以下、添付図面に従って、本発明に係る� ��ーティングロールの軸受構造及び塗布装置� ��好ましい実施の形態について詳説する。

 図1は、本発明に係るコーティングロール の軸受構造を備えた塗布装置の概要を説明す る斜視図である。このうち、図1の(A)は、塗� �装置の主要部を示す図であり、図1の(B)は、� ��受部材の構成部材を示す図である。

 塗布装置10は、連続走行するフィルムに� �して塗布液を塗布する装置である。図1の(A)� ��示すように、塗布装置10は、主として、フ� �ルム12が巻き掛けられるバックアップロール 14(以下、単に「ロール14」という)と、このロ ール14に対して所定のクリアランスを設けて� ��置されるエクストルージョン型の塗布ヘッ� ��16とを備える。以下、ロール14の軸方向をX� �向、該ロール14の軸方向を中心として左右方 向(軸方向に対して水平に直交する方向、又� �フィルム搬送方向)をY方向、上下方向(重力� �向)をZ方向とし、いずれもプラス側、マイナ ス側を含むものとする。

 エクストルージョン型の塗布ヘッド16の� �部には、ポケット18がフィルム12の幅方向に� ��成されている。ポケット18は、スリット20を 介して塗布ヘッド16の先端(リップ)のスリッ� �開口部20aに連通している。スリット開口部20 aはフィルム12の幅方向に細長く形成され、そ の幅寸法はフィルム12の幅寸法と略等しくな� ��ように形成されている。そして、図示しな� ��塗布液供給源により供給路17を介してポケ� �ト18に供給された塗布液は、スリット20を介� ��てスリット開口部20aから吐出される。そし� ��、塗布ヘッド16の先端と連続走行するフィ� �ム12との間のクリアランスに塗布液架橋(ビ� �ド)が形成され、フィルム12に塗布液が転移� �れる。なお、塗布ヘッド16は、図示しない支 持部材によって支持されている。

 ロール14は、フィルム12が巻き掛けられる 程度に幅が大きく形成されており、その両端 部の回転軸22は、本発明に係る軸受構造を有� ��る軸受部材24によって回転自在に支持され� �いる。

 本塗布装置10に使用されるロール14は、例 えば、ロール14の重量は約400kg程度と重く、� �較的幅も大きいため自重により重力方向に� �み易い。この撓みが生じると、塗布ヘッド16 とロール14とのクリアランス分布が不均一と� ��る。このため、塗布ヘッド16とロール14との クリアランス分布を均一に保つために、撓ん だロール14の形状に塗布ヘッド16の先端形状� �合わせる調整を行う必要がある。この調整� �際に現れる誤差量は、ロール14が持つ撓み量 により影響を受ける。具体的には、ロール14� ��撓み量の10%程度がクリアランスの調整誤差� ��して現れる。

 塗布ヘッド16とロール14とのクリアランスの 分布精度としては5μm以下が要求さ
れることから、ロール14の撓み量を50μm以下� �することが好ましく、ロール14の有効面長L� �しては3000mm以下とすることが好ましい。

 しかし、上記調整を行っても、フィルム1 2がロール14に巻き掛けられて水平方向に搬送 されるため、ロール14に加わるフィルム12の� �ンションの変動やロール14に伝達される搬送 方向の外部振動により、塗布ヘッド16とロー� ��14とのクリアランスが変動する。これによ� �、塗布層の膜厚やフィルム幅方向の膜厚分� �が不均一になる。このため、ロール14の軸撓 みに追従しながら、軸ぶれ(回転軸心の変動)� ��生じないようにロール14を安定に支持する(� ��心する)必要がある。

 そこで、本発明では、フィルム搬送方向( Y方向)の調心をなくし、ロール14の軸方向(X方 向)のみに調心するように軸受部材24を構成す る。以下、本発明の特徴部分である軸受部材 24について説明する。

