CN105987919B - 检查装置和卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种检查装置和卷绕设备，该检查装置可检测在卷绕时卷绕于卷芯上的各种片的卷绕偏移。在电池元件的制造中，每当卷芯(13)旋转180°，在由检查装置(18、19)的可见光照射机构(131)照射可见光后，由可见光用照相机(133)对作为第1检查对象的分隔片(2)或分隔片(3)进行拍摄，并且在由红外光照射机构(132)照射红外光后，由红外光用照相机(134)对作为第2检查对象的正电极片(4)或负电极片(5)进行拍摄。另外，根据由各照相机(133、134)拍摄的图像数据，进行各种片(2～5)的卷绕偏移的检查。

Description

检查装置和卷绕设备

技术领域

本发明涉及一种检查装置以及具有该检查装置的卷绕设备， 该检查装置用于检查内置于二次电池等中的卷绕元件。

背景技术

作为卷绕元件的一种，人们知道有用作锂离子电池等的二次 电池的电池元件。该电池元件由下述方式制造，该方式为：比如， 涂敷有正极活性物质的正电极片与涂敷有负极活性物质的负电极 片，在夹设由绝缘材料构成的两个分隔片而重合的状态被卷绕。

在这样的电池元件中，具有在该卷绕中，各种片产生卷绕偏 移(片宽度方向的错位)的问题。如果产生卷绕偏移，则具有成为短 路等的原因、导致制品品质下降的问题。

由此，在过去，在电池元件的卷绕完成后，以另一途径采用X 射线检查装置来拍摄电池元件的透射图像，检查各种片有无卷绕 偏移(比如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2000-90958号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，由于X射线检查装置的价格非常高，并且因作业者的 处置、对周边环境的担心等会使情况变得麻烦，故人们有要求不 采用X射线检查装置的检查方法。

相对该情况，在过去，人们还发现有下述技术，在该技术中， 检查运送到卷芯上的卷绕前的各种片的片宽度方向上的错位，来 预测电池元件的卷绕完成后的卷绕偏移的发生。

但是，卷绕偏移在实际上将各种片卷绕于卷芯上时产生的可 能性也高，在上述现有技术中，与在电池元件的卷绕完成后采用X 射线检查装置而进行检查的方法相比较，具有检查精度降低的危 险。

本发明是针对上述情况等而提出的，本发明的主要目的之一 在于提供检查装置和卷绕设备，可检测在卷绕中卷绕于卷芯上的 各种片的卷绕偏移。

用于解决课题的技术方案

下面分项对适合于解决上述课题的各技术方案进行说明。另 外，根据需要，对相应的技术方案附加特有的作用效果。

技术方案1.涉及一种检查装置，该检查装置使用于在下述状 态对规定的卷芯进行卷绕以进行制造的卷绕元件的制造过程中， 该状态为，涂敷有活性物质的带状的正电极片和负电极片以夹设 由绝缘材料构成的带状的分隔片的方式交替地重合，其特征在于，该检查装置包括：

照射机构，该照射机构将卷绕于上述卷芯上的上述正电极片 或负电极片或者上述分隔片作为检查对象，对该检查对象照射规 定的光；

摄像机构，每当上述卷芯以规定量旋转，该摄像机构对由上 述照射机构照射了光的上述检查对象进行拍摄；

图像处理机构，该图像处理机构基于上述摄像机构获得的摄 像数据，求出上述检查对象相对片宽度方向的位置信息，基于该 位置信息，判断上述检查对象向片宽度方向的错位。

另外，“卷绕于卷芯上的”部分指规定的片没有上浮地密贴于 位于卷芯的外周面或本身的下层的片上的部分，该情况在下面相 同。于是，最好在至少作为检查对象的片中的密贴于卷芯等上的 部分与没有密贴的部分的边界部分、或相对它的密贴侧部分侧设 定检查区域。

按照上述技术方案1，在卷绕元件的制造中，每当卷芯以规定 量旋转，卷绕于卷芯上且作为检查对象的片每次由摄像机构拍摄， 判断片在宽度方向有无错位。

像这样，在本技术方案中，由于检查卷绕于卷芯上的后阶段 的片，故在电池元件的卷绕完成后，即使在以其它方式而不采用X 射线检查装置的情况下，仍获得与采用X射线检查装置的场合相 同的检查精度。

进而，在卷绕元件的制造中，由于在检测到片的错位的时刻， 可采取快速地中止制造等的措施，故可在今后防止不良品的发生， 防止各种片的浪费。

技术方案2.涉及一种检查装置，该检查装置使用于在下述状 态对规定的卷芯进行卷绕以进行制造的卷绕元件的制造过程中， 该状态为，涂敷有活性物质的带状的正电极片和负电极片以夹设 由绝缘材料构成的带状的分隔片的方式交替地重合，其特征在于，该检查装置包括：

第1照射机构，在每当上述分隔片重合于上述正电极片或负 电极片上以使它们两个一组地卷绕于上述卷芯上时，该第1照射 机构对最顶层的该分隔片照射可见光；

第2照射机构，在每当上述分隔片重合于上述正电极片或负 电极片上以使它们两个一组地卷绕于上述卷芯上时，该第2照射 机构一边使红外光透射上述分隔片，一边对上述分隔片的正下层 的上述正电极片或负电极片照射红外光；

第1摄像机构，该第1摄像机构对由上述第1照射机构照射 了可见光的上述分隔片进行拍摄；

第2摄像机构，该第2摄像机构对由上述第2照射机构照射 了红外光的上述正电极片或负电极片进行拍摄；

图像处理机构，该图像处理机构基于由上述第1摄像机构和 第2摄像机构获得的摄像数据，求出上述各片相对片宽度方向的 位置信息，基于该位置信息判断上述各片向片宽度方向的错位。

按照上述技术方案2，获得与上述技术方案1相同的作用效 果。另外，在分隔片重合于电极片上以使它们两个一组地卷绕于 卷芯上的场合，分隔片位于最顶层，正电极片或负电极片位于其 正下层。由此，还具有因分隔片的材质、结构、厚度等，无法透 过分隔片来由目视等直接辨认其正下层的正电极片或负电极片的 情况。即，也具有仅仅由照射可见光而摄像，无法拍摄最顶层的 分隔片和其正下层的正电极片或负电极片这两者的情况。

