JPH06149305A - 膜塗布装置用位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は膜塗布装置用位置制御装置に関し、
ウェブとコータとの間隙の位置制御を最適に行うことが
できる膜塗布装置用位置制御装置を提供することを目的
としている。 【構成】 気体で支持されたウェブに近接して対向配置
された膜塗布用コータの位置をその間隙が一定範囲内に
収まるように制御する膜塗布装置用位置制御装置におい
て、前記ウェブの幅手方向に複数の位置で前記間隙を測
定するギャップ手段を設け、該ギャップ測定手段の出力
を受けて、予めメモリ内に設けられた複数の制御ルール
の優先度の高いものから順にコータ位置制御に採用する
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜塗布装置用位置制御装
置に関し、更に詳しくはウェブと膜塗布用のコータとの
間の間隙（ギャップ）を最適に調節することができるよ
うにした膜塗布装置用位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真感光材料を製造する場合に、ウェブ
と呼ばれるフィルムベースの片面に塗布液を塗布し、ゲ
ル化した後、引き続き反対面に塗布液を塗布する方法
で、先に塗布した面をロール上で気体で無接触支持させ
ながら連続的に走行させて、塗布液を反対側の面に塗布
する方法及び装置がある。このようなウェブの両面に塗
布された写真感光材料は、印刷感光材料，レントゲンフ
ィルム，カラーフィルム等として市販されている。

【０００３】図４はウェブの両面に塗布液を塗布する膜
塗布装置の構成概念図である。図において、元巻きのウ
ェブ３は数百〜数千ｍをコアに巻いたものを外側から順
次繰り出したものであり、一つの元巻きの巻き出しが終
わると、塗布工程のウェブの走行を止めることなく、次
の元巻きをつないで、複数本の元巻きが連続して一定の
速度で供給され続けるようになっている。

【０００４】塗布工程では、ウェブ３は先ずロール２に
直接接触して塗布装置（コータ）１により従来公知の方
法で片方の面に膜が塗布される。ウェブ３に塗布された
塗布膜は、冷風ゾーン６を通過する。冷風ゾーン６で
は、スリット板若しくは小孔群７により塗布膜に冷風を
当て、更に冷却効率を上げるため、ウェブ３の塗布され
ていない面に２〜３ｍｍの間隙を置いて設置された冷却
ロール群８を接触させ、ロール側から空気を吸って冷却
ロール群８との接触面積を増大させ、塗布膜をゲル化し
ている。

【０００５】次に、ゲル化された塗布膜を有するウェブ
３は、塗布装置のロール５の無接触支持部にてその反対
面に塗布膜が塗布装置４により塗布される。この無接触
支持部においては、表面に多数の気体噴出孔を設けたロ
ール曲面からゲル化された塗布膜の面に気体を噴出して
ウェブ３を無接触の状態に支持するものであり、このロ
ール５はエアロールと呼ばれている。

【０００６】図５は塗布部の拡大断面図である。コータ
４の先端の位置が塗布液の塗布部になっている。そし
て、コータの先端からウェブ３までの距離をギャップ
（間隙）と呼び、その幅をｗで表す。この間隙の幅ｗと
しては数１０μｍ〜数１００μｍである。５は前記した
エアロールである。その表面には空気を通すための穴が
あいており、所定圧力の空気が吹き出される。ウェブ３
は空気等の流体により固形物に当接することなく、保持
される。

【０００７】写真感光材料の製造においては、塗布され
た膜の厚みは通常１％以下の変動に抑える必要があり、
そのためにはコータ４の先端部とウェブ３の塗布される
べき面との間隙ｗをできるだけ一定の範囲に保つ必要が
ある。

【０００８】こうした位置制御は、従来は目標値に対し
てプロセス値が外れた度合（偏差）に応じた制御量で位
置制御を行っている。或いは許容値を越えたことを検出
して制御をオンオフさせて行うが、この際、一般にプロ
セスの動特性と最適な制御周期を求めておき、その制御
周期内のプロセス値と目標値の偏差によって制御を行
う。

【０００９】例えば、ＰＩＤ制御の場合、その制御周期
内のデータの変化率，偏差の積分値，偏差のそれぞれに
対してプロセスの動特性に合わせた係数をかける等し
て、制御量を決めている。しかしながら、制御対象の動
特性が一定であるか或いは予測可能なものでないと適切
な制御の係数を求めるのは困難である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】エアロール５上で塗布
するためには、コータ４とウェブ３の間隙ｗが時々刻々
と変化するので、その間隙を一定範囲内に調節するよう
に位置制御を行う必要がある。しかしながら、ウェブ３
の動きは幅広い周波数の位置変化を含んでおり、かつ塗
布の対象となるウェブ３の幅手方向や長手方向の位置に
よってその間隙の変化の周期や幅も徐々に変化する。