 軸受部材24において、ロール14の回転軸22� ��外周には、回転軸22を回転自在に支持する� �圧式静圧軸受26(第1軸受部)が配設され、更に その外周には、油圧式静圧軸受26を支持する� ��共にロール14の調心を行うすべり軸受27(第2� ��受部)が配設されている。

 すべり軸受27は、すべり軸受部内輪28とす べり軸受部外輪30とより構成されている。

 すべり軸受部内輪28は、図1の(B)に示すよ� ��に、すべり軸受部内輪28のZ方向(上下方向)� �対向する2つの外周面28a、28bは、X方向に円弧 状の凸状曲面をなしており、Y方向(軸方向を� ��心として左右)に対向する2つの外周面28c、28 dは平面をなす部分円柱形状に形成されてい� �。

 すべり軸受部内輪28の外周には、すべり� �受部内輪28を支持するすべり軸受部外輪30が� ��設されており、すべり軸受部内輪28を収納� �るように形成されている。すなわち、外輪30 のZ方向(上下方向)に対向する2つの内周面30a� �30bは、X方向に円弧状の凹状曲面をなしてお� ��、Y方向(軸方向を中心として左右)に対向す� ��2つの内周面30c、30dは平面をなしている(後� �の図4参照)。これにより、すべり軸受部内輪 28がX方向のみに傾動し、Y方向には傾動しな� �ようになっている。したがって、回転軸22を 支持する油圧式静圧軸受26を、X方向のみに傾 動するのを許容し、Y方向には傾動しないよ� �にすることができる。

 すべり軸受部内輪28の外周面28a、28bは、� �率半径Rが小さすぎると構造上ロール14の支� �に必要な剛性が低下し、曲率半径Rが大き過� ��ると調心性が低下する。このため、すべり� ��受部内輪28の外周面28a、28bの曲率半径Rは、� ��べり軸受部内輪28の内径d(50~250mm程度)の0.8~2� ��(40~500mm程度)とすることが好ましい。

 すべり軸受部内輪28の外周面のうち、Y方向( 軸方向を中心として左右)に対向する2つの外� ��面28c、28d間の幅Bと曲率半径Rとの比(以下、� ��れを「B/R比」と
いう)が1を下回ると、すべり軸受部内輪28の� �特性が低下し易く、5を超えるとすべり軸受� ��内輪28の重量が増加し、円滑に調心できな� �なる。このため、B/R比を1~
5とすることが好ましい。

 図2は、本発明に係る軸受構造を有する軸 受部材24の内部構成を説明する拡大断面図で� ��る。なお、同図は、スラスト軸受が設けら� ��た側の軸受部材24を示したものである。

 図2に示すように、すべり軸受部内輪28の� ��周面には、回転軸22を回転自在に支持する� �圧式静圧軸受26の外周部材32が固定されてお� ��、この外周部材32はすべり軸受部内輪28と一 体となって動くようになっている。また、す べり軸受部内輪28の内周面には、潤滑油を供� ��するための給油溝34が周方向に設けられて� �る。

 油圧式静圧軸受26の内壁面と回転軸22との 間には、静圧ポケット36及び大気圧解放溝38� �、周方向及び軸方向に沿って形成されてい� �。これらの静圧ポケット36及び大気圧解放溝 38は、回転軸22の外周面との間に潤滑油が通� �できる程度の微細流路が形成された軸受メ� �ル部材40を介して連通している。大気圧解放 溝38は、シール部材42によってシールされて� �る。また、給油溝34に対向する外周部材32の� ��面には給油口44が形成され、この給油口44と 静圧ポケット36とは微細な流路状に形成され� ��給油孔46を介して連通している。静圧ポケ� �ト38、38は、重力方向の下部に軸方向に沿っ� ��形成された排油孔48と連通しており、排油� �48は排油口50と連通している。