在此方面，在本技术方案中，如果从第1照射机构照射可见 光，则该可见光在最顶层的分隔片而反射，由第1摄像机构拍摄 照射了可见光的分隔片。另一方面，由于分隔片相对红外光具有 透射性，故如果从第2照射机构照射红外光，该红外光的一部分 透过分隔片，由其正下层的正电极片或负电极片而反射。另外， 该反射的红外光再次透过分隔片，由第2摄像机构而拍摄。

其结果是，可分别由第1、第2摄像机构，以良好的精度拍摄 最顶层的分隔片和其正下层的正电极片或负电极片。另外，可由 比如，同时进行基于可见光照射的摄像与基于红外光照射的摄像， 谋求检查时间的缩短等。

技术方案3.涉及技术方案2所述的检查装置，其特征在于， 对应于上述正电极片和重合于其上的上述分隔片，包括至少一组 的上述第1照射机构、上述第2照射机构、上述第1摄像机构和 上述第2摄像机构，同时，对应于上述负电极片和重合于其上的 上述分隔片，包括至少一组的上述第1照射机构、上述第2照射 机构、上述第1摄像机构和上述第2摄像机构。

按照上述技术方案3，可以高效地进行正电极片侧的检查与负 电极片侧的检查。

特别是，按照“与正电极片侧相对应的上述第1照射机构、 上述第2照射机构、上述第1摄像机构和上述第2摄像机构、以 及与负电极片侧相对应的上述第1照射机构、上述第2照射机构、 上述第1摄像机构和上述第2摄像机构分别在上述卷芯的旋转方 向以180°间隔而设置”的方案，每当卷芯旋转180°，可同时地 进行正电极片侧的检查与负电极片侧的检查，可谋求检查效率的 提高。在它们以90°(270°)的间隔而设置的场合等的并非以180° 的间隔而设置的方案中，具有必须在分别不同的时刻而进行正电 极片侧的检查与负电极片侧的检查的问题。

技术方案4.涉及技术方案2和3中任一项所述的检查装置， 其特征在于，上述第1摄像机构和上述第2摄像机构形成一体。

按照上述技术方案4，由于第1摄像机构和第2摄像机构形成 一体，故可谋求设置空间的简化和成本的降低。

技术方案5.涉及技术方案1～4中任一项所述的检查装置，其 特征在于，上述照射机构(第1照射机构、第2照射机构)和与其相 对应的上述摄像机构(第1摄像机构、第2摄像机构)的组对应于片 宽度方向的一个侧缘部和另一侧缘部，分别以每次一组的方式设 置。

按照上述技术方案5，可由分别对应于片宽度方向的两端部， 设置作为检查机构的照射机构和摄像机构，使摄像区域变窄，更 进一步地提高摄像机构的分辨率。其结果是，与由一组照射机构 和摄像机构来检查片宽度方向整体的场合相比较，可谋求检查精 度的进一步的提高。

技术方案6.根据技术方案1～5中任一项所述的检查装置，其 特征在于，在规定的摄像时刻，上述摄像机构(第1摄像机构、第 2摄像机构)按照本身的光轴与作为拍摄部位(检查部位)的上述卷 芯的外周部的周向规定部位的切线相垂直的方式设置。

按照上述技术方案6，每当拍摄卷绕于卷芯的外周部的周向规 定部位的片时，可相对卷芯的周向在更宽的范围进行对焦，可谋 求检查精度的提高。

技术方案7.涉及一种卷绕设备，其特征在于，其包括技术方 案1～6中任一项所述的检查装置。

按照上述技术方案7，比如在卷绕元件的制造中，由于在检测 到片的错位的时刻，可采取快速地中止制造等的措施，故可在今 后防止不良品的发生，防止各种片的浪费。

附图说明

图1为表示电池元件的结构的示意图；

图2为卷绕设备的基本结构图；

图3为检查装置等的基本结构图；

图4为表示检查装置等的电气结构的方框图；

图5为说明检查装置等的位置关系的示意图；

图6为表示检查程序的流程图。

具体实施方式

下面一边参照附图，一边对一个实施方式进行说明。首先， 对作为卷绕元件的锂离子电池元件的结构进行说明。

像图1所示的那样，本实施方式的锂离子电池元件1(在下面 简称为“电池元件1”)为用于电动汽车(EV)等的电池元件，由下 述方式制造，该方式为：夹设带状的两个分隔片2、3、以带状的 正电极片4和负电极片5重合的状态进行卷绕。

分隔片2、3由聚丙烯(PP)等的绝缘体构成，以便防止不同的 电极片4、5之间相互接触而发生短路。

电极片4、5通过在由金属箔形成的电极片主体的内外两个面 上涂敷活性物质的方式构成。比如，正电极片4采用铝箔，在其 内外两个面上涂敷正极活性物质。负电极片5采用铜箔，在其内 外两个面上涂敷负极活性物质。

另外，本实施方式的电极片4、5为连续涂敷方式的电极片， 片宽度方向(图1的左右方向)的规定部分作为活性物质涂敷部4a、 5a，剩余的部分作为未涂敷部4b、5b。另外，在图1中，为了方 便起见，关于活性物质涂敷部4a、5a的可辨认部位，附有点状图 案。

此外，经由活性物质涂敷部4a、5a，进行正电极片4和负电 极片5之间的离子交换。更具体地说，在充电时，离子从正电极 片4侧移向负电极片5侧，在放电时，离子从负电极片5侧移向 正电极片4侧。

还有，电极片4、5按照在该片宽度方向，未涂敷部4b、5b 的一部分从分隔片2、3露出的方式设置。

再有，在获得锂离子电池时，分别在该电极片4、5的露出部 分上安装引线，然后，将已卷绕的电池元件1设置于规定的电池 容器内部。之后，将正极侧的引线与正极端子部件连接，同样将 负极侧的引线与负极端子部件连接，按照将上述电气容器的两端 开口封塞的方式安装该两个端子部件，由此，制成锂离子电池。

