JP2004083266A - 巻取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗工シートの塗工ライン、塗工シート及び無塗工シートのエッジを容易かつ正確に検出することができ、それらの検出結果に基づいて塗工シートと無塗工シートとの巻きずれを有効に判別することができる巻取り装置を提供する。
【解決手段】塗工シート２５，２７の塗工ラインを塗工ライン検出用カメラにより検出する。塗工シート２５，２７のエッジを塗工シート用エッジセンサにより検出するとともに、無塗工シート３１，３３のエッジを無塗工シート用エッジセンサにより検出する。カメラ及び両エッジセンサの検出結果に基づいて、制御装置により塗工シート２５，２７と無塗工シート３１，３３との巻きずれを算出して、その巻きずれが予め設定された範囲内にあるか否かを判別する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば二次電池の電極シートのような塗工材を塗布してなる塗工シートを巻芯に対して巻き取るようにした巻取り装置に関するものであって、特に巻きずれの有無を判定するようにした巻取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の巻取り装置においては、塗工シートと無塗工シートとを幅方向に巻きずれが生じることなく巻き取るように構成する必要がある。例えば、二次電池における塗工材を塗布した塗工シートである正極及び負極の一対の電極シートと塗工材を塗布してない無塗工シートである２枚のセパレータとを重ね合わせながら巻き取る場合、それらに幅方向において所定以上の巻きずれが生じると、両電極シート上の塗工材が接触短絡したりして不良製品になる。
【０００３】
このため、従来の巻取り装置においては、塗工シート及び無塗工シートの巻取り位置近傍に、透過光検出方式等のエッジセンサを配設している。そして、塗工シート及び無塗工シートの巻取り時に、これらのセンサにより各シートのエッジを巻取り位置の近傍で検出して、その検出結果に基づいてシート間の巻きずれを判定し修正するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の巻取り装置においては、各シートのエッジを検出して、それらを比較判別することはできるが、塗工シート上の塗工材の塗工部と非塗工部の境界線である塗工ラインを検出することはできない。このため、例えば電池の電極シート及びセパレータの巻取りに際しては、正極及び負極の電極シート間における塗工材の塗工ラインの位置関係や、各電極シートの塗工材の塗工ラインとセパレータのエッジとの位置関係を比較判別することができない。このため、もし電極シートの前工程である塗工工程で不具合が生じ、塗工ラインが正規の位置にない場合、たとえシートエッジの巻きずれが無くても塗工ラインのはみ出しにより、＋極と−極が短絡してしまうことがあり、製品としては不良品となる。よって、塗工シート及び無塗工シートを同時に巻き取った場合の製品の良、不良を有効に判別することができないという問題があった。
【０００５】
また、塗工シート及び無塗工シートの巻取り終了後に、Ｘ線検出装置により製品の幅方向の両端縁を透視して、シートの側縁ラインを検出する方法も従来から提案されている。ところが、この検出方法では、巻取り状態にある塗工シートの塗工ラインが幾層にも重なっているため、シートの側縁ラインは検出できても各巻取り層における塗工シートの塗工ラインを正確に検出して比較判別することは全く不可能であるという問題があった。
【０００６】
これらのことから、従来は、巻きずれが生じても、接触短絡等が生じないように、セパレータを広幅にしたり、逆に塗工材の塗工幅を狭くしたりしていた。このため、能力の割には外形寸法が大きくなるという欠点を有していた。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、塗工シートの巻きずれを有効に判定することができる巻取り装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、塗工材を塗布してなる塗工シートを巻芯に巻き取るようにした巻取り装置において、前記塗工シートの塗工ラインを撮像により検出する塗工ライン検出手段と、その検出手段による検出結果のデータを記憶するための記憶手段と、記憶されたデータに基づいて塗工シートの巻きずれを判定する判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
従って、この請求項１に記載の発明によれば、撮像により塗工ラインを正確に検出できる。そして、検出されたデータが記憶手段に記憶されて、そのデータに基づいて巻きずれが判定されるため、検出手段が巻芯の位置から離間していても、巻きずれを有効に判定することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、塗工材を塗布してなる塗工シートを巻芯に巻き取るようにした巻取り装置において、前記塗工シートの塗工ラインを撮像により検出する塗工ライン検出手段と、塗工シートのエッジを検出する塗工シート用エッジ検出手段と、各検出手段による検出結果のデータを記憶するための記憶手段と、記憶されたデータに基づいて塗工シートの巻きずれを判定する判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
従って、請求項２に記載の発明においては、塗工シートのエッジの位置のずれも判定できるため、巻きずれをより有効に判定することが可能になる。
請求項３に記載の発明においては、塗工材を塗布してなる塗工シートに、塗工材を塗布してない無塗工シートを重ね合わせて、それらを巻芯に巻き取るようにした巻取り装置において、前記塗工シートの塗工ラインを撮像により検出する塗工ライン検出手段と、塗工シートのエッジを検出する塗工シート用エッジ検出手段と、無塗工シートのエッジを検出する無塗工シート用エッジ検出手段と、各検出手段による検出結果のデータを記憶するための記憶手段と、記憶されたデータに基づいて塗工シートと無塗工シートとの巻きずれを判定する判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