【００１１】ＰＩＤ制御のような従来技術では、こうし
た挙動を持つウェブ３の動きに応じてコータ４の位置を
制御するためには、ウェブ３の位置変化の動特性の変化
に応じて制御の係数等を変化させて制御しないと適切な
制御量が得られなかった。また、この動特性の変化は予
測が困難でもある。

【００１２】こうした制御対象であるウェブとコータと
の間隙ｗは従来型の位置制御方式では、適切に制御する
ことが困難であるため、ウェブの位置変化の挙動に動的
に対応できる制御方式が必要であった。

【００１３】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであって、ウェブとコータとの間隙の位置制御を
最適に行うことができる膜塗布装置用位置制御装置を提
供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、気体で支持されたウェブに近接して対向配置
された膜塗布用コータの位置をその間隙が一定範囲内に
収まるように制御する膜塗布装置用位置制御装置におい
て、前記ウェブの幅手方向に複数の位置で前記間隙を測
定するギャップ手段を設け、該ギャップ測定手段の出力
を受けて、予めメモリ内に設けられた複数の制御ルール
の優先度の高いものから順にコータ位置制御に採用する
ようにしたことを特徴としている。

【００１５】

【作用】気体で支持されたウェブの幅手方向に複数の位
置でコータとウェブとの間隙を測定する手段を設け、制
御部は予めテーブル形式でメモリ上に設定された制御値
テーブル内の複数の制御ルールに従って間隙測定手段の
出力を判定し、条件が成立するかどうか決定する。そし
て、条件が成立した場合、制御ルールの中で優先度の高
いものから制御量を選択し、制御を行うようにした。こ
のような構成とすることにより、幅手と長手の両方のウ
ェブとコータとの間隙の位置制御を最適に行うことがで
きる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図４と同一のものは、同一の符号を付して
示す。図において、３はウェブ、４は該ウェブ３に膜の
塗布を行うコータ（塗布装置）、５はウェブ３を気体に
より無接触支持するエアロールである。

【００１７】１０はウェブ３の幅手方向に配置された複
数の間隙測定手段、１１はこれら間隙測定手段の出力を
受けてウェブ３とコータ４との位置制御を行う制御部で
ある。該制御部１１としては、例えばコンピュータシス
テムが用いられる。１２は複数の制御ルールが格納され
ている制御値テーブルで、メモリ内に設けられている。
１３は、制御部１１からの制御信号に応じてコータ４の
位置を移動させるコータ駆動部である。このように構成
された装置の動作を説明すれば、以下のとおりである。

【００１８】先ず、制御値テーブル１２の内容と制御部
１１の制御動作について説明する。制御部１１における
条件の判定は、以下のとおりである。制御部１１は、一
定時間（１制御周期）内に多数回測定された間隙測定手
段１０の出力からウェブ３とコータ４の間隙ｗの最大
値，最小値及び平均値を計算する。そして、それらの値
が制御値テーブル１２に設定された値を越えたか否かを
判定し、コータ４の位置制御を行うかどうかを決定す
る。

【００１９】更に条件成立の判定は、許容範囲を外れた
間隙測定手段１０の個数をカウントし、その値によって
前記間隙を調節する制御を行うか否かを判定する判定方
式も付加されている。

【００２０】図２は制御値テーブル１２に格納されてい
る制御ルールの設定値の例を示す図である。１周期の場
合とＭ周期の場合のそれぞれについて、各４個の制御ル
ールが示されている。図の（１）〜（４）までが１周期
の制御ルール、（５）〜（８）がＭ周期の制御ルールで
ある。そして、その優先順位は（１）＞（２）＞（３）
＞（４）＞（５）＞（６）＞（７）＞（８）である。

【００２１】制御ルールは、図に示すようにテーブル
（表）形式にして複数のルールを設定できるようにして
あり、同時に複数のルールが成立した場合には、優先度
の高い方のルールで位置制御を行う。

