JP2014078448A - エッジ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属箔において活物質が塗布された塗工部のエッジを迅速に検出することができるエッジ検出方法を提供する。
【解決手段】金属箔４０ａの両面に塗工部４０ｂが金属箔４０ａの長手方向に間隔を隔てて塗布されている。そして、金属箔４０ａにおいて塗工部４０ｂが塗布された塗工面側に接触子５５が接触している。そして、長手方向において接触子５５に対して金属箔４０ａを相対移動させつつ接触子５５の金属箔４０ａの厚み方向の変位量を圧電素子５８によって電圧値に変換し、変換した電圧値を測定する。そして、測定される電圧値が所定の閾値に達したことを判定することにより、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが接触子５５に対して接触したことを検出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、金属箔において活物質が塗布された塗工部のエッジを検出するエッジ検出方法に関する。

従来から、車両などに搭載される蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池がよく知られている。このような二次電池では、金属箔に活物質を塗布したものが電極として用いられている。そして、金属箔に塗布された活物質の量を多くすることにより、二次電池の出力（放電電流に放電電圧を乗じた値）を高めることが可能となっている。

このような電極の製造方法として、特許文献１には、帯状の金属箔の幅方向の片側を除いてほぼ全体に活物質を塗工した後に、活物質が塗工された金属箔をカッターによって金属箔の長手方向に切断することで電極を得る方法が記載されている。また、特許文献１に記載の方法では、金属箔において活物質が塗工された塗工部と活物質が塗工されていない未塗工部との境界、即ち、塗工部のエッジをセンサによって検出し、このセンサから出力される検出結果に基づいてカッターによる金属箔の幅方向での切断位置を制御している。そのため、塗工部の幅と未塗工部との幅が金属箔の長手方向に一様に形成された電極を得ることが可能となっている。

特開２００３−６８２８５号公報

ところで、上記の電極の製造方法では、塗工部のエッジを検出するセンサとして、光変換素子群が金属箔の幅方向に一列に並んだ光学式のラインセンサが用いられている。そして、金属箔における特定の領域の画像をラインセンサによって撮影した後に、撮影した画像に対して画像処理を行うことにより塗工部のエッジを検出している。そのため、処理負荷が比較的重い画像処理に多くの時間を要するため、塗工部のエッジを検出するまでに要する所要時間が長くなる。その結果、電極の製造効率が低下してしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属箔において活物質が塗布された塗工部のエッジを迅速に検出することができるエッジ検出方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、少なくとも一方の面の長手方向に間隔を隔てて活物質が塗布された塗工部と、前記塗工部を有する面である塗工面とを有する金属箔における前記塗工部のエッジを検出するエッジ検出方法であって、前記塗工面側に接触子を接触させた状態で、長手方向において前記接触子に対して前記金属箔を相対移動させつつ前記接触子の前記金属箔の厚み方向の変位量を測定する測定工程と、前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が所定の閾値に達したことを判定することにより前記塗工部のエッジを検出する判定工程とを備えたことを要旨とする。

これによれば、塗工部が接触子に対して金属箔の長手方向において相対移動すると、塗工部のエッジが接触子に接触する。すると、接触子が塗工部に乗り上げることにより接触子が金属箔の厚み方向に変位する。そのため、接触子の変位量が所定の閾値に達したことを判定した時点で、接触子に接触した塗工部のエッジを検出することができる。この場合、接触子の変位量の測定は、塗工部のエッジを画像処理によって検出する場合よりも制御部における処理負荷が軽い。そのため、金属箔における塗工部のエッジを迅速に検出することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエッジ検出方法において、前記判定工程では、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触しない状態から、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触する状態に変化することに伴って前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が変化した場合に、その変化後の前記接触子の変位量に基づいて前記塗工部の厚みが予め設定した厚みであるか否かを更に判定することを要旨とする。