従って、請求項３に記載の発明においては、塗工シートと無塗工シートとの位置関係を検出できるため、塗工シートとセパレータとの位置関係を有効に判定でき、二次電池の巻きずれを的確に判定できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記判定手段は、記憶手段に記憶されたデータをあらかじめ決められた計算式に従って処理することにより巻きずれを判定することを特徴としたものである。
【００１４】
従って、請求項４に記載の発明においては、計算式に従って迅速かつ正確に巻きずれを判定できる。
請求項５に記載の発明においては、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記塗工及び無塗工シートの供給経路中に巻取り速度の変動を吸収する速度変動吸収手段を設け、前記塗工ライン検出手段は塗工シートの供給部と速度変動吸収手段との間に配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
従って、この請求項５に記載の発明によれば、塗工シートの速度変動に影響されることなく、塗工シートの塗工ラインを正確に検出することができる。
請求項６に記載の発明においては、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記各検出手段は、塗工シートが予め設定された長さを走行して巻き取られるごとに、各シート上の検出位置として形成される巻取体の特定の点に重なるようにタイミングを合わせて検出動作を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
従って、この請求項６に記載の発明によれば、塗工シートが所定長さずつ巻き取られるごとに、製品としての巻取体において同一箇所でのそれらのシート間の巻きずれを随時正確に検出することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明においては、請求項３に記載の発明において、前記各検出手段は、塗工シートまたは無塗工シートが予め設定された所定長さずつ巻き取られるごとに、各シート上の検出位置として形成される巻取体の特定の点に重なるようにタイミングを合わせて検出動作を行うことを特徴とするものである。
【００１８】
従って、この請求項７に記載の発明によれば、塗工シートまたは無塗工シートが所定長さずつ巻き取られるごとに、製品としての巻取体において同一箇所でのそれらのシート間の巻きずれを随時正確に検出することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明においては、請求項１〜請求項７のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記判定手段は、各検出手段の検出結果をデータテーブルに書き込んでシートの巻きずれを判定することを特徴とするものである。
【００２０】
従って、この請求項８に記載の発明によれば、塗工シートと無塗工シートとの間に所定以上の巻ずれが生じたとき、データテーブルに書き込まれた検出結果の変化に基づいて、巻きずれの発生開始時期や要因を容易に解析することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態の巻取り装置は、二次電池の電極シートを高速で連続的に巻き取るものである。
【００２２】
図１に示すように、巻取り装置における装置フレーム２１の前面中央にはシートを巻き込む巻芯２２が回転可能に配設され、図９に示す巻取り用モータ２３により一方向へ回転され、その外周に図３（ａ）に示す巻取体７０が巻取り形成されるようになっている。つまり、一般的な２次電池は、正極シートと負極シート及び２枚の絶縁用のセパレータの計４枚を交互に重ねた状態で巻芯に同時に巻き取っていくという構成になっている。前記巻芯２２は、図３（ａ）に示すように、一対のほぼ平板状の巻片２２ａにより構成され、その外周が非円形状（扁平形状）になっている。なお、巻片２２ａは、製品となる電池の違いにより、形状や大きさの異なるものに交換されて、二次電池の性能に応じた幅や厚さの巻取体７０が得られる。
【００２３】
図１において、前記巻芯２２の右側上方に位置するように、装置フレーム２１の前面には供給部としての供給リール２４が回転可能に配設され、この供給リール２４には電池における正極の電極シート２５（以下、単に正極シート２５という）が巻装されている。巻芯２２の左側下方に位置するように、装置フレーム２１の前面には別の供給部としての供給リール２６が回転可能に配設され、この供給リール２６には電池における負極の電極シート２７（以下、単に負極シート２７という）が巻装されている。図２は図３（ｂ）に示すように巻取体７０を矢印Ｗの方向から見た断面図であり、電極シートが巻芯２２に巻き取られる経過を示している。
【００２４】
図４及び図６に示すように、前記正極シート２５は、シート材（例えばアルミニウム箔）２５ａの表面及び裏面に塗工材２５ｂ，２５ｃを、幅方向の一端縁側に無塗工部分を残した状態で塗布してなる塗工シートから構成されている。また、同様に、負極シート２７は、シート材（例えば銅箔）２７ａの表面及び裏面に塗工材２７ｂ，２７ｃを、幅方向の一端縁側に無塗工部分を残した状態で塗布してなる塗工シートから構成されている。なお、正極シート２５と負極シート２７とは、図４で示すように各無塗工部分が互いの反対側に位置する。
【００２５】
図１に示すように、前記供給リール２４と巻芯２２との間、及び供給リール２６と巻芯２２との間にそれぞれ位置するように、装置フレーム２１の前面には複数のガイドローラ２８，２９が回転可能に配設されている。そして、これらのガイドローラ２８，２９を介して、各供給リール２４，２６から巻芯２２上に正極シート２５及び負極シート２７が供給されるようになっている。
【００２６】
前記巻芯２２の左側上方に位置するように、装置フレーム２１の前面には供給リール３０が回転可能に配設され、この供給リール３０には二次電池における第１セパレータ３１が巻装されている。巻芯２２の右側下方に位置するように、装置フレーム２１の前面には別の供給リール３２が回転可能に配設され、この供給リール３２には二次電池における第２セパレータ３３が巻装されている。図４に示すように、前記両セパレータ３１，３３は、塗工材を塗布していない無塗工シートから構成されている。この無塗工シートは絶縁材よりなる。
【００２７】