【００２２】これら制御ルールのうち、１つの制御ルー
ルについては、コータ４の幅手方向に複数（ｎ個）設置
された間隙測定手段１０の出力のそれぞれの最大値Ｇｎ
ＭＡＸ，最小値ＧｎＭＩＮ，平均値ＧＡＶＥに対して設
定した値との大小関係の論理式がそれぞれ成立した時
に、１つのルールが成立したものとする。

【００２３】更に、制御ルールの中には、その論理式が
成立した数をカウントして、その値がテーブルの中に設
定した値を越えた場合に、成立するとしたＣＮＴという
判定式も用意している。１周期と表示された上段のテー
ブルは、データ収集周期１回で、ルールの成立を判定
し、制御を行うかどうか決める。Ｍ周期と表示された下
段のテーブルでは、論理にＣＮＴが設定されている場
合、Ｍ周期の内にＣＮＴが設定されている行の式が成立
するデータの個数を数え、Ｍ周期内のその数の累計がテ
ーブルの下に示されているカウント基準値（ここでは
５）の値に達した場合、そのルールが成立して制御を行
う。

【００２４】次に、各ルール中の条件判断の仕組みを以
下に説明する。 （１周期のルールの条件判断） （ａ）各ルール内の条件式（３個の式）の判断条件が、
ＡＮＤなら該当データ（間隙測定手段１０の出力）全て
がその条件を満たした時ＯＲなら該当データが１個でも
その条件を満たした時に行単位の条件が成立したものと
みなす。 （ｂ）ＧｎＭＡＸ，ＧｎＭＩＮ，ＧＡＶＥに記述されて
いる条件式が全て満たされた場合に、ルール（ｎ）が成
立したものとみなす。 （ｃ）ＧｎＭＡＸ，ＧｎＭＩＮ，ＧＡＶＥ行に条件式記
述がない行は、その行に関しては無条件成立とする。但
し、３行共に記述がない場合には、条件不成立とする。 （Ｍ周期のルールの条件判断） （ａ）最大Ｍ周期までの成立結果・ＣＮＴ数により条件
判断を行う。 （ｂ）他のルール成立時には、Ｍ周期分の成立結果・Ｃ
ＮＴ数はリセットされる。 （ｃ）ルール内の条件式（３個の式）の判断条件が、Ａ
ＮＤなら、該当データ全てがその条件を満たした時ＯＲ
ならば、該当データが１個でもその条件を満たした時Ｃ
ＮＴならば、該当データが１個でもその条件を満たした
時に行単位の条件が成立したものとみなす。なお、ＣＮ
Ｔ条件の場合には、式毎の条件成立データ数をカウント
値とする。ＣＮＴ条件がルール内にない時には、カウン
ト値は１とする。 （ｄ）ＧｎＭＡＸ，ＧｎＭＩＮ，ＧＡＶＥ行に条件式記
述のない行は、その行に関しては無条件成立とする。但
し、３行共に記述がない場合には、条件不成立とする。 （ｅ）ルール（ｎ）のＭ周期分のカウント数の総和を算
出し、（総和）≧（制御値テーブルで設定したカウント
基準値）ならば、ルール（ｎ）が成立したものとみな
す。