これによれば、活物質が金属箔に対して予め設定した厚みで均一に塗布されていない場合には、接触子が塗工部のエッジに接触して金属箔の厚み方向に変位したときの接触子の変位量が所望の値から外れた値となる。そのため、これによれば、接触子の変位量が変化した場合に、その変化後の変位量が所望の値から外れているか否かに基づき、塗工部が金属箔に対して良好に塗布されているか否かを塗工部のエッジの検出に併せて判定できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のエッジ検出方法において、前記判定工程における前記塗工部のエッジの検出結果に基づき、前記塗工部を有するシート状の電極を打ち抜く相対移動方向の位置の調整を可能とさせることを要旨とする。

これによれば、塗工部のエッジの検出結果に基づき、シート状の電極を打ち抜く相対移動方向の位置に金属箔が正確に配置される。そのため、塗工部を有するシート状の電極を金属箔から均一に打ち抜くことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のエッジ検出方法において、前記接触子は、前記金属箔における前記電極が打ち抜かれる部位とは異なる部位に接触することを要旨とする。

塗工部に対する接触子の接触面積を小さく設定した場合には、接触子が塗工部に対して局所的に接触するため、接触子が塗工部のエッジに接触した後に塗工部に対して速やかに乗り上げる。その結果、接触子の変位量に基づいて、塗工部のエッジが高精度に検出される。しかしながら、この場合には、接触子から塗工部に対して局所的に荷重が作用するため、塗工部が損傷する虞があった。この点、これによれば、接触子が金属箔における電極が打ち抜かれる部位とは異なる部位に接触する。そのため、もし仮に、接触子が塗工部を損傷させたとしても、塗工部における接触子による損傷部位が電極に残存しない。したがって、電極に形成される塗工部を損傷させることなく、塗工部のエッジを高精度に検出することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のエッジ検出方法において、前記接触子は、前記金属箔における前記電極が打ち抜かれる部位に接触することを要旨とする。
これによれば、金属箔に形成された塗工部のうち、電極として打ち抜かれる部位に形成された塗工部のエッジが検出される。したがって、この塗工部のエッジの検出結果に基づき、電極を打ち抜く相対移動方向の位置に金属箔を配置することにより、所望の大きさの塗工部を有する電極を金属箔から正確に打ち抜くことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求項５のうち何れか一項に記載のエッジ検出方法において、前記判定工程では、前記金属箔が正極電極の金属箔である場合、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触しない状態から、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触する状態に変化することに伴って前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が変化するときの変化の前後における変位量の値の平均値よりも前記所定の閾値が低く設定され、前記金属箔が負極電極の金属箔である場合、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触しない状態から、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触する状態に変化することに伴って前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が変化するときの変化の前後における変位量の値の平均値よりも前記所定の閾値が高く設定されることを要旨とする。

これによれば、金属箔が負極電極の金属箔である場合には、金属箔が正極電極の金属箔である場合と比較して、塗工部のエッジが接触子に接触することにより接触子の変位量が変化した場合に、その変位量が所定の閾値に達するタイミングが相対的に遅くなる。その結果、塗工部のエッジが検出された時点から金属箔が予め設定された搬送量だけ搬送されることにより金属箔が所定の打ち抜き位置に配置されると、塗工部のエッジが金属箔の搬送方向の下流側にずれた位置に配置される。そして、金属箔において打ち抜かれる領域に占める塗工部の比率が大きくなる。そのため、金属箔からシート状の電極として正極電極及び負極電極を打ち抜いた場合に、負極電極に形成される塗工部の方が正極電極に形成される塗工部よりも大きく構成される。したがって、この発明で得られた正極電極及び負極電極を積層して電極組立体を構成するとともに、この電極組立体を用いてリチウムイオン二次電池を構成した場合に、正極電極でのリチウムの析出を抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載のエッジ検出方法において、前記接触子は、前記金属箔に接触する先端部が先細り形状となっていることを要旨とする。

これによれば、接触子は塗工部に対して局所的に接触する。そのため、接触子は塗工部のエッジに接触した後に、塗工部に対して速やかに乗り上げる。そのため、接触子の変位量に基づいて、塗工部のエッジを高精度に検出することができる。また、接触子は、塗工部に接触する先端部と比較して、先端部以外の他の部位が太くなっている。そのため、接触子が塗工部に接触する際の接触子の剛性を十分に確保することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載のエッジ検出方法において、前記測定工程では、前記接触子の変位量が圧電素子によって電圧値に変換され、前記判定工程では、前記圧電素子によって変換される電圧値が前記所定の閾値に達したことを判定することにより前記塗工部のエッジを検出することを要旨とする。