図１に示すように、前記供給リール３０と巻芯２２との間、及び他の供給リール３２と巻芯２２との間にそれぞれ位置するように、装置フレーム２１の前面には複数のガイドローラ３４，３５が回転可能に配設されている。そして、これらのガイドローラ３４，３５を介して、各供給リール３０，３２から巻芯２２上に第１セパレータ３１及び第２セパレータ３３が供給されるようになっている。
【００２８】
そして、巻取り装置の運転時には、前記巻取り用モータ２３により巻芯２２が図１の時計方向に回転される。これにより、正極シート２５、第１セパレータ３１、負極シート２７及び第２セパレータ３３が各供給リール２４，３０，２６，３２から繰り出されて、巻芯２２の外周に図３（ａ）（ｂ）に示す巻取体７０が重合状態で偏平状に巻き取られるようになっている。
【００２９】
図１に示すように、前記各供給リール２４，２６から巻芯２２に至る各電極シート２５，２７の供給経路中に位置するように、装置フレーム２１の前面にはダンサローラよりなる速度変動吸収手段としての速度変動吸収機構３６，３７がそれぞれ配設されている。同様に、各供給リール３０，３２から巻芯２２に至る各セパレータ３１，３３の供給経路中に位置するように、装置フレーム２１の前面にはダンサローラよりなる速度変動吸収手段としての速度変動吸収機構３８，３９がそれぞれ設けられている。そして、巻取り装置の巻取り運転時に、非円形状の巻芯２２の回転に伴って電極シート２５，２７及びセパレータ３１，３３に発生する巻取り速度の脈動が、これらの速度変動吸収機構３６〜３９により吸収されるようになっている。すなわち、速度変動吸収機構３６〜３９は、上下動するローラにより電極シート２５，２７及びセパレータ３１，３３の走行経路の長さの変動を吸収し、このローラが巻芯２２の回転と同調して動作することにより、速度変動が吸収される。
【００３０】
図１に示すように、前記供給リール２４と速度変動吸収機構３６との間において、正極シート２５の表裏両面と対応するように、装置フレーム２１の前面には各一対のＣＣＤカメラ等よりなる塗工ライン検出手段としての塗工ライン検出用カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂが配設されている。図５及び図６（ａ）に示すように、正極シート２５の表面側のカメラ４０Ａ，４０Ｂは、複数のガイドローラ２８中の１つをバックアップローラ２８ａとして、正極シート２５の表面側の塗工材２５ｂの両側縁に対向配置され、それらの塗工ラインＡ，エッジＣを撮像するようになっている。なお、ここで、エッジＣは、塗工ラインと一致する。バックアップローラ２８ａは、撮像に際して撮像画面の背景を構成するとともに、撮像対象をその背面から支持するものであり、後述する他のバックアップローラも同様である。また、塗工材の「塗工ライン」とは、塗工材の幅方向端部が形成するシート長さ方向のラインを指すものである。正極シート２５の裏面側のカメラ４１Ａ，４１Ｂは、複数のガイドローラ２８中の１つをバックアップローラ２８ｂとして、正極シート２５の裏面側の塗工材２５ｃの両側縁に対向配置され、それらの塗工ラインＢ，エッジＣを撮像するようになっている。
【００３１】
図１に示すように、前記供給リール２６と速度変動吸収機構３７との間において、負極シート２７の表裏両面と対応するように、装置フレーム２１の前面には各一対のＣＣＤカメラ等よりなる塗工ライン検出手段としての塗工ライン検出用カメラ４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂが配設されている。前記正極シート２５の場合と同様に、図６（ｂ）に示すように負極シート２７の表面側のカメラ４２Ａ，４２Ｂは、複数のガイドローラ２９中の１つをバックアップローラ２９ａとして、負極シート２７の表面側の塗工材２７ｂの両側縁に対向配置されている。そして、このカメラ４２Ａ，４２Ｂは、図６（ｂ）に示すように、それらの塗工ラインＥ，塗工ラインであるエッジＤを撮像するようになっている。また、負極シート２７の裏面側のカメラ４３Ａ，４３Ｂは、複数のガイドローラ２９中の１つをバックアップローラ２９ｂとして、負極シート２７の裏面側の塗工材２７ｃの両側縁に対向配置され、それらの塗工ラインＦ，塗工ラインであるエッジＤを撮像するようになっている。
【００３２】
図１及び図７（ａ）に示すように、前記正極シート２５の供給経路中において速度変動吸収機構３６と巻芯２２との間における巻芯２２の近傍に位置するように、装置フレーム２１の前面には塗工シート用エッジ検出手段としての透過光検出方式の正極シート用のエッジセンサ４４が配設されている。そして、このエッジセンサ４４により、正極シート２５の塗工材２５ｂ，２５ｃの両方が存在する側のエッジＣ，すなわち塗工ラインが検出されるようになっている。同様に、図７（ｂ）に示すように負極シート２７の供給経路中において速度変動吸収機構３７と巻芯２２との間における巻芯２２の近傍に位置するように、装置フレーム２１の前面には塗工シート用エッジ検出手段としての透過光検出方式の負極シート用のエッジセンサ４５が配設されている。そして、このエッジセンサ４５により、負極シート２７の塗工材２７ｂ，２７ｃの両方が存在する側のエッジと重なる塗工ラインであるエッジＤが検出されるようになっている。
【００３３】
図１及び図８（ａ）に示すように、前記速度変動吸収機構３８と巻芯２２との間における前記第１セパレータ３１の供給経路中において巻芯２２の近傍に位置するように、装置フレーム２１の前面には一対の透過光検出方式の第１セパレータ用エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂが配設されている。そして、これらのエッジセンサ４６Ａ，４６Ｂにより、第１セパレータ３１の両側のエッジＳ１ａ，Ｓ１ｂが検出されるようになっている。同様に、図１、図８（ｂ）に示すように前記速度変動吸収機構３９と巻芯２２との間における第２セパレータ３３の供給経路中において巻芯２２の近傍に位置するように、装置フレーム２１の前面には一対の透過光検出方式の第２セパレータ用エッジセンサ４７Ａ，４７Ｂが配設されている。そして、これらのエッジセンサ４７Ａ，４７Ｂにより、第２セパレータ３３の両側のエッジＳ２ａ，Ｓ２ｂが検出されるようになっている。前記エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂ，４７Ａ，４７Ｂは、それぞれ無塗工シート用エッジ検出手段を構成している。
【００３４】