【００２５】次に、（１）〜（８）までの各ルールの内
容について説明する。 ○ルール（１）；最大値ＧｎＭＡＸが４５０μを１箇所
でも越え、かつ最小値ＧｎＭＩＮが１４０μを１箇所で
も下回った場合には、間隙ｗの変動が大きすぎるので制
御不能であり、従って間隙の変更はしない。テーブル中
の制御値＋０は制御を行わないことを示している（以下
同じ）。 ○ルール（２）；最大値ＧｎＭＡＸが１００μを１箇所
でも越え、かつ最小値が１０μを１箇所でも下回った場
合は、間隙ｗの変動が大きすぎるので制御不能であり、
従って間隙の変更はしない。 ○ルール（３）；最小値ＧｎＭＩＮが１２０μを１箇所
でも下回った場合は、間隙ｗが小さく、塗布膜の均一性
が損なわれるおそれがあるので、コータ４を３０μ後退
させて間隙ｗを広げる。制御値の＋３０は間隙ｗを３０
μ広げることを示す。ルール（３）のＧｎＭＡＸの論理
式が０（ ）と示されているのは、ＧｎＭＡＸの値の如
何に係わらないことを示している（以下同じ）。 ○ルール（４）；最小値ＧｎＭＩＮが２５０μを全て越
えた場合には、間隙ｗが大きく、塗布膜の均一性が損な
われるおそれがあるので、コータ４を５０μ前進させて
間隙ｗを狭める。論理式＞２５０（ＡＮＤ）中の“ＡＮ
Ｄ”は全ての間隙測定手段１０についての意味である。 ○ルール（５）；最小値ＧｎＭＩＮが１箇所でも１３０
μを下回っていたら、この周期でのカウント値を１と
し、過去Ｍ周期のカウント値の和を求める。そのカウン
ト値の和が５に達したら、間隙ｗが小さい傾向があるの
で、コータ４を２０μ後退させて、間隙ｗを広げる。但
し、（１）〜（８）のいずれかのルールで制御が行われ
た時には、このＭ周期のカウント値は０にリセットされ
る。 ○ルール（６）；最小値ＧｎＭＩＮが１箇所でも３００
μを越えたら、この周期でのカウント値を１とし、過去
Ｍ周期のカウント値の和を求める。そのカウント値の和
が５に達したら、間隙ｗが大きい傾向があるので、コー
タ４を２０μ前進させて間隙ｗを狭める。 ○ルール（７）；幅手方向の間隙測定手段１０から求め
た間隙ｗの平均値ＧｎＡＶＥが２１０μを越えたら、こ
の周期でのカウント値を１とし、過去Ｍ周期のカウント
値の和を求める。そのカウント値の和が５に達したら、
間隙ｗが大きい傾向があるので、コータ４を１０μ後退
させて、間隙ｗを狭める。 ○ルール（８）；最小値ＧｎＭＩＮが２８０μを越えた
間隙測定手段１０の数をカウントし、そのカウント値を
ｋとする。そして、過去Ｍ周期のカウント値の和が５に
達したら、間隙ｗが大きい傾向があるので、コータを１
０μ前進させて間隙ｗを狭める。

【００２６】以上のルールにおいて、間隙測定手段１０
の出力を受けて論理式を演算し、論理式が成立するか否
かの判定は制御部１１が行う。また、論理式が成立した
時のコータ４の位置制御のための信号（制御値）をコー
タ駆動部１３に出力するのも制御部１１が行う。コータ
駆動部１３は、制御部１１からの制御値信号に基づい
て、コータ４を移動（前進又は後退）させ、ウェブ３と
コータ４との間隙ｗを調整する。

【００２７】なお、位置制御のルール設定を行うにあた
り、塗布故障につながる間隙を避けるための制御は、１
制御周期のデータに対して行い、間隙の振動幅をより安
全で望ましい範囲に収める制御は、１制御周期以上（例
えばＭ周期）のデータを見ながら行うようにする。この
ような制御方式の選択を行うことにより、それぞれの制
御方式の利点を生かした位置制御が行える。

【００２８】次に、図１を用いて具体的に本発明装置の
動作を説明する。エアロール５上をウェブ３が走行して
おり、塗布はウェブ３の走行方向と直角の幅手方向にエ
アロール５上でコータ４により行われる。エアロール５
内には、ウェブ３とコータ４先端の間の間隙ｗを測定す
る間隙測定手段（センサ）１０が５個設置されている。

【００２９】ウェブ３とコータ４の先端の間は、空気の
流れやウェブの張力変動，ウェブ３の平面性等によって
絶えず変動している。更に、この間隙ｗの変動は、コー
タ４の幅手方向の場所によっても異なり、同じ場所でも
その挙動は一定ではない。しかしながら、コータ４は平
滑な斜面に一定の流量の塗布液を流し、ウェブ３に塗布
を行う装置であり、その先端とウェブ３の間隙はある一
定範囲にあれば、幅手や長手方向に多少のばらつきがあ
っても、塗布液の流量が一定なので、均一な厚さの塗布
膜が得られる。また、このコータ４は、感材製造等の産
業に利用されている公知の装置である。

【００３０】このシステムでは、コータ４とウェブ３の
間の間隙をウェブ３の動きに合わせてコータ位置を、前
述したような予め定められた複数のルールで調節するも
のである。

【００３１】制御値テーブル１２内のルールは、図２に
示すように設定されている。条件式の行で、不等号がな
く０とだけ示されているのは、条件式が設定されていな
い状態で、条件式の判定を行わないことを示している。
ルールは、ＧｎＭＡＸ，ＧｎＭＩＮ，ＧＡＶＥに対して
それぞれその大小関係を不等号の向きで表しており、セ
ンサ１０のそれぞれに対応した値（ＧｎＭＡＸ，ＧｎＭ
ＩＮ）が全てか（ＡＮＤ）、１つでも（ＯＲ）条件式を
満たせば成立するというように論理条件が設定できるよ
うになっている。