接着，对用于制造电池元件1的卷绕设备10进行说明。像图 2所示的那样，卷绕设备10包括卷绕部11，该卷绕部11用于卷 绕分隔片2、3和电极片4、5(在下面，在将它们统称的情况下， 称为“各种片2～5”)；正电极片供给机构31，该正电极片供给 机构31用于将正电极片4供给到卷绕部11；负电极片供给机构 41，该负电极片供给机构41用于将负电极片5供给到卷绕部11； 分隔片供给机构51、61，该分隔片供给机构51、61用于分别将分 隔片2、3供给到卷绕部11。另外，上述卷绕部11、各片供给机 构31、41、51、61等的卷绕设备10内的各种机构为由后述的控 制器90而进行动作控制的结构。

正电极片供给机构31包括正电极片原料卷32，在该正电极片 原料卷32上呈卷状而卷绕有正电极片4；一对排送辊33A、33B， 其用于将正电极片4排送到一对夹持辊71A、71B之间；正电极片 切断用切割器34，该正电极片切断用切割器34用于切断正电极片 4。

正电极片原料卷32呈卷状而卷绕于轴辊32a的周围。轴辊32a 按照由恒定转矩电动机等的轴辊驱动机构进行转矩控制，可对由 此伸出的正电极片4施加规定的张力的方式构成。

一对排送辊33A、33B分别按照可由伺服电动机等的排送辊驱 动机构进行旋转控制的方式构成，并且按照可由在图中未示出的 气缸等的驱动机构上下运动的方式构成。由此，一对排送辊33A、 33B可在夹持正电极片4的关闭状态与开放正电极片4的打开状 态下进行开闭动作。

另外，在将正电极片4排送到一对夹持辊71A、71B之间时， 一边由一对排送辊33A、33B夹持正电极片4，一边由各排送辊 33A、33B的旋转，将正电极片4从正电极片原料卷32上拉出， 一边将其排送到夹持辊71A、71B之间。

正电极片切断用切割器34由位于正电极片4的上下的一对刃 部构成。正电极片4的切断在由一对排送辊33A、33B夹持正电极 片4的状态进行。

负电极片供给机构41与正电极片供给机构31相同，包括负 电极片原料卷42、轴辊42a、一对排送辊43A、43B、负电极片切 断用切割器44等。另外，由于一对排送辊43A、43B等的负电极 片供给机构41的各种结构与正电极片供给机构31相同，故它们 的具体的说明省略。

分隔片供给机构51，61分别包括分隔片2、3呈卷状卷绕的 分隔片原料卷52、62。

分隔片原料卷52、62分别呈卷状卷绕于轴辊52a、62a的周 围。轴辊52a、62a按照由恒定转矩电动机等的轴辊驱动机构进行 转矩控制，可对由此伸出的分隔片2、3施加规定的张力的方式构 成。

分隔片2、3分别从一对夹持辊71A、71B之间、81A、81B 之间供给到卷绕部11。

一对夹持辊71A、71B、81A、81B中的一个夹持辊71A、81A 分别为按照由在图中未示出的电动机进行旋转控制，并且可由在 图中未示出的气缸等的驱动机构进行上下运动的方式构成的活动 辊。

另一夹持辊71B、81B为固定辊，该固定辊不发生位移，以可 自由旋转的方式由轴支承，从动于夹持辊71A、81A的旋转动作 或所运送的分隔片2、3等而旋转。

由此，一对夹持辊71A、71B可在夹持分隔片2和正电极片4 的关闭状态与将它们开放的打开状态下进行开闭动作。同样地， 一对夹持辊81A、81B可在夹持分隔片3和负电极片5的关闭状态 与将它们开放的打开状态下进行开闭动作。

还有，在各种片2～5的供给通路的中途中，还设置有用于对 各种片2～5进行导向的各种导向辊(标号省略)等。

下面对卷绕部11的结构进行说明。像图2等所示的那样，卷 绕部11包括卷芯13，该卷芯13用于卷取各种片2～5；第1运送 卡盘14A、14B，该第1运送卡盘14A、14B将经由上述夹持辊71A、 71B，从上述各片供给机构31、51供给的正电极片4和分隔片2 送到卷芯13侧；第2运送卡盘15A、15B，该第2运送卡盘15A、 15B将经由上述夹持辊81A、81B，从上述各片供给机构41、61 供给的负电极片5和分隔片3送到卷芯13侧；分隔片切割器16、 17，该分隔片切割器16、17用于切断分隔片2、3；正极侧检查装 置18，该正极侧检查装置18用于检查正电极片4和分隔片2的卷 绕偏移(片宽度方向的位置偏移)；负极侧检查装置19，该负极侧 检查装置19用于检查负电极片5和分隔片3的卷绕偏移。在下面， 将经由夹持辊71A、71B使正电极片4和分隔片2重合的状态的片 集合体称为“正电极片集合体2、4”，将经由夹持辊81A、81B，负电极片5和分隔片3重合的状态的片集合体称为“负电极片集 合体3、5”。

卷芯13按照能以本身的中心轴13a为旋转轴K(参照图5)而 旋转的方式构成。本实施方式的卷芯13按照旋转轴K的垂直方向 的截面形状基本呈椭圆状的方式构成。

另外，在卷绕部11上设置有：各种导向辊，该各种导向辊用 于将正电极片集合体2、4、负电极片集合体3、5导向到卷芯13； 固定机构等，该固定机构将供给到卷芯13的正电极片集合体2、4、 负电极片集合体3、5固定于卷芯13上，虽然关于该方面的图示 省略。

第1运送卡盘14A、14B按照可沿正电极片集合体2、4的供 给通路，移动到接近卷芯13的接近位置与和卷芯13离开的离开 位置的方式构成。另外，在将正电极片集合体2、4送给卷芯13 时，与卷芯13的旋转动作同步，在持握正电极片集合体2、4的 状态，使第1运送卡盘14A、14B接近卷芯13。

同样地，第2运送卡盘15A、15B按照如下方式构成：可沿负 电极片集合体3、5的供给通路，移动到接近卷芯13的接近位置 与从卷芯13离开的离开位置。另外，在将负电极片集合体3、5 送给卷芯13时，与卷芯13的旋转动作同步，在持握负电极片集 合体3、5的状态下，使第2运送卡盘15A、15B接近卷芯13。