図１に示すように、前記正極シート２５の供給経路中において、カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂとエッジセンサ４４との間に位置するように、装置フレーム２１の前面には第１及び第２測長センサ４８，４９が配設されている。同様に、負極シート２７の供給経路中において、カメラ４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂとエッジセンサ４５との間に位置するように、装置フレーム２１の前面には第３及び第４測長センサ５０，５１が配設されている。そして、巻取り装置の巻取り運転時に、これらの測長センサ４８〜５１により、正極シート２５または負極シート２７の巻取り開始からの巻取り長さが検出される。
【００３５】
そして、巻取り作業が進むにつれて、正極及び負極シート２５，２７は巻芯２２の方へ送られ、巻き取られていくわけである。この場合、これら測長センサ４８〜５１の測定結果に基づいて、正極シート２５または負極シート２７上における各カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ及びエッジセンサ４４，４５の検出位置が以下のように設定される。すなわち、図３（ａ）（ｂ）に示す巻取体７０が形成されるようになった時点で、巻きずれをチェックするための巻取体７０上での正極，負極シート、第１，第２セパレータの４枚の測定検出位置が特定の点で全て重なって一致するように、それらの検出動作タイミングが制御されるようになっている。この実施形態においては、各正極及び負極シート２５，２７は巻芯２２に図２（ａ）〜（ｆ）のように巻き取られていく。この場合、各カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ及びエッジセンサ４４，４５の各シート上の検出点が図２（ｃ）の状態におけるＸ点に重なるように、測長ローラのデータを元に各カメラの撮像のタイミングを決定している。ここで、巻き始めから巻芯２２が回転するに従い各シートの巻き取られていく量、すなわちシートの送り量は予め演算で求めてある。
【００３６】
前記第１セパレータ３１の供給経路中において、エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂの近傍に位置するように、装置フレーム２１の前面には第５測長センサ５２が配設されている。同様に、第２セパレータ３３の供給経路中において、エッジセンサ４７Ａ，４７Ｂの近傍に位置するように、装置フレーム２１の前面には第６測長センサ５３が配設されている。そして、巻取り装置の巻取り運転時に、これらの測長センサ５２，５３により、第１セパレータ３１または第２セパレータ３３の巻取り開始からの巻取り長さが測定される。さらに、その測定結果に基づいて、第１セパレータ３１または第２セパレータ３３上における各エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂ，４７Ａ，４７Ｂの検出位置を図２（ｃ）のＸ点上で一致させるように、それらの検出動作タイミングが制御されるようになっている。
【００３７】
前記各電極シート２５，２７及び各セパレータ３１，３３の供給経路中において、各エッジセンサ４４，４５，４６Ａ，４６Ｂ，４７Ａ，４７Ｂと巻芯２２との間において、巻芯２２の近傍に位置するように、装置フレーム２１の前面にはカッタ機構５４，５５，５６，５７が配設されている。そして、巻取り装置の巻取り開始時あるいは巻取り終了時に、これらのカッタ機構５４〜５７により、各電極シート２５，２７及び各セパレータ３１，３３が切断されて、巻き始め端部及び巻き終り端部が形成されるようになっている。
【００３８】
次に、前記のように構成された巻取り装置の制御構成について説明する。
図９に示すように、制御手段及び判定手段を構成する制御装置６１には、諸データを記憶するための記憶手段としてのメモリ６２が接続されている。また、制御装置６１には、前記測長センサ４８〜５３及びエッジセンサ４４〜４７Ｂから検出データが入力されるとともに、塗工ライン検出用カメラ４０Ａ〜４３Ｂから画像処理装置６３を介して検出データが入力される。さらに、制御装置６１からは、前記巻取り用モータ２３、カッタ機構５４〜５７及びエラー表示器６４に作動信号が出力される。
【００３９】
前記メモリ６２には、図１０〜図１２に示すような第１〜第３データテーブル６５〜６７が設定されている。第１データテーブル６５には、各電極シート２５，２７及び各セパレータ３１，３３における巻取り開始端からの検出位置がそれらの長さ方向の位置データとして予め設定記憶されている。つまり、各カメラ４０Ａ〜４３Ｂ及びエッジセンサ４４〜４７Ｂが各電極シート２５，２７及び各セパレータ３１，３３の巻芯２２からの長さのどの位置で検出したら良いかが設定記憶されている。すなわち、測長センサ４８〜５３がどの値の時検出すべきかの検出位置がそれらの長さ方向の位置データとして第１データテーブル６５に予め設定記憶されている。つまり、各カメラ４０Ａ〜４３Ｂ及びエッジセンサ４４〜４７Ｂで検出したシート上の所定位置が巻芯２２上のＸ点で重なるように、巻取り開始端を基点とした長さ方向の位置データが設定記憶されている。そして、その位置が巻芯２２の半回転ごとの位置であるため、データテーブルにおいては、「ターン」として表されている。
【００４０】
そして、制御装置６１は、各測長センサ４８〜５３からの検出信号を入力したとき、各シートの巻取り開始端からの位置が予め設定されてある第１データテーブル６５のデータを照合する。そして、制御装置６１は、各シート上の検出長が該当する位置に来た時、カメラ４０Ａ〜４３Ｂまたはエッジセンサ４４〜４７Ｂを順に検出動作させて、検出データを取り込むようになっている。この実施形態においては、制御装置６１は、カメラ４０Ａ〜４３Ｂ及びエッジセンサ４４〜４７Ｂから得た検出データを前記装置フレーム２１の前面（巻芯２２等が配置される側の面）を起点とした位置データ（装置フレーム２１の前面からの距離）として認識し、その位置データを以降の処理に用いる。
【００４１】
図１１に示すように、前記第２データテーブル６６には、各カメラ４０Ａ〜４３Ｂ及びエッジセンサ４４〜４７Ｂからの検出データを書き込むための領域６６ａ、及びそれらの検出データから算出された塗工ラインの位置データを書き込むための領域６６ｂが設けられている。そして、制御装置６１は、巻芯２２の半回転ごとにカメラ４０Ａ〜４３Ｂ及びエッジセンサ４４〜４７Ｂから検出データを取り込んだとき、それらのデータを検出データ領域６６ａに書き込む。また、制御装置６１は検出データに基づいて、図６（ａ）（ｂ）において正極シート２５における塗工ラインＡ，Ｂの位置を算出するとともに、負極シート２７における塗工ラインＥ，Ｆの位置を算出し、それらの位置データを位置データ領域６６ｂに書き込むようになっている。