【００３２】ＧＡＶＥは、センサ１０全てのデータの平
均値であるので、大小関係の判定のみ設定できるように
なっている。更に、下段のテーブルには、不等号の成立
したセンサ１０の出力の個数をＭ周期内で累積する条件
ＣＮＴも設定している。１つのルールは、これらを３行
で示す条件式（論理式）の組み合わせで構成されてい
る。

【００３３】また、この場合、Ｍ周期は図２の下に示し
てある通り、５周期であり、１周期の長さは１０秒であ
る。エアロール５内に設置されたセンサ１０は連続にウ
ェブ３とコータ４の間隙を測定しているので、制御部１
１で設定された１周期毎に、制御部１１は多数のデータ
をサンプリングして５個のセンサ１０毎にそれらのデー
タの最大値Ｇ１ＭＡＸ〜Ｇ５ＭＡＸ，最小値Ｇ１ＭＩＮ
〜Ｇ５ＭＩＮを求めると同時に、５個のセンサ１０の全
てのデータの平均値ＧＡＶＥも求める。

【００３４】次に、具体的な例について説明する。ここ
では、Ｍ周期ルールのＣＮＴ条件が含まれる場合（ルー
ル（８））の例を説明する。条件式は、ＧｎＭＩＮ＞２
８０（ＣＮＴ）のみであるので、他の行の式は無条件成
立となる。この条件式が成立した間隙測定位置（センサ
位置）の所にマーク（○）を付して条件成立までの様子
を図３に示す。同図には、例１から例３までの３個の例
が示されている。 （例１）この場合には、第１周期目で全てセンサ１０の
測定値が２８０μを越えたものである。従って、ＣＮＴ
のカウント値は５となり、総和も５となり、ルールが成
立する。 （例２）この場合には、第１周期から第５周期まで、セ
ンサ３のみが２８０μを越えている。従って、それぞれ
の周期のＣＮＴ値は１になり、５周期目にその総和が５
となり、ルールが成立する。 （例３）この場合には、第１周期でセンサ３のみが２８
０μを越え、第２周期でセンサ２と４が２８０μを越
え、第３周期で再度センサ３が２８０μを越え、第４周
期で再度センサ２と４が２８０μを越えている。従っ
て、それぞれの周期におけるＣＮＴ値は１，２，１，２
となり、第４周期の終わりでカウント値の総和が６とな
り、基準値５より大きくなるので、ルールが成立する。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よればウェブとコータとの間隙の位置制御を最適に行う
ことができる膜塗布装置用位置制御装置を提供すること
ができる。また、実際にこのような条件式を設定したル
ールのテーブルに従って、既述の塗布装置によってＸ線
フィルムの塗布を行ったところ、ウェブの複雑なエアロ
ール上での振動にも拘らず、塗布の均一性を損なうこと
なく適正な間隙が保たれた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】制御ルールの設定値の例を示す図である。

【図３】ルールの適用例を示す図である。

【図４】膜塗布装置の構成概念図である。

【図５】塗布部の拡大断面図である。

【符号の説明】

３ ウェブ ４ コータ ５ エアロール １０ 間隙測定手段 １１ 制御部 １２ 制御値テーブル １３ コータ駆動部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体で支持されたウェブに近接して対向
   配置された膜塗布用コータの位置をその間隙が一定範囲
   内に収まるように制御する膜塗布装置用位置制御装置に
   おいて、 前記ウェブの幅手方向に複数の位置で前記間隙を測定す
   るギャップ手段を設け、 該ギャップ測定手段の出力を受けて、予めメモリ内に設
   けられた複数の制御ルールの優先度の高いものから順に
   コータ位置制御に採用するようにしたことを特徴とする
   膜塗布装置用位置制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御ルールが格納される制御値テー
   ブルには、一定時間内に求めた間隙のデータが、設定範
   囲を外れた条件式の数か、或いは間隙測定場所の数をカ
   ウントする条件式を記憶し、 そのカウント値によって、制御を行うか否かの判定を併
   せて行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の膜
   塗布装置用位置制御装置。
3. 【請求項３】 前記コータを用いて膜塗布制御を行う場
   合に、塗布故障につながる間隙を避けるための制御は１
   制御周期のデータに対応して行い、 間隙の振動幅をより安全で望ましい範囲に収める制御は
   １制御周期以上のデータを見ながら行うようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の膜塗布装置用位置制御装
   置。