分隔片切割器16由一对刃部构成。分隔片切割器16按照该 一对刃部可在设置于正电极片集合体2、4的供给通路的两侧的切 断位置、与从正电极片集合体2、4的供给通路离开的退避位置之 间移动的方式设置。另外，在第1运送卡盘14A、14B接近移向卷 芯13侧，以便将正电极片集合体2、4供给到卷芯13时，因从正 电极片集合体2、4的供给通路离开，不妨碍第1运送卡盘14A、 14B的移动。另外，分隔片2的切断在由第1运送卡盘14A、14B 夹持分隔片2的状态下进行。

同样地，分隔片切割器17由一对刃部构成。分隔片切割器17 按照该一对刃部可在设置于负电极片集合体3、5的供给通路的两 侧的切断位置、与从负电极片集合体3、5的供给通路离开的退避 位置之间移动的方式设置。另外，在第2运送卡盘15A、15B接近 移向卷芯13侧，以便将负电极片集合体3、5供给到卷芯13时， 因从负电极片集合体3、5的供给通路离开，不妨碍第2运送卡盘 15A、15B的移动。另外，分隔片3的切断在由第2运送卡盘15A、15B夹持分隔片3的状态下进行。

另外，在卷芯13的附近，设置抑制卷绕后的各种片2～5不 齐的压辊、进行从卷芯13上取下电池元件1的取下机构等，虽然 关于该方面的图示省略。

此外，本实施方式的压辊还兼有粘贴停止分隔片2、3的终端 部分的卷绕的固定胶带(图示省略)的胶带粘贴机构的功能。比如， 在压辊的外周面上，具有与规定的吸引器连通的吸引孔，按照可 由该吸引孔而吸引保持固定胶带的方式构成。显然，并不限于此， 还可为独立于压辊设置胶带粘贴机构的结构。

在这里，参照图3～图5，对正极侧检查装置18和负极侧检 查装置19的结构进行具体说明。

正极侧检查装置18由正极侧第1检查装置18A和正极侧第2 检查装置18B构成，该正极侧第1检查装置18A对应于正电极片 集合体2、4的电极片露出侧(图5右侧)而设置，该正极侧第2检 查装置18B对应于正电极片集合体2、4的分隔片露出侧(图5左 侧)而设置。

正极侧第1检查装置18A进行卷绕于卷芯13上的正电极片集 合体2、4的电极片露出侧的卷绕偏移的检查，正极侧第2检查装 置18B进行卷绕于卷芯13上的正电极片集合体2、4的分隔片露 出侧的卷绕偏移的检查。

更具体地说，正极侧第1检查装置18A根据正电极片集合体 2、4的电极片露出侧的分隔片2的侧缘部2R、与正电极片4的活 性物质涂敷部4a和未涂敷部4b的边界部4T的片宽度方向的距离 L1，进行正电极片集合体2、4的电极片露出侧的卷绕偏移检查(参 照图1)。

正极侧第2检查装置18B根据正电极片集合体2、4的分隔片 露出侧的分隔片2的侧缘部2S、与正电极片4的侧缘部4S的片 宽度方向的距离L2，进行正电极片集合体2、4的分隔片露出侧的 卷绕偏移检查(参照图1)。

负极侧检查装置19由负极侧第1检查装置19A和负极侧第2 检查装置19B构成，该负极侧第1检查装置19A对应于负电极片 集合体3、5的电极片露出侧(图5左侧)而设置，该负极侧第2检 查装置19B对应于负电极片集合体3、5的分隔片露出侧(图5右 侧)而设置。

负极侧第1检查装置19A进行卷绕于卷芯13上的负电极片集 合体3、5的电极片露出侧的卷绕偏移的检查，负极侧第2检查装 置19B进行卷绕于卷芯13上的负电极片集合体3、5的分隔片露 出侧的卷绕偏移的检查。

更具体地说，负极侧第1检查装置19A根据负电极片集合体 3、5的电极片露出侧的分隔片3的侧缘部3R、与负电极片5的活 性物质涂敷部5a和未涂敷部5b的边界部5T的片宽度方向的距离 L3，进行负电极片集合体3、5的电极片露出侧的卷绕偏移检查(参 照图1)。

负极侧第2检查装置19B根据负电极片集合体3、5的分隔片 露出侧的分隔片3的侧缘部3S、与负电极片5的侧缘部5S的片 宽度方向的距离L4，进行负电极片集合体3、5的分隔片露出侧的 卷绕偏移检查(参照图1)。

正极侧第1检查装置18A、正极侧第2检查装置18B、负极侧 第1检查装置19A和负极侧第2检查装置19B(在下面在将它们统 称的场合，称为“检查装置18、19”)分别对应于卷芯13的中心 轴13a的高度位置而设置，并且按照沿卷芯13的径向，朝向卷芯 13的外周面侧(中心轴13a的方向)的方式设置。

检查装置18、19包括构成第1照射机构的可见光照射机构 131；构成第2照射机构的红外光照射机构132；构成第1摄像机 构的可见光用照相机133；构成第2摄像机构的红外光用照相机 134。

可见光照射机构131按照可从侧方而对卷绕于卷芯13上的正 电极片集合体2、4或负电极片集合体3、5的检查区域，照射可 见光的方式构成。

红外光照射机构132设置于与可见光照射机构131相比较， 从卷芯13离开的位置，并且按照可对卷绕于卷芯13上的正电极 片集合体2、4或负电极片集合体3、5的检查区域，照射红外光 的方式构成。

另外，可见光用照相机133和红外光用照相机134设置于与 红外光照射机构132相比较，进一步从卷芯13离开的位置。此外， 经由共用的透镜136和二向色镜137，将可见光、红外光分别射入 可见光用照相机133和红外光用照相机134中。还有，本实施方 式的二向色镜137按照仅使红外光透过，可反射可见光的方式构 成。

在该结构条件下，如果由可见光照射机构131对正电极片集 合体2、4(或负电极片集合体3、5)的检查区域照射可见光，则该 可见光至少与最顶部的分隔片2(或分隔片3)接触。由此，由可见 光用照相机133、分隔片2(或分隔片3)的外侧明亮地发光，清楚 地对分隔片2(或分隔片3)进行拍摄。