これによれば、接触子の変位量が圧電素子によって電圧値に変換されて高精度に測定される。そのため、圧電素子の変換結果に基づいて、接触子に接触した塗工部のエッジを正確に検出することができる。

本発明によれば、金属箔において活物質が塗布された塗工部のエッジを迅速に検出することができる。

実施形態における二次電池の斜視図。 電極組立体の分解斜視図。 エッジ検出センサが対向して配置された電極基材の平面図。 成形装置の模式図。 （ａ）は接触子が塗工部に接触する前のエッジ検出センサの模式図、（ｂ）は接触子が塗工部に接触した後のエッジ検出センサの模式図。 （ａ）は金属箔から正極電極を打ち抜く場合の、金属箔の搬送量と圧電素子によって変換される電圧値との相関を示すグラフ、（ｂ）は金属箔から打ち抜かれた正極電極の模式図。 （ａ）は金属箔から負極電極を打ち抜く場合の、金属箔の搬送量と圧電素子によって変換される電圧値との相関を示すグラフ、（ｂ）は金属箔から打ち抜かれた正極電極の模式図。 金属箔に塗布された塗工部の良否を判定する場合の、金属箔の搬送量と圧電素子によって変換される電圧値との相関を示すグラフ。 別例のエッジ検出センサが対向して配置された電極基材の平面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８にしたがって説明する。
図１に示すように、二次電池１０には、アルミニウム製のケース１１に電極組立体１２が収容されている。ケース１１は、矩形箱状をなすケース本体１３と、ケース本体１３の開口部を閉塞する矩形平板状をなす蓋部材１４とからなる。電極組立体１２には、当該電極組立体１２から電気を取り出すための正極端子１５と負極端子１６が電気的に接続されている。正極端子１５及び負極端子１６は、蓋部材１４からケース１１の外部に向けて突出している。なお、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン電池である。

図２に示すように、電極組立体１２は、金属箔２０ａの両面に活物質が塗布された活物質層２０ｂを有する矩形シート状の正極電極２０と、金属箔２１ａの両面に活物質が塗布された活物質層２１ｂを有する矩形シート状の負極電極２１との間に矩形シート状のセパレータ２２が介在する状態で積層されている。

正極電極２０は、活物質層２０ｂが形成された部分が矩形状に形成されると共に、活物質が塗布されていない未塗工部２０ｃが金属箔２０ａの一方の長辺部２０ｄに沿って形成されている。また、正極電極２０は、未塗工部２０ｃの一部であるタブ２０ｅが金属箔２０ａの長辺部２０ｄから突出している。負極電極２１も同様に、活物質層２１ｂが形成された部分が矩形状に形成されると共に、活物質が塗布されていない未塗工部２１ｃが金属箔２１ａの一方の長辺部２１ｄに沿って形成されている。また、負極電極２１は、未塗工部２１ｃの一部であるタブ２１ｅが金属箔２１ａの長辺部２１ｄから突出している。なお、正極電極２０における活物質層２０ｂの短辺方向の寸法Ｌ１は、負極電極２１における活物質層２１ｂの短辺方向の寸法Ｌ２よりも短い。

そして、正極電極２０はタブ２０ｅが重なるようにして一定方向に積層されると共に、負極電極２１はタブ２１ｅが重なるようにして一定方向に積層されている。この場合、正極電極２０及び負極電極２１は、正極電極２０のタブ２０ｅと負極電極２１のタブ２１ｅとが重ならない状態で積層されている。

