス９スライド面２０測定手段４５塗布液供給手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェブを走行させるバックロールと、塗
布液を流下させるスライド面を有するコータダイスと、
このコータダイスに塗布液を供給する塗布液供給手段と
を備え、前記コータダイスのスライド面上を塗布液を流
下させて、走行するウェブに塗布液を塗布する塗布装置
において、前記コータダイスのスライド面を流下する塗
布液の膜厚変動を測定する測定手段を備えることを特徴
とする塗布装置。
【請求項２】前記測定手段は、前記コータダイスのス
ライド面上の任意の固定位置での塗布液の膜厚の時間的
変動を測定することを特徴とする請求項１記載の塗布装
置。
【請求項３】前記コータダイスのスライド面上の任意の
位置に、前記測定手段を移動させる移動機構を備えるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の塗布装
置。
【請求項４】前記測定手段により測定した塗布液の膜
厚変動に基づき前記塗布液供給手段を制御して塗布液流
量を調整する制御手段を備えることを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】前記ウェブの走行速度の変動を測定する走
行速度測定手段と、このウェブの走行速度変動に基づき
前記塗布液供給手段を制御して塗布液流量を調整する制
御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の塗布装置。