此外，如果由红外光照射机构132对正电极片集合体2、4(或 负电极片集合体3、5)的检查区域照射红外光，则该红外光透射过 分隔片2(或分隔片3)，由其正下层的正电极片4(或负电极片5)反 射。接着，该反射的红外光再次透射过分隔片2(或分隔片3)，以 红外光照相机134而拍摄。像这样，可分别由可见光照相机133 和红外光照相机134对分隔片2(或分隔片3)和其正下层的正电极 片4(或负电极片5)进行拍摄。

下面对控制上述检查装置18、19等的控制器90的电气结构 进行说明。像图4所示的那样，控制器90包括进行检查装置18、 19等的控制的CPU和输入输出界面141；用于存储基于照相机 133、134的拍摄的图像数据(摄像数据)的图像数据存储机构142； 用于存储各种数据的运算结果存储机构143；预先存储各种信息的 设定数据存储机构144等。在本实施方式中，主要由CPU和输入 输出界面141构成图像处理机构。于是，由上述检查装置18、19和控制器90构成本发明的检查装置。

上述照射机构131、132、照相机133、134与存储机构142～ 144分别与CPU和输入输出界面141电连接。另外，在CPU和输 入输出界面141上还电连接有由键盘、鼠标或触摸面板构成的输 入机构145；CRT、液晶等的具有显示画面的显示机构146。此外， 在CPU和输入输出界面141上也电连接有可检测片供给机构31、 41、51、61、卷绕部11、卷芯13的旋转位置的旋转位置检测机构 (编码器等)150等。

此外，控制器90根据来自旋转位置检测机构150的信号，控 制将照相机133、134拍摄的图像数据获取到图像数据存储机构 142中的时刻(拍摄时刻)。在本实施方式中，每当卷芯13旋转180 度时进行拍摄。

下面具体地对采用上述卷绕设备10的电池元件1的卷绕流程 进行说明。

在卷绕开始前，一对夹持辊71A、71B处于打开状态，从一对 夹持辊71A、71B之间由从分隔片供给机构51供给的分隔片2的 前端部附近处于由第1运送卡盘14A、14B持握的状态。

同样地，一对夹持辊81A、81B处于打开状态，从一对夹持辊 81A、81B之间由从分隔片供给机构61供给的分隔片3的前端部 附近处于由第2运送卡盘15A、15B持握的状态。

如果从该状态开始新的电池元件1的卷绕步骤，则首先，第1 运送卡盘14A、14B在持握分隔片2的状态移向卷芯13。同样地， 第2运送卡盘15A、15B在持握分隔片3的状态移向卷芯13一侧。

接着，在分隔片2的前端到达卷芯13时，第1运送卡盘14A、 14B停止，将分隔片2固定于卷芯13上。同样地，在分隔片3的 前端到达卷芯13时，第2运送卡盘15A、15B停止，将分隔片3 固定于卷芯13上。

如果将分隔片2固定于卷芯13上，则第1运送卡盘14A、14B 释放持握的分隔片2，将其返回到初始位置。同样地，如果将分隔 片3固定于卷芯13上，则第2运送卡盘15A、15B释放持握的分 隔片3，将其返回到初始位置。

然后，如果卷芯13开始旋转，分隔片2、3以规定长度而被 卷绕，则卷芯13暂时停止。接着，排送辊33A、33B旋转，排送 正电极片4，并且排送辊43A、43B旋转，排送负电极片5。

接着，在正电极片4的前端到达夹持辊71A、71B之间时，使 排送辊33A、33B停止。然后，使夹持辊71A、71B处于关闭状态， 在与分隔片2重合的状态夹持正电极片4，并且使排送辊33A、33B 处于打开状态，释放正电极片4。

同样地，在负电极片5的前端到达夹持辊81A、81B之间时， 使排送辊43A、43B停止。然后，使夹持辊81A、81B处于关闭状 态，在与分隔片3重合的状态夹持负电极片5，并且使排送辊43A、 43B处于打开状态，释放负电极片5。

在该状态，如果再次开始卷芯13的分隔片2、3的卷绕，则 正电极片4由其与分隔片2之间的摩擦力，由该分隔片2拉伸， 拉伸到卷芯13侧。同样地，负电极片5由其与分隔片3之间的摩 擦力，由该分隔片3拉伸，拉伸到卷芯13侧。

由此，由夹持辊71A、71B使从上述片供给机构31、51而分 别供给的正电极片4和分隔片2重合，形成正电极片集合体2、4， 拉出到卷芯13侧。同样地，由夹持辊81A、81B使从上述片供给 机构41、61而分别供给的负电极片5和分隔片3重合，形成负电 极片集合体3、5，拉出到卷芯13侧。

如果以规定长度而将正电极片4(正电极片集合体2、4)和负电 极片5(负电极片集合体3、5)卷绕于卷芯13上，则夹持辊71A、 71B和夹持辊81A、81B处于打开状态。

然后，各种片2～5在重合的状态，卷绕于卷芯13上。

如果以规定长度而将各种片2～5卷绕于卷芯13上，则卷芯 13的旋转动作暂时停止。在该状态下，排送辊33A、33B处于关 闭状态，持握正电极片4，然后，由片切断用切割器34将该正电 极片4切断。同样地，排送辊43A、43B处于关闭状态，持握负电 极片5，然后，由片切断用切割器44将该负电极片5切断。

如果电极片4、5的切断结束，则卷芯13旋转规定量，将两 个电极片4、5的终端部分(卷绕剩余部分)与分隔片2、3一起卷取。

如果电极片4、5的终端部分的卷取完成，则由第1运送卡盘 14A、14B持握分隔片2。同样地，由第2运送卡盘15A、15B持 握分隔片3。然后，图中未示出的压辊接近卷芯13，按压分隔片2、 3的终端部附近。

在该状态，分隔片切割器16、17动作，将分隔片2、3切断。

在该切断后，在由该压辊按压该分隔片2、3的终端部附近的 状态下，卷芯13旋转，卷取分隔片2、3的终端部分，并且由固 定胶带(图示省略)停止分隔片2、3的终端部分的卷绕。由此，各 种片2～5的卷绕作业完成，电池元件1制成。