 これにより、潤滑油は、周方向に形成さ� ��た給油溝34から、給油口44及び給油孔46を通� ��て、静圧ポケット36、軸受メタル部材40(周� �向の微細流路)、及び大気圧解放溝38へ供給� �れる。そして、静圧ポケット36、大気圧解放 溝38を循環した潤滑油は、排油孔48へ集めら� �た後、排油口50を介して外部へ排出される。

 潤滑油を貯留・供給する潤滑油供給源52� �、管路54a、54bによって給油溝34、排油口50の� ��れぞれと連通しており、潤滑油の循環路54� �形成されている。潤滑油の循環路54の途中に は、潤滑油の温度を測定する温度計56と、潤� ��油温度制御機構58が設けられている。温度� �56では、潤滑油の温度を常に監視できる状況 となっている。また、潤滑油温度制御機構58� ��、空冷、水冷、冷媒方式等の温調機器を用� ��て、潤滑油の温度を所定温度となるように� ��御する。これにより、温度計56における潤� �油の温度測定結果に基づいて、潤滑油温度� �御機構58が潤滑油の温度を所定温度となるよ うに制御する。

 油圧式静圧軸受26の内部において、ロー� �14とは反対側の大気圧解放溝38の隣には、フ� ��ンジ状にスラスト軸受60が設けられている� �このスラスト軸受60は、ロール14に固定され� ��状態でロール14と共に回転自在となってお� �、外周部材32の間とねじ64によって固定され� ��固定部材62の間の周方向側面部に、油が潤� �できる程度の微細な流路が形成されている� �そして、大気圧解放溝38から流出した潤滑油 が、上記微細な流路を通り、潤滑することに よりロール14の軸方向への移動を制限するよ� ��になっている。油圧式静圧軸受26のロール14 側には、必要に応じてラビングシール66が設� ��られる。

 なお、上記のスラスト軸受60は、一対の� �受部材24のうちいずれか一方のみに設けられ ることが好ましい。すなわち、潤滑油が発熱 した場合、ロール14の軸方向への熱膨張が起� ��るが、ロールが長尺化する程その膨張量は� ��きくなる。ロール14の両端部においてスラ� �ト方向を支持すると、軸方向への遊びがな� �なるため、圧縮荷重を受けて変形するおそ� �もある。したがって、ロール14を支持する一 対の軸受部材24のうち、いずれか一方のみに� ��ラスト軸受60を設けることにより、上記の� �うな不具合を抑制する。

 次に、本発明の加工方法の手順について� ��図3から図5を参照して説明する。図3は、本� ��明の加工方法を適用する加工装置10’の概� �図である。同図では、研削されるロール14の 回転軸22を回転自在に支持する軸受として、� ��記塗布装置で説明したのと同一の軸受部材2 4が用いられている。図4は、ロール14が重力� �向に撓む様子を示す模式図であり、図5は、� ��受部材24における動作を説明する模式図で� �る。このうち、図5の(A)は、図3における動作 を正面からみた図であり、軸受部材24の重力� ��向での断面図である。また、図5の(B)は、図 3における動作を上方からみた図であり、軸� �部材24の水平方向での断面図である。

 まず、図3に示すように、ロール14両端部� ��回転軸22を軸受部材24に装着し、ロール14を� ��転自在に支持しながら、研削バイト68によ� �ロール14を研削する。このとき、ロール14の� ��転振れ精度が1μm以下となるようにロール14� ��表面を研削する。回転振れ精度とは、ロー� ��表面の変位量測定結果から得られる時系列� ��形のPeak to Peakの値をいい、例えば、静電� �量式変位センサで測定できる。

 研削処理を始める際に、図4に示すように 、ロール14は自重により重力方向に撓みを有� ��ている。このとき、軸受部材24では、図5の( A)に示すように、ロール14の撓みに追従して� �すべり軸受部内輪28がX方向に傾動する(矢印� ��照)。

 また、このときの様子を上からみると、� ��5の(B)に示すように、軸受部材24において、Y 方向にはすべり軸受部内輪28の外周面28cと外� ��30の内周面30c、及びすべり軸受部内輪28の外 周面28dとすべり軸受部外輪30の内周面30dとが� ��互に平面で接している。そのため、すべり� ��受部内輪28はY方向に傾動することなく、安� ��に固定される。