【００４２】
すなわち、図６（ａ）において正極シート２５においては、カメラ４０Ａ，４０Ｂからの表面側塗工ラインの検出データＣ１，Ａ１、カメラ４１Ａ，４１Ｂからの裏面側塗工ラインの検出データＣ２，Ｂ１、及びエッジセンサ４４からのエッジＣの検出データが検出データ領域６６ａに書き込まれる。そして、これらの検出データに基づいて、表面側の塗工ラインＡの位置が装置フレーム２１の表面を基準として、Ａ＝Ａ１−Ｃ１＋Ｃの演算式に基づいて算出されるとともに、裏面側の塗工ラインＢの位置が、Ｂ＝Ｂ１−Ｃ２＋Ｃの演算式に基づいて算出されて、位置データ領域６６ｂに書き込まれる。ここで、式Ａ＝Ａ１−Ｃ１＋Ｃで求められる塗工ラインの位置は、巻芯２２近くのエッジセンサ４４の位置における塗工ラインＡの位置を示すように設定してある。
【００４３】
カメラ４０Ａにより塗工ラインＡの位置を検出しているが、電極シートが巻芯２２の方へ送られるに従って巻きずれなどの原因により位置が狂ってくることがある。従って、カメラ４０Ａにより検出された値Ａ１とＣ１を記憶し、その位置がエッジセンサ４４に到達した時点での式Ａ１−Ｃ１により実際の塗工巾を求め、その値にエッジセンサ４４による検出値を加え、正確な巻芯２２近くでの塗工ラインＡの値を求めるようにした。
【００４４】
また同じように、負極シート２７においては、図６（ｂ）においてカメラ４２Ａ，４２Ｂからの表面側塗工ラインの検出データＤ１，Ｅ１、カメラ４３Ａ，４３Ｂからの裏面側塗工ラインの検出データＤ２，Ｆ１、及びエッジセンサ４５からのエッジＤの検出データが検出データ領域６６ａに書き込まれる。そして、これらの検出データに基づいて、表面側の塗工ラインＥの位置が、Ｅ＝Ｄ−（Ｄ１−Ｅ１）の演算式に基づいて算出されるとともに、裏面側の塗工ラインＦの位置が、Ｆ＝Ｄ−（Ｄ２−Ｆ１）の演算式に基づいて算出されて、位置データ領域６６ｂに書き込まれる。
【００４５】
さらに、第１セパレータ３１においては、両エッジセンサ４６Ａ，４６ＢからのエッジＳ１ａ，Ｓ１ｂの検出データが装置フレーム２１の表面を基準としての寸法として検出データ領域６６ａに書き込まれる。同様に、第２セパレータ３３においては、両エッジセンサ４７Ａ，４７ＢからのエッジＳ２ａ，Ｓ２ｂの検出データが検出データ領域６６ａに書き込まれる。
【００４６】
図１２に示すように、前記第３データテーブル６７には、電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３との間の巻きずれを判定するための８項目の判別領域が設けられている。そして、制御装置６１は巻芯２２の半回転ごとのタイミングで、第２データテーブル６６に書き込まれたデータに基づいて、この第３データテーブル６７における８項目の判定領域の巻きずれ判定動作を実行する。また、制御装置６１は、この巻きずれの判定において、いずれか１項目でもエラーが生じている場合には、巻取り用モータ２３を停止させて、巻取り装置の巻取り運転を停止させるとともに、エラー表示器６４にエラーメッセージを表示させるようになっている。
【００４７】
すなわち、この巻きずれの判定においては、前の巻取り部分との比較として、図４から明らかなように、負極シート２７の塗工ラインであるエッジＤが前に巻き取られている正極シート２５の塗工ラインＡｆよりも外側に位置しているか否かが、Ｄ−Ａｆ＞０の演算式に基づいて判別される。同じく、負極シート２７の塗工ラインＦが前に巻き取られている正極シート２５の塗工ラインＣｆよりも外側に位置しているか否かが、Ｃｆ−Ｆ＞０の演算式に基づいて判別される。
【００４８】
また、現在の巻取り部分における比較として、負極シート２７の塗工ラインであるエッジＤが正極シート２５の塗工ラインＢよりも外側に位置しているか否かが、Ｄ−Ｂ＞０の演算式に基づいて判別される。同じく、負極シート２７の塗工ラインＥが正極シート２５の塗工ラインであるエッジＣよりも外側に位置しているか否かが、Ｃ−Ｅ＞０の演算式に基づいて判別される。
【００４９】
さらに、現在の巻取り部分における比較として、負極シート２７の塗工ラインであるエッジＤが第１セパレータ３１のエッジＳ１ａの内側に位置しているか否かが、Ｓ１ａ−Ｄ＞０の演算式に基づいて判別される。同じく、負極シート２７の塗工ラインであるエッジＤが第２セパレータ３３のエッジＳ２ａの内側に位置しているか否かが、Ｓ２ａ−Ｄ＞０の演算式に基づいて判別される。同じく、負極シート２７の塗工ラインＥが第１セパレータ３１のエッジＳ１ｂの内側に位置しているか否かが、Ｅ−Ｓ１ｂ＞０の演算式に基づいて判別される。同じく、負極シート２７の塗工ラインＦが第２セパレータ３３のエッジＳ２ｂの内側に位置しているか否かが、Ｆ−Ｓ２ｂ＞０の演算式に基づいて判別される。
【００５０】
次に、前記のように構成された巻取り装置の動作を説明する。
さて、この巻取り装置の巻取り運転時には、制御装置６１の制御により、図１３に示すフローチャートに従って、電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３との巻きずれが判定される。なお、図１３〜図１５に示すフローチャートは、前記メモリ６２に格納されたプログラムが制御装置６１の制御のもとに実行されるものである。
【００５１】
まず、最初は、カッタ機構５４〜５７により正負の電極シート２５，２７が切断されるとともに、両セパレータ３１，３３が切断されて、それまでの巻取り工程が終了され、巻取体７０が巻芯２２上から取り外される。次いで、図示しないクランパにより正負の電極シート２５，２７及び両セパレータ３１，３３の切断始端が引き出されて、巻芯２２に把持され、巻芯２２が図２（ａ）に示すような最初の状態に位置決めされる（ステップＳ１）。
【００５２】