然后，反复进行上述步骤，将各种片2～5卷绕于卷芯13上， 由此，依次制造电池元件1。

下面参照图6的流程图，具体地对在上述电池元件1的制造 过程中，由检查装置18、19进行的卷绕偏移检查的流程进行说明。

像图6所示的那样，在步骤S101，控制器90根据来自旋转位 置检测机构150的信号，判断卷芯13是否处于其旋转位置的规定 的检查位置(检查姿势)。即，判断是否到达规定的拍摄时刻。

在本实施方式中，将卷芯13的长径方向朝向上下方向(图3 的上下方向)，其短径方向朝向水平方向(图3的左右方向)的位置 设定为检查位置(拍摄时刻)。由此，处于透镜136的光轴H与作 为拍摄部位的卷芯13的外周部的周向规定部位J的切线M相垂直 的状态。

在步骤S101，判定卷芯13不位于检查位置的场合，再次返回 到步骤S101，反复进行该步骤S101，直至判定卷芯13位于检查 位置。

在于步骤S101，判定卷芯13位于检查位置的场合，在步骤 S102，由检查装置18、19(正极侧第1检查装置18A、正极侧第2 检查装置18B、负极侧第1检查装置19A与正极侧第2检查装置 19B)的可见光用照相机133和红外光用照相机134，分别拍摄相应 的检查区域，将图像数据获取于图像数据存储机构142中。

由此，每当卷芯13旋转180°时，即每当正电极片集合体2、 4或电极片集合体3、5以每次一个的方式卷绕于卷芯13上时，在 由可见光照射机构131而照射可见光后，由可见光用照相机133 拍摄作为第1检查对象的分隔片2或分隔片3，与此独立，在由红 外光照射机构132照射红外光后，由红外光用照相机134拍摄作 为第2检查对象的正电极片4或负电极片5。如上所述，由各可见 光用照相机133清楚地拍摄分隔片2或分隔片3。另外，各红外光用照相机134根据红外光透过分隔片2或分隔片3的情况，拍摄 其正下层的正电极片4或负电极片5。另外，在本实施方式中，同 时进行可见光用照相机133的拍摄与红外光用照相机134的拍摄。

在下一步骤S103，根据由各检查装置18、19的可见光用照相 机133而拍摄的可见光图像数据，进行最顶层的分隔片2、3的边 缘抽取。

具体来说，在正极侧第1检查装置18A中，进行正电极片集 合体2、4的电极片露出侧的分隔片2的侧缘部2R的抽取。

在正极侧第2检查装置18B中，进行正电极片集合体2、4的 分隔片露出侧的分隔片3的侧缘部2S的抽取。

在负极侧第1检查装置19A中，进行负电极片集合体3、5的 电极片露出侧的电极片露出侧的分隔片3的侧缘部3R的抽取。

在负极侧第2检查装置19B中，进行负电极片集合体3、5的 分隔片露出侧的分隔片3的侧缘部3S的抽取。

在紧接的步骤S104中，根据由各检查装置18、19的红外光 用照相机134拍摄的红外光图像数据，进行最顶层的分隔片2、3 的正下层的正电极片4或负电极片5的边缘抽取。

具体来说，在正极侧第1检查装置18A中，进行正电极片4 的活性物质涂敷部4a和未涂敷部4b的边界部4T的抽取。

在正极侧第2检查装置18B中，进行正电极片集合体2、4的 分隔片露出侧的正电极片4的侧缘部4S的抽取。

在负极侧第1检查装置19A中，进行负电极片集合体5的活 性物质涂敷部5a和未涂敷部5b的边界部5T的抽取。

在负极侧第2检查装置19B中，进行正电极片集合体3、5的 分隔片露出侧的负电极片5的侧缘部5S的抽取。

在紧接的步骤S105，根据在上述步骤S103、S104抽取的值， 进行各种距离等的运算。即，对卷绕于卷芯13上的正电极片集合 体2、4和负电极片集合体3、5的错位量进行运算。

具体来说，正极侧第1检查装置18A计算正电极集合体2、4 的电极片的露出侧的分隔片2的侧缘部2R与正电极片4的活性物 质涂敷部4a和未涂敷部4b的边界部4T的片宽度方向的距离L1。

正极侧第2检查装置18B计算正电极集合体2、4的分隔片露 出侧的分隔片2的侧缘部2S与正电极片4的侧缘部4S的片宽度 方向的距离L2。

负极侧第1检查装置19A计算负电极集合体3、5的电极片的 露出侧的分隔片3的侧缘部3R与负电极片5的活性物质涂敷部 5a和未涂敷部5b的边界部5T的片宽度方向的距离L3。

负极侧第2检查装置19B计算正电极集合体3、5的分隔片露 出侧的分隔片3的侧缘部3S与负电极片5的侧缘部5S的片宽度 方向的距离L4。

在下一步骤S106，根据于步骤S105计算的距离L1～L4，判 断该距离L1～L4是否位于预定的允许范围内(事先由输入机构 145输入设定的值)。

在这里，判定距离L1～L4中的某者不在允许范围内的场合， 即，在判定发生卷绕偏移的场合，在步骤S107判定为发生不良， 在该时刻暂时停止电池元件1的卷绕作业。接着，将该卷绕中途 的电池元件1分配给规定的不良排出机构。

另一方面，在步骤S106中，判定距离L1～L4中的某者在允 许范围内的场合，在步骤S108中，判定预定的数量的卷绕动作是 否结束。接着，在卷绕动作没有结束的场合，返回到步骤S101， 反复上述一系列的作业。相对该情况，在卷绕动作结束的场合， 在步骤S109判定电池元件1为良品，送出到正规的生产线。

像以上具体描述的那样，按照本实施方式，在电池元件1的 制造中，每当卷芯13旋转180°，由检查装置18、19的可见光照 射机构131照射可见光后，作为第1检查对象的分隔片2或分隔 片3由可见光用照相机133拍摄，并且由红外光照射机构132照 射红外光后，作为第2检查对象的正电极片4或负电极片5由红 外光用照相机134拍摄。接着，根据由各照相机133、134拍摄的 图像数据，进行各种片2～5的卷绕偏移的检查。