次に、各電極２０，２１を成形するための電極基材４０の構成について説明する。
図３に示すように、電極基材４０は、帯状をなす金属箔４０ａの両面に活物質が塗布された塗工部４０ｂが金属箔４０ａの長手方向Ｘに間隔Ａ１をおいて複数の部分に独立して形成され、両面が塗工面となっている。金属箔４０ａの長手方向Ｘにおいて隣り合う塗工部４０ｂの間には、金属箔４０ａにおいて活物質が塗布されていない未塗工部４０ｃが形成されている。すなわち、金属箔４０ａの両面には、金属箔４０ａの長手方向Ｘにおいて塗工部４０ｂが間欠的に形成されている。そして、金属箔４０ａの各部分に形成された塗工部４０ｂは、互いに同一の大きさを有している。具体的には、金属箔４０ａの各部分に形成された塗工部４０ｂは、金属箔４０ａの長手方向Ｘに互いに同一の寸法Ｌ３を有すると共に、金属箔４０ａにおける長手方向Ｘと直交する幅方向Ｙの全域に亘ってそれぞれ延在している。

この場合、塗工部４０ｂと未塗工部４０ｃを金属箔４０ａの長手方向Ｘにおいて区画する境界部分が塗工部４０ｂのエッジ４０ｄとなる。塗工部４０ｂのエッジ４０ｄは、金属箔４０ａにおける長手方向Ｘと直交する幅方向Ｙに沿うように延びている。そして、電極基材４０は、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを含む部位が打ち抜き部位として打ち抜かれることにより、シート状の電極２０，２１が成形される。

次に、電極基材４０からシート状の電極２０，２１を成形するために用いられる成形装置５０の構成について説明する。
図４に示すように、成形装置５０は、金属箔４０ａを金属箔４０ａの長手方向Ｘに沿って搬送する供給ローラ５１及び巻取ローラ５２を備えている。供給ローラ５１には、金属箔４０ａの長手方向Ｘの一端側が巻き掛けられている。また、巻取ローラ５２には、金属箔４０ａの長手方向Ｘの他端側が巻き掛けられている。また、成形装置５０は、金属箔４０ａの搬送経路上における供給ローラ５１と巻取ローラ５２との間に、各電極２０，２１の形状に対応して構成された金型５３を備えている。また、成形装置５０は、金属箔４０ａの搬送経路上における供給ローラ５１と金型５３との間に、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを検出するエッジ検出センサ５４を備えている。

図３及び図４に示すように、エッジ検出センサ５４は、金属箔４０ａにおける長手方向Ｘと交差する幅方向Ｙの一方側（図３では左側）に配置された接触子５５を備えている。接触子５５は、金属箔４０ａに接触する先端側に向けて先細りの形状をなしており、その先端面５５ａは略球面状に滑らかに湾曲している。また、接触子５５は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンや６，６−ナイロン等の金属箔４０ａに対する摩擦抵抗の少ない材質によって構成されている。そして、接触子５５は、金属箔４０ａの幅方向Ｙにおいて金型５３によって打ち抜かれる打ち抜き部位とは異なる部位に接触している。

また、接触子５５の基端側は支持部材５６によって支持されており、接触子５５と支持部材５６との間には、平板状をなす圧電素子５８と、この圧電素子５８を上下両側から挟む一対の電極５９，６０とが介設されている。そして、圧電素子５８は、一対の電極５９，６０のうち、下側の電極５９を介して接触子５５における基端側の端面５５ｂに接触している。また、一対の電極５９，６０には、両電極５９，６０の間に生じる電圧の値を測定する電圧センサ６１が電気的に接続されている。

次に、各電極２０，２１の製造工程を説明する。なお、正極電極２０の製造工程と負極電極２１の製造工程は基本的には同じであるため、正極電極２０の製造工程について主に説明する。また、本実施形態では、金属箔４０ａの表面に塗工部４０ｂを定着させるプレス工程の終了後に、金属箔４０ａからシート状の電極２０，２１を成形するために行われる打ち抜き工程が従来と異なり、その他の工程は基本的に同じであるため説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態の電極基材４０の両面には、金属箔４０ａの長手方向Ｘにおいて間欠的に塗工部４０ｂが形成されている。そして、金属箔４０ａの長手方向Ｘにおいて隣り合う塗工部４０ｂの間に位置する未塗工部４０ｃを含むように金属箔４０ａが金型５３によって打ち抜かれることにより、未塗工部２０ｃを有するシート状の正極電極２０が形成される。この場合、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが金型５３に対して位置合わせがなされていないと、金属箔４０ａから形成される正極電極２０に占める未塗工部２０ｃの大きさが所望の大きさからずれてしまう。