そして、巻取り用モータ２３により巻芯２２が回転されて、電極シート２５，２７及びセパレータ３１，３３の巻取りが開始される。そして、巻芯２２が所定角度回転されると、第１，第３測長センサ４８，５０が正極シート２５及び負極シート２７の所定距離の走行を検出し第２測長センサ４９，第４測長センサ５１が同じく正極シート２５及び負極シート２７の所定距離の走行を検出する（ステップＳ２）。ここで、第１，第３測長センサ４８，５０と、第２，第４測長センサ４９，５１との用途について述べる。負極の場合、巻芯２２と供給リール２６の間には速度変動吸収機構３７があり、たとえ第２測長センサ４９で走行距離を測定したとしても、速度変動吸収機構３７のダンサーローラの位置によっては、供給リール２６に近いカメラの撮像位置が変動する。このため、ダンサーローラの位置変動による相対距離の伸縮を測長センサ５０にフィードバックして、より正確な撮像位置と演算位置とが同期するように補正を加える。これは正極の場合も同様である。そして、そのタイミングに達すると、正極シート２５の塗工ライン及びエッジがそれぞれ検出されるとともに（ステップＳ３）、負極シート２７の塗工ライン及びエッジが検出される（ステップＳ４）。なお、第１，第３測長センサ４８，５０の検出に基づいて塗工ラインが検出され、第２，第４測長センサ４９，５１の検出に基づいてエッジが検出される。
【００５３】
それとともに、第５，第６測長センサ５２，５３により第１，第２セパレータ３１，３３の所定距離の走行を検出されるため待機する。そして、前述の塗工ラインの演算位置に相当する巻取り開始端からの位置に達すると、第１セパレータ３１のエッジが検出されるとともに（ステップＳ５）、第２セパレータ３３のエッジも検出される（ステップＳ６）。そして、これらの検出結果に基づいて、電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３との巻きずれが算出される（ステップＳ７）。
【００５４】
その後、電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３との巻きずれが所定範囲内にあるか否かが判別される（ステップＳ８）。巻きずれが所定範囲内にある場合には、巻取りを終了するか否かが判別され（ステップＳ９）、巻取りを終了することなく続行する場合には、前記ステップＳ２に戻って、ステップＳ２〜Ｓ９の動作が繰り返し実行される。これに対して、前記ステップＳ８の判別で、所定以上の巻きずれが発生している場合には、エラー表示器６４にエラーメッセージが表示されるとともに（ステップＳ１０）、巻取り用モータ２３が停止されて、巻取り運転が停止される（ステップＳ１１）。また、前記ステップＳ９の判定において、所定量の巻取りが完了して巻取りを終了する場合には、ステップＳ１１に移行して、巻取り運転が停止される。
【００５５】
次に、前記ステップＳ３における正極シート２５の検出サブルーチンについて詳細に説明する。
図１４に示すように、第１測長センサ４８により、正極シート２５の巻取り長さ、すなわち移動長さが検出され（ステップＳ３ａ）、その検出データと第１データテーブル６５のデータとが照合されて、表面側の塗工ラインの予め設定されている検出位置であるか否かが判別される（ステップＳ３ｂ）。そして、設定の検出位置になっている場合には、塗工ライン検出用カメラ４０Ａ，４０Ｂにより、表面側の塗工ラインであるエッジＣ，塗工ラインＡが検出されて、その検出データが第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａに書き込まれる（ステップＳ３ｃ）。
【００５６】
また、前記第１測長センサ４８の検出データと第１データテーブル６５のデータとの照合により、裏面側の塗工ラインの上記設定された検出位置であるか否かが判別される（ステップＳ３ｄ）。そして、検出位置になっている場合には、塗工ライン検出用カメラ４１Ａ，４１Ｂにより、裏面側の塗工ラインであるエッジＣ，塗工ラインＢが検出されて、その検出データが第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａに書き込まれる（ステップＳ３ｅ）。
【００５７】
さらに、第２測長センサ４９により、正極シート２５の巻取り長さが検出され（ステップＳ３ｆ）、その検出データと第１データテーブル６５のデータとが照合されて、正極シート２５のエッジの検出位置であるか否かが判別される（ステップＳ３ｇ）。そして、上記設定の検出位置になっている場合には、エッジセンサ４４により、正極シート２５のエッジと重なる塗工ラインであるエッジＣが検出されて、その検出データが第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａに書き込まれる（ステップＳ３ｈ）。
【００５８】
その後、前記正極シート２５の表面側の塗工ラインであるエッジＣ，塗工ラインＡの検出データ及びエッジと重なる塗工ラインであるエッジＣの検出データに基づいて、表面側の塗工ラインＡの位置が算出される。それとともに、裏面側の塗工ラインであるエッジＣ，塗工ラインＢの検出データ及びエッジと重なる塗工ラインであるエッジＣの検出データに基づいて、裏面側の塗工ラインＢの位置が算出される。そして、これらの位置データが第２データテーブル６６の位置データ領域６６ｂに書き込まれる（ステップＳ３ｉ）。
【００５９】
前記ステップＳ４の負極シート２７の検出サブルーチンにおいても、前記と同様の動作が実行される。すなわち、塗工ライン検出用カメラ４２Ａ〜４３Ｂ及びエッジセンサ４５により、表面側の塗工ラインであるエッジＤ，塗工ラインＥ、裏面側の塗工ラインであるエッジＤ，塗工ラインＦ及びエッジと重なる塗工ラインであるエッジＤが検出される。そして、これらの検出データが第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａに書き込まれる。また、前記の検出データに基づいて、負極シート２７の表面側の塗工ラインＥ及び裏面側の塗工ラインＦの位置が算出され、それらの位置データが第２データテーブル６６の位置データ領域６６ｂに書き込まれる。
【００６０】
続いて、図１３において前記ステップＳ５における第１セパレータ３１のエッジ検出サブルーチンについて詳細に説明する。
図１５に示すように、第５測長センサ５２により、第１セパレータ３１の巻取り長さが検出され（ステップＳ５ａ）、その検出データと第１データテーブル６５のデータとが照合されて、第１セパレータ３１のエッジの予め設定された検出位置であるか否かが判別される（ステップＳ５ｂ）。そして、検出位置になっている場合には、エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂにより、第１セパレータ３１のエッジＳ１ａ，Ｓ１ｂが検出されて、その検出データが第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａに書き込まれる（ステップＳ５ｃ）。