像这样，在本实施方式中，由于检查卷绕于卷芯13上的后阶 段的各种片2～5，故在电池元件1的卷绕完成后，即使以其他途 径而不采用X射线检查装置，仍获得与采用X射线检查装置的场 合相同的检查精度。

进而，在电池元件1的制造中，由于在各种片2～5的错位被 检测出的时刻，可采取快速地中止制造等的措施，可在今后防止 不良品的发生，可防止各种片2～5的浪费。

另外，在本实施方式中，在卷芯13的旋转方向，以180°间 隔设置正极侧检查装置18(正极侧第1检查装置18A、正极侧第2 检查装置18B)与负极侧检查装置19(负极侧第1检查装置19A、负 极侧第2检查装置19B)。由此，可同时进行正电极片侧的检查与 负电极片侧的检查，可谋求检查效率的提高。

此外，在本实施方式中，形成下述结构，其中，对应于片宽 度方向一侧，设置正极侧第1检查装置18A(负极侧第1检查装置 19A)，对应于片宽度方向另一侧，设置正极侧第2检查装置18B(负 极侧第2检查装置19B)。由此，与由一个检查装置(一组的照射机 构和摄像机构)来检查片宽度方向整体的场合相比较，可谋求检查 精度的进一步提高。

还有，在本实施方式中，检查装置18、19对应于卷芯13的 中心轴13a的高度位置而设置，并且按照沿卷芯13的径向，朝向 卷芯13的外周面侧(中心轴13a的方向)的方式设置。另外，卷芯 13的长径方向朝向上下方向，其短径方向朝向水平方向的位置作 为检查位置(摄像时刻)设定，在透镜136的光轴H与作为拍摄部 位的卷芯13的外周部的周向规定部位J的切线M相垂直的状态， 进行拍摄(检查)。由此，每当拍摄卷绕于卷芯13的外周部的周向规定部位J的各种片2～5时，可在相对卷芯13的周向，在更宽 的范围进行对焦，可谋求检查精度的提高。

另外，并不限于上述实施方式的记载内容，比如，也可像下 述那样而实施。显然，在下面没有列举的其它的应用例、变形例 也是当然可能的。

(a)在上述实施方式中，由卷绕设备10和检查装置18、19进 行锂离子电池的电池元件1的制造和检查，但是，作为制造和检 查对象的卷绕元件并不限于此，比如，还可进行电容器、电解电 容器的卷绕元件等的制造和检查。

(b)电极片4、5和分隔片2、3的结构、材质等并不限于上述 实施方式，也可采用其它的结构。

比如，在上述实施方式中，形成卷绕活性物质涂敷部4a、5a 形成于片纵向全部区域的连续涂敷方式的电极片4、5的结构，但 是，并不限于此，也可采用形成沿比如片纵向、间歇地涂敷活性 物质涂敷部的间隙涂敷方式的电极片。

另外，在上述实施方式中，由PP来形成分隔片2、3，但是 也可由其它的绝缘性材料形成分隔片2、3。如果比如分隔片2、3 为较薄、透射性较高的片，则可不采用红外光，仅采用可见光拍 摄最顶层的分隔片2(3)和其正下的电极片4(5)。

(c)在上述实施方式中，卷芯13采用卷绕各种片2～5的外周 形状(旋转轴K的垂直方向的截面形状)基本呈椭圆状的卷芯，但 是卷芯13的形状并不限于此，也可采用比如外周形状(截面形状) 为圆形、长圆形，长方形等的卷芯。

此外，在上述实施方式中，针对获得不具有卷芯芯体的类型 的电池元件1的场合进行了具体化，但是，也可针对电池元件1 具有卷芯芯体的场合进行具体化。即，还可形成将卷芯芯体安装 于卷芯13上，将各种片2～5卷绕于该卷芯芯体的周围。

(d)卷绕设备10的结构并不限于上述实施方式。比如，在上述 实施方式中，可采用夹持辊方式，在该方式中，在暂时地由一对 夹持辊71A·71B、81A·81B夹持而重合的状态，将从片供给机 构31、41、51、61分别运送的各种片2～5供向卷绕部11，但是， 并不限于此，还可形成下述的结构，在该结构中，不事先地将各 种片2～5重合，而分别由卡盘等持握、直接地供向卷绕部11。

还有，卷绕部11的结构并不限于上述实施方式。比如，还可 形成下述的结构，在该结构中，包括以可旋转的方式设置的圆盘 状的转台、与在该转台的旋转方向以规定间距(比如120°间距)而 设置的多个卷芯，由转台的旋转，多个卷芯依次移向第1位置、 第2位置，在各位置，可在相同时期进行各种片2～5的卷绕作业、 各种片2～5的卷绕剩余部分的卷取作业、卷绕停止胶带的卷绕停 止作业等的各种作业。

再有，在上述实施方式中，虽然没有特别地谈及，但是也可 形成反馈检查装置18、19的检查结果的结构。比如，也可形成根 据检查装置18、19的检查结果，针对片供给机构31、41、51、61 对各种片2～5的宽度方向的错位进行补偿的结构。

(e)在上述实施方式中，正极侧检查装置18(正极侧第1检查装 置18A、正极侧第2检查装置18B)和负极侧检查装置19(负极侧第 1检查装置19A、负极侧第2检查装置19B)在卷芯13的旋转方向， 以180°的间隔设置。

并不限于此，还可形成下述的结构，在该结构中，根据从片 供给机构31、41、51、61到卷绕部11的各种片2～5的供给方式 (供给位置)等，沿卷芯13的旋转方向，比如以90°的间隔设置正 极侧检查装置18和负极侧检查装置19，在分别不同的时刻进行正 电极片侧的检查与负电极片侧的检查。

另外，在上述实施方式中，形成每当卷芯13旋转180°，进 行各种片2～5的卷绕偏移的判断的结构，但是并不限于此，还可 形成比如每当卷芯13旋转360°，进行各种片2～5的卷绕偏移的 判断的结构。

(f)在上述实施方式中，形成对应于片宽度方向一侧，设置正 极片第1检查装置18A(负极侧第1检查装置19A)，对应于片宽度 方向另一侧，设置正极片第2检查装置18B(负极侧第2检查装置 19B)的结构。