 すなわち、ロール14に撓みが生じても、� �の撓みに追従するようにすべり軸受部内輪28 がX方向のみに傾動し、Y方向には傾動するこ� ��がない。このため、ロール14の回転軸心14A(� ��線)が変動することがなく、ロール14を高い� ��転精度で回転自在に支持することができる� ��したがって、ロール14が撓んだり、重力方� �以外から外力が加わったりしても、コーテ� �ングロールの回転軸心のふれを排除した状� �で、ロール14の表面を最終加工することがで きる。

 このように、本実施形態によれば、ロー� ��14の重力方向のみの撓みに追従するように� �ール14の回転軸22を回転自在に支持した状態� ��ロール表面を研削するので、研削バイトの� ��し当て力等の外的な力が付与されても、ロ� ��ルの回転軸心が変動することがない。した� ��って、長尺なコーティングロールであって� ��、ロール表面を高精度に研削加工すること� ��できる。また、コーティングロールを塗布� ��置に装着して使用する際に、高い回転精度� ��得ることができる。さらに、加工時の軸受� ��材と実機での軸受部材とを同一物としてい� ��ので、軸受の形状誤差に依存しない研削加� ��を行うことができる。

 また、従来の球面型のすべり軸受と比べ� ��、本発明の部分円柱型のすべり軸受は曲面� ��工の精度が高いので、すべり軸受部内輪及� ��すべり軸受部外輪が大径になっても両者の� ��わせ加工を精度良く行うことができる。し� ��がって、調心性を高精度化できるとともに� ��低コスト化することができる。

 なお、本発明に使用されるフィルム12と� �ては、公知の各種フィルムを使用できる。� �般的には、ポリエチレンテレフタレート、� �リエチレン-2,6-ナフタレート、セルロースダ イアセテート、セルローストリアセテート、 セルロースアセテートプロピオネート、ポリ 塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカー ボネート、ポリイミド、ポリアミド等の公知 の各種プラスチックフィルム、紙、紙にポリ エチレン、ポロプロピレン、エチレンブテン 共重合体等の炭素数が2~10のα-ポリオレフィ� �類を塗布又はラミネートした各種積層紙、� �ルミニウム、銅、スズ等の金属箔等、帯状� �材の表面に予備的な加工層を形成させたも� �、あるいはこれらを積層した各種複合材が� �まれる。

 以上、本発明に係るロールの加工方法の� ��ましい実施形態について説明したが、本発� ��は上記実施形態に限定されるものではなく� ��各種の態様が採り得る。

 たとえば、上記各実施形態では、回転軸2 2を支持する第1軸受部として、高い振動減衰� ��、高い回転精度、高い負荷容量等において� ��頼性のある油圧式静圧軸受26を採用したが� �これに限定されず、各種軸受を使用するこ� �ができる。また、外部から侵入する振動等� �外乱が少ない場合は、高精度な玉軸受方式� �ころ軸受方式等を採用できる。また、ロー� �の重量が小さい等、必要とする負荷容量が� �さく、モーメントの影響が小さい場合は、� �気圧を利用した空気圧軸受方式、磁力を利� �した磁気軸受方式等も採用できる。

 上記各実施形態では、本発明に係る軸受� ��造を有する軸受部材24をロール14の両端に配 置したが、これに限定されることはなく、一 方のみに配置してもよい。この場合について も、上述したのと同様の効果を得ることがで きる。

 また、本実施形態では、エクストルージ� ��ン型の塗布ヘッドを用いた塗布装置におい� ��、フィルムが巻き掛けられるバックアップ� ��ールの加工方法について説明したが、これ� ��限定されず、例えば、ロールで掻き上げた� ��布液をフィルムに転写するバー塗布装置に� ��ける塗布バーの加工方法にも適用できる。