そこで、本実施形態では、エッジ検出センサ５４によって金属箔４０ａにおける塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが検出されると、巻取ローラ５２は、その時点から予め設定された回転量だけ回転した後に回転を停止する。この場合、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄは、金型５３によって打ち抜かれる部位の仮想線５７のうち金属箔４０ａを金属箔４０ａの塗工面の長手方向の一方向である搬送方向Ｔの上流端に位置する下辺部５７ａと接触子５５との間の距離Ａ２と、その下辺部５７ａから正極電極２０における活物質層２０ｂの短辺方向の寸法Ｌ１に相当する距離の合計長さだけ搬送されて位置が調整される。その結果、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが金型５３に対して位置合わせがなされる。

ここで、エッジ検出センサ５４が金属箔４０ａにおける塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを検出する際の工程について詳細に説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、エッジ検出センサ５４の接触子５５が金属箔４０ａの片側の塗工面に接触した状態で、金属箔４０ａが搬送方向Ｔに搬送される。つまり、金属箔４０ａが接触子５５に対して相対移動される。そして、図５（ｂ）に示すように、エッジ検出センサ５４の接触子５５が塗工部４０ｂに接触すると、接触子５５は、塗工部４０ｂの厚み分だけ押し上げられて金属箔４０ａの厚み方向となる上方に変位する。すると、エッジ検出センサ５４の圧電素子５８には、接触子５５の変位に伴って接触子５５から上方に荷重が作用する。その結果、圧電素子５８には上下に分極が生じることにより、圧電素子５８の上下両側に配置された電極５９，６０の間には圧電素子５８によって電圧が誘起される。そして、測定工程として、両電極５９，６０の間に誘起された電圧値が電圧センサ６１によって測定される。

この場合、図６（ａ）に示すように、接触子５５が塗工部４０ｂに接触しているときの電圧値Ｖｂ１は、接触子５５が金属箔４０ａに接触しているときの電圧値Ｖａ１よりも大きくなる。そして、電圧の測定値は、接触子５５が塗工部４０ｂに接触する位置に金属箔４０ａの搬送量が達した時点で、電圧値Ｖａ１から電圧値Ｖｂ１に向けて上昇する。

そこで、本実施形態では、電圧値Ｖａ１よりも大きく電圧値Ｖｂ１よりも小さい値が、エッジ検出センサ５４の接触子５５が塗工部４０ｂに接触したときに想定される所定の閾値Ｘ１として設定されている。そして、判定工程として、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１によって測定される電圧の測定値が閾値Ｘ１に達したことを判定した時点で、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが接触子５５に対して接触したことが検出される。この場合、閾値Ｘ１は、電圧値Ｖａ１と電圧値Ｖｂ１の平均値Ｖｍ１よりも小さい値として設定されている。

その一方で、エッジ検出センサ５４が負極電極２１の金属箔４０ａにおける塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを検出する際には、負極電極２１の金属箔４０ａに塗布される塗工部４０ｂの厚みが正極電極２０の金属箔４０ａに塗布される塗工部４０ｂの厚みと異なるため、エッジ検出センサ５４の検出結果が正極電極２０の場合と異なる。ただし、金属箔４０ａにおいて塗工部４０ｂが形成された部位が他の部位よりも厚みが大きい点では正極電極２０の場合と共通する。

そのため、図７（ａ）に示すように、接触子５５が塗工部４０ｂに接触しているときの電圧値Ｖｂ２は、接触子５５が金属箔４０ａに接触しているときの電圧値Ｖａ２よりも大きくなる。そして、電圧の測定値は、接触子５５が塗工部４０ｂに接触する位置に金属箔４０ａの搬送量が達した時点で、電圧値Ｖａ２から電圧値Ｖｂ２に向けて上昇する。

なお、本実施形態では、電圧値Ｖａ２よりも大きく電圧値Ｖｂ２よりも小さい値が、エッジ検出センサ５４の接触子５５に塗工部４０ｂが接触したときに想定される所定の閾値Ｘ２として設定されている。そして、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１によって測定される電圧の測定値が閾値Ｘ２に達したことを判定した時点で、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが接触子５５に対して接触したことが検出される。この場合、閾値Ｘ２は、電圧値Ｖａ２と電圧値Ｖｂ２の平均値Ｖｍ２よりも大きい値として設定されている。