【００６１】
前記ステップＳ６の第２セパレータ３３のエッジ検出サブルーチンにおいても、前記と同様の動作が実行され、エッジセンサ４７Ａ，４７Ｂにより、第２セパレータ３３のエッジＳ２ａ，Ｓ２ｂが検出される。そして、その検出データが第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａに書き込まれる。
【００６２】
図１３のフローチャートにおけるステップＳ７では、前記第２データテーブルに書き込まれたデータに基づいて、第３データテーブル６７に設定された８項目の判別領域の巻きずれが算出される。続いて、ステップＳ８においては、第３データテーブル６７の各項目について、巻きずれが所定範囲内になっているか否かが判別され、巻ずれの不良が抽出される。
【００６３】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）　この巻取り装置においては、電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３とが重合状態で巻芯に巻き取られる際に、塗工ライン検出用カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂにより電極シート２５，２７の塗工ラインが検出される。また、エッジセンサ４４，４５により電極シート２５，２７のエッジが検出されるとともに、セパレータ用エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂ，４７Ａ，４７Ｂによりセパレータ３１，３３のエッジが検出される。そして、これらの検出結果のデータが一旦記憶されて、その記憶されてデータに基づいて、制御装置６１により電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３との巻きずれが算出されて、その巻きずれが予め設定された範囲内にあるか否かが判別されるようになっている。
【００６４】
このため、塗工ライン検出用カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂを巻芯２２の近傍に配置しなくても、巻きずれ検出に有効に利用できる。従って、電極シート２５，２７の塗工ライン、電極シート２５，２７及びセパレータ３１，３３のエッジを容易かつ正確に検出することができるとともに、それらの検出結果に基づいて、電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３との巻きずれを有効に判別することができる。
【００６５】
（２）　この巻取り装置においては、前記電極シート２５，２７の供給経路中に巻取り速度の変動を吸収する速度変動吸収機構３６，３７が設けられている。そして、塗工ライン検出用カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂが電極シート２５，２７の供給リール２４，２６と速度変動吸収機構３６，３７との間に配置されている。このため、電極シート２５，２７の速度変動に影響されることなく、電極シート２５，２７の塗工ラインを正確に検出することができる。
【００６６】
（３）　この巻取り装置においては、電極シート２５，２７またはセパレータ３１，３３が予め設定された所定長さずつ巻き取られるごとに、各カメラ４０Ａ〜４３Ｂ、及び各エッジセンサ４４〜４７Ｂが検出位置を合わせて検出動作を行うようになっている。そして、それらの検出位置を合わせたデータにより巻きずれを判別するようになっている。このため、塗工ライン検出用カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂと、エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂ，４７Ａ，４７Ｂとが離隔配置されていても、電極シート２５，２７及びセパレータ３１，３３間の巻きずれを正確に検出することができる。しかも、塗工ライン検出用カメラ４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂと、エッジセンサ４６Ａ，４６Ｂ，４７Ａ，４７Ｂとを離隔配置しても支障がないため、装置全体のレイアウト上の制約が少なくなり、小型化等が可能になる。
【００６７】
（４）　この巻取り装置においては、前記制御装置６１によりカメラ４０Ａ〜４３Ｂ及び各エッジセンサ４４〜４７Ｂからの検出結果がデータテーブル６６に書き込まれて、電極シート２５，２７及びセパレータ３１，３３間の巻きずれが判別されるようになっている。このため、電極シート２５，２７とセパレータ３１，３３との間に所定以上の巻ずれが生じたとき、データテーブル６６に書き込まれた検出結果の変化に基づいて、巻きずれの発生開始時期や要因を容易に解析することができる。
【００６８】
（５）　この巻取り装置においては、電極シート２５，２７がバックアップローラ２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂにて所定位置に位置決めされた状態で、各カメラ４０Ａ〜４３Ｂにより塗工ラインが撮像されるようになっている。このため、電極シート２５，２７の位置がカメラ４０Ａ〜４３Ｂの被写体深度方向に変動するおそれがなく、電極シート２５，２７の塗工ラインを正確に検出することができる。
【００６９】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・　塗工ラインの検出をダンサの後の巻取り位置の近くに設けることができれば、第１と第３の測長センサは不要となり、構成の簡素化ができる。
【００７０】
・　前記実施形態において、巻芯２２が実施形態の１８０度とは異なった所定角度、または１回転、あるいは複数回転されるごとに、塗工ラインやエッジの検出が行われるように構成すること。
【００７１】
・　前記実施形態において、第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａ及び位置データ領域６６ｂの書き込みデータが、必要分を残して順に更新されるようにすること。例えば、巻きずれ判別に使用されたデータは、ただちに消去されるように構成すること。
【００７２】