并不限于此，还可形成由一个检查装置(一组的照射机构和摄 像机构)对片宽度方向整体进行检查的结构。

(g)在上述实施方式中，形成下述的结构，其中，检查装置18、19对应于卷芯13的中心轴13a的高度位置而设置，并且沿卷芯 13的径向，朝向卷芯13的外周面侧(中心轴13a的方向)的方式设 置。另外，卷芯13的长径方向朝向上下方向，其短径方向朝向水 平方向的位置作为检查位置(拍摄时刻)设定，在透镜136的光轴H 与作为拍摄部位的卷芯13的外周部的周向规定部位J的切线M相 垂直的状态下，进行拍摄(检查)。

并不限于此，检查装置18、19可设置于可将检查区域设定在 至少作为检查对象的片2～5与卷芯13等紧贴的部分与不与其紧 贴等部分的边界部分或相对它而位于密贴部分侧的位置。

于是，检查装置18、19也不必一定对应于卷芯13的中心轴 13a的高度位置而设置，还可不必按照沿卷芯13的径向，朝向卷 芯13的外周面侧(中心轴13a的方向)的方式设置。但是，从谋求 检查精度的提高的方面来说，最好，在透镜136的光轴H与作为 拍摄部位的卷芯13的外周部的周向规定部位的切线M相垂直的状 态，进行拍摄(检查)。

(h)在上述实施方式中，形成下述的结构，在该结构中，每当 卷绕于卷芯13上的正电极片集合体2、4和负电极片集合体3、5 的卷绕偏移检查时，计算正电极片集合体2、4的电极片的露出侧 的分隔片2的侧缘部2R与正电极片4的活性物质涂敷部4a和未 涂敷部4b的边界部4T的片宽度方向的距离L1；正电极片集合体 2、4的分隔片露出侧的分隔片2的侧缘部2S与正电极片4的侧缘 部4S的片宽度方向的距离L2；负电极片集合体3、5的电极片露 出侧的分隔片3的侧缘部3R与负电极片5的活性物质涂敷部5a 和未涂敷部5b的边界部5T的片宽度方向的距离L3；负电极片集 合体3、5的分隔片露出侧的分隔片3的侧缘部3S与负电极片5 的侧缘部5S的片宽度方向的距离L4，判断该距离L1～L4是否在 预定的允许范围内。

并不限于此，也可形成如下结构，比如，计算正电极片集合 体2、4的电极片的露出侧的分隔片2的侧缘部2R与正电极片4 的侧缘部的片宽度方向的距离等，进行卷绕偏移的检查。

另外，也可形成根据正电极片4和负电极片5的相对位置关 系，判断卷绕偏移的结构，还可形成根据各种片2～5相对规定的 基准位置的位置关系，判断卷绕偏移的结构。

(i)在上述实施方式中，虽然没有特别地谈及，但是也可形成 可在比如图3的左右方向改变检查装置18、19相对卷芯13的位 置的结构。在上述实施方式中，每当各种片2～5以规定量卷绕于 卷芯13上时，由于作为检查对象的各种片2～5与检查装置18、 19的距离慢慢地变短，故具有难以对焦等的问题。在该方面，通 过形成该结构，可进行更加适合的照射和拍摄，可谋求检查精度 的进一步提高。

标号的说明：

标号1表示电池元件；

标号2、3表示分隔片；

标号4表示正电极片；

标号5表示负电极片；

标号4a、5a表示活性物质涂敷部；

标号4b、5b表示未涂敷部；

标号10表示卷绕设备；

标号11表示卷绕部；

标号13表示卷芯；

标号18A表示正极侧第1检查装置；

标号18B表示正极侧第2检查装置；

标号19A表示负极侧第1检查装置；

标号19B表示负极侧第2检查装置；

标号90表示控制装置；

标号131表示可见光照射机构；

标号132表示红外光照射机构；

标号133表示可见光用照相机；

标号134表示红外光用照相机；

标号150表示旋转位置检测机构；

标号H表示光轴；

标号M表示切线。

Claims (6)

1.一种检查装置，该检查装置使用于在下述状态对规定的卷芯进行卷绕以进行制造的卷绕元件的制造过程中，该状态为，涂敷有活性物质的带状的正电极片和负电极片以夹设由绝缘材料构成的带状的分隔片的方式交替地重合，其特征在于，该检查装置包括：

第1照射机构，在每当上述分隔片重合于上述正电极片或负电极片上以使它们两个一组地卷绕于上述卷芯上时，该第1照射机构对最顶层的该分隔片照射可见光；

第2照射机构，在每当上述分隔片重合于上述正电极片或负电极片上以使它们两个一组地卷绕于上述卷芯上时，该第2照射机构一边使红外光透射上述分隔片，一边对上述分隔片的正下层的正电极片或负电极片照射红外光；

第1摄像机构，该第1摄像机构对由上述第1照射机构照射了可见光的上述分隔片进行拍摄；

第2摄像机构，该第2摄像机构对由上述第2照射机构照射了红外光的上述正电极片或负电极片进行拍摄；

图像处理机构，该图像处理机构基于由上述第1摄像机构和第2摄像机构获得的摄像数据，求出上述各片相对片宽度方向的位置信息，基于该位置信息判断上述各片向片宽度方向的错位。

2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，对应于上述正电极片和重合于其上的上述分隔片，包括至少一组的上述第1照射机构、上述第2照射机构、上述第1摄像机构和上述第2摄像机构，同时，对应于上述负电极片和重合于其上的上述分隔片，包括至少一组的上述第1照射机构、上述第2照射机构、上述第1摄像机构和上述第2摄像机构。

3.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，上述第1摄像机构和上述第2摄像机构形成一体。

4.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，上述照射机构和与其相对应的上述摄像机构的组对应于片宽度方向的一侧缘部和另一侧缘部，分别以每次一组的方式设置。

5.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，在规定的摄像时刻，上述摄像机构按照本身的光轴与作为拍摄部位的上述卷芯的外周部的周向规定部位的切线相垂直的方式设置。

6.一种卷绕设备，其特征在于，其包括权利要求1～5中任一项所述的检查装置。