そのため、負極電極２１の金属箔４０ａにおける電圧の測定値が閾値Ｘ２に達するタイミングは、正極電極２０の金属箔４０ａにおける電圧の測定値が閾値Ｘ１に達するタイミングよりも比較的遅めに設定されている。その結果、負極電極２１の金属箔４０ａにおける塗工部４０ｂのエッジ４０ｄがエッジ検出センサ５４によって検出された時点から、金属箔４０ａが金型５３による打ち抜き位置に向けて所定量だけ搬送されると、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが金属箔４０ａの搬送方向Ｔの下流側寄りの位置に配置されるように、金属箔４０ａから負極電極２１を打ち抜く位置が調整される。

したがって、図７（ｂ）に示すように、金属箔４０ａから金型５３によって打ち抜かれる負極電極２１における未塗工部２１ｃの短手方向の寸法Ｂは、図６（ｂ）に示すように、金属箔４０ａから金型５３によって打ち抜かれる正極電極２０における未塗工部２０ｃの短手方向の寸法Ａよりも短くなる。その結果、負極電極２１に占める活物質層２１ｂの面積は、正極電極２０に占める活物質層２０ｂの面積よりも比較的大きくなる。すなわち、負極電極２１の活物質層２１ｂの面積は、相対する正極電極２０の活物質層２０ｂの面積に比べて大きく構成されるため、正極電極２０でのリチウムの析出が抑制される。

この場合、エッジ検出センサ５４の接触子５５が塗工部４０ｂに接触した際に、塗工部４０ｂの厚みが予め設定した厚みから外れていると、接触子５５が塗工部４０ｂによって押し上げられて変位する変位量が所望の値から大きく外れる。そのため、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１による電圧の測定値は、接触子５５が塗工部４０ｂに接触した時点で所望の電圧値から大きく外れた値に上昇する。

具体的には、塗工部４０ｂの厚みが予め設定した厚みよりも薄い場合には、エッジ検出センサ５４の接触子５５が塗工部４０ｂによって押し上げられて変位する変位量が小さくなる。その結果、図８において一点鎖線で示すように、接触子５５が塗工部４０ｂに接触しているときの電圧値ＶｂＬは、金属箔４０ａに対して塗工部４０ｂが良好に塗布されている場合の電圧値Ｘ３よりも小さくなる。

その一方で、塗工部４０ｂの厚みが予め設定した厚みよりも厚い場合には、エッジ検出センサ５４の接触子５５が塗工部４０ｂによって押し上げられて変位する変位量が大きくなる。その結果、図８において二点鎖線で示すように、接触子５５が塗工部４０ｂに接触しているときの電圧値ＶｂＨは、金属箔４０ａに対して塗工部４０ｂが良好に塗布されている場合の電圧値Ｘ３よりも大きくなる。

そのため、本実施形態では、接触子５５が塗工部４０ｂに接触することに伴って、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１による電圧の測定値が上昇した場合に、上昇した後の測定値が所望の電圧値Ｘ３に対する誤差の範囲内にあるか否か、即ち、所望の電圧値Ｘ３±δの範囲内にあるか否かが判定される。そして、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１の測定値が、所望の電圧値Ｘ３に対する誤差の範囲内にある場合には、金属箔４０ａに対して塗工部４０ｂが良好に塗布されている旨が判別される。一方で、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１の測定値が、所望の電圧値Ｘ３に対して誤差の範囲内にない場合には、金属箔４０ａに対して塗工部４０ｂが良好に塗布されていない旨が判別される。そして、金属箔４０ａに対して塗工部４０ｂが良好に塗布されていない場合には、金属箔４０ａにおいてその塗工部４０ｂが形成された部位は金型５３によって打ち抜かれることなく巻取ローラ５２によって巻き取られる。