・　前記実施形態において、第２データテーブル６６の検出データ領域６６ａと位置データ領域６６ｂとを別のデータテーブルで構成し、検出データ領域６６ａには過去のデータが複数蓄積され、位置データ領域６６ｂの算出データは随時更新されるようにすること。
【００７３】
・　この発明を、セパレータ３１，３３を用いず、片面のみに塗工材を有する電極シート２５，２７の巻取りに使用される巻取り機に具体化すること。
【００７４】
【発明の効果】
以上、実施形態で詳述したように、この発明においては、電極シートの巻きずれを電極の側縁部のずれとしてでなく、塗工材の縁部の位置ずれで判定するため、巻取り時の巻きずれを有効に確認することができて、二次電池等の商品価値の向上に寄与できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の巻取り装置を示す概略正面図。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、図１の巻取り装置による電極シート及びセパレータの巻取り状態を示す正面図。
【図３】（ａ）は巻取体を示す正面図、（ｂ）は斜視図。
【図４】電極シート及びセパレータの位置関係を示す説明図。
【図５】電極シートの塗工ライン検出用カメラ付近の構成を示す正面図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、塗工ライン検出用カメラと電極シートとの位置関係を示す説明図。
【図７】（ａ）（ｂ）は、電極シートとエッジセンサとの関係を示す断面図。
【図８】（ａ）（ｂ）は、セパレータとエッジセンサとの関係を示す断面図。
【図９】巻取り装置の回路構成を示すブロック図。
【図１０】検出位置算出用の第１データテーブルを示す図。
【図１１】巻きずれ算出用の第２データテーブルを示す図。
【図１２】巻きずれ判別用の第３データテーブルを示す図。
【図１３】巻取り装置全体の動作を示すフローチャート。
【図１４】電極シートの検出サブルーチンを示すフローチャート。
【図１５】セパレータの検出サブルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
２１…装置フレーム、２２…巻芯、２３…巻取り用モータ、２４…供給部としての供給リール、２５…塗工シートとしての正極の電極シート、２５ｂ，２５ｃ…塗工材、２６…供給部としての供給リール、２７…塗工シートとしての負極の電極シート、２７ｂ，２７ｃ…塗工材、３１…無塗工シートとしての第１セパレータ、３３…無塗工シートとしての第２セパレータ、３６〜３９…速度変動吸収手段としての速度変動吸収機構、４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ…塗工ライン検出手段としての塗工ライン検出用カメラ、４４…塗工シート用エッジ検出手段としての正極シート用エッジセンサ、４５…塗工シート用エッジ検出手段としての負極シート用エッジセンサ、４６Ａ，４６Ｂ…無塗工シート用エッジ検出手段としての第１セパレータ用エッジセンサ、４７Ａ，４７Ｂ…無塗工シート用エッジ検出手段としての第２セパレータ用エッジセンサ、４８〜５３…測長センサ、６１…判定手段を構成する制御装置、６２…記憶手段としてのメモリ、６５，６６，６７…データテーブル。

Claims (8)

1. 塗工材を塗布してなる塗工シートを巻芯に巻き取るようにした巻取り装置において、
   前記塗工シートの塗工ラインを撮像により検出する塗工ライン検出手段と、
   その検出手段による検出結果のデータを記憶するための記憶手段と、
   記憶されたデータに基づいて塗工シートの巻きずれを判定する判定手段と
   を設けたことを特徴とする巻取り装置。
2. 塗工材を塗布してなる塗工シートを巻芯に巻き取るようにした巻取り装置において、
   前記塗工シートの塗工ラインを撮像により検出する塗工ライン検出手段と、
   塗工シートのエッジを検出する塗工シート用エッジ検出手段と、
   各検出手段による検出結果のデータを記憶するための記憶手段と、
   記憶されたデータに基づいて塗工シートの巻きずれを判定する判定手段と
   を設けたことを特徴とする巻取り装置。
3. 塗工材を塗布してなる塗工シートに、塗工材を塗布してない無塗工シートを重ね合わせて、それらを巻芯に巻き取るようにした巻取り装置において、
   前記塗工シートの塗工ラインを撮像により検出する塗工ライン検出手段と、
   塗工シートのエッジを検出する塗工シート用エッジ検出手段と、
   無塗工シートのエッジを検出する無塗工シート用エッジ検出手段と、
   各検出手段による検出結果のデータを記憶するための記憶手段と、
   記憶されたデータに基づいて塗工シートと無塗工シートとの巻きずれを判定する判定手段と
   を設けたことを特徴とする巻取り装置。
4. 前記判定手段は、記憶手段に記憶されたデータをあらかじめ決められた式に従って処理することにより巻きずれを判定することを特徴とした請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の巻取り装置。
5. 前記塗工及び無塗工シートの供給経路中に巻取り速度の変動を吸収する速度変動吸収手段を設け、前記塗工ライン検出手段は塗工シートの供給部と速度変動吸収手段との間に配置したことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の巻取り装置。
6. 前記各検出手段は、塗工シートが予め設定された長さを走行して巻き取られるごとに、各シート上の検出位置として形成される巻取体の特定の点に重なるようにタイミングを合わせて検出動作を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の巻取り装置。
7. 前記各検出手段は、塗工シートまたは無塗工シートが予め設定された所定長さずつ巻き取られるごとに、各シート上の検出位置として形成される巻取体の特定の点に重なるようにタイミングを合わせて検出動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の巻取り装置。
8. 前記判定手段は、各検出手段の検出結果をデータテーブルに書き込んでシートの巻きずれを判定することを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか一項に記載の巻取り装置。

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