したがって、上記実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが接触子５５に接触すると、接触子５５が塗工部４０ｂに乗り上げることにより接触子５５が金属箔４０ａの厚み方向に変位する。すると、接触子５５から圧電素子５８に荷重が作用することにより、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１によって測定される電圧の測定値が上昇する。そして、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１の測定値が、接触子５５が塗工部４０ｂによって押し上げられたときに想定される所定の閾値Ｘ１，Ｘ２に達した時点で、接触子５５が塗工部４０ｂのエッジ４０ｄに接触したことが検出される。この場合、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１による電圧値の測定は、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを画像処理によって検出する場合よりも制御部における処理負荷が軽い。そのため、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを迅速に検出することができる。

（２）接触子５５が塗工部４０ｂのエッジ４０ｄに接触すると、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１によって測定される電圧の測定値が変化する。そして、その変化後の電圧の測定値と、金属箔４０ａに対して塗工部４０ｂが良好に塗布されている場合の電圧値Ｘ３とを比較することにより、金属箔４０ａにおける塗工部４０ｂの良否が判定される。したがって、塗工部４０ｂが金属箔４０ａに対して良好に塗布されているか否かを塗工部４０ｂのエッジ４０ｄの検出に併せて判定できる。

（３）塗工部４０ｂのエッジ４０ｄの検出結果に基づき、シート状の電極２０，２１を打ち抜く位置に金属箔４０ａが正確に配置される。そのため、塗工部として活物質層２０ｂ，２１ｂを有するシート状の電極２０，２１を金属箔４０ａから均一に打ち抜くことができる。

（４）接触子５５が塗工部４０ｂに対して局所的に接触するため、接触子５５の変位量に基づいて、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを高精度に検出できる。また、もし仮に、接触子５５が塗工部４０ｂを損傷させたとしても、塗工部４０ｂにおける接触子５５による損傷部位が電極２０，２１に残存しない。したがって、電極２０，２１に形成される塗工部４０ｂを損傷させることなく、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを高精度に検出することができる。

（５）金属箔４０ａが負極電極２１の金属箔４０ａである場合には、金属箔４０ａが正極電極２０の金属箔４０ａである場合と比較して、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが接触子５５に接触することにより、接触子５５の変位に伴って圧電素子５８によって変換される電圧値が変化した場合に、その電圧値が所定の閾値Ｘ１，Ｘ２に達するタイミングが相対的に遅くなる。その結果、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが検出された時点から金属箔４０ａが予め設定された搬送量だけ搬送されることにより金属箔４０ａが所定の打ち抜き位置に配置されると、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが金属箔４０ａの搬送方向Ｔの下流側にずれた位置に配置される。そのため、金属箔４０ａからシート状の電極として正極電極２０及び負極電極２１を打ち抜いた場合に、負極電極２１に塗工部として形成される活物質層２１ｂの方が正極電極２０に塗工部として形成される活物質層２０ｂよりも大きく構成される。したがって、正極電極２０でのリチウムの析出を抑制することができる。

（６）接触子５５は、金属箔４０ａに接触する先端側に向けて先細りの形状となっており、金属箔４０ａに対する接触子５５の接触面積が小さい。そのため、接触子５５は、塗工部４０ｂに対して局所的に接触するため、接触子５５が塗工部４０ｂのエッジ４０ｄに接触した後に塗工部４０ｂに対して速やかに乗り上げる。その結果、接触子５５の変位量に基づいて、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを高精度に検出することができる。また、接触子５５は、塗工部４０ｂに接触する先端部と比較して、先端部以外の他の部位が太くなっているため、接触子５５が塗工部４０ｂに接触する際の接触子５５の剛性を十分に確保することができる。

（７）接触子５５の変位量が圧電素子５８によって電圧値に変換されて高精度に測定される。そのため、圧電素子５８の変換結果に基づいて、接触子５５に接触した塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを正確に検出することができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、エッジ検出センサ５４の測定方式は、接触子５５の変位量を電圧値に変換し、変換した電圧値を測定する電圧検知型に限定されず、例えば、接触子５５の変位量を機械的に伝達し、伝達した変位量を測定するダイヤルゲージを採用してもよい。

○ 実施形態において、接触子５５の形状として、先端が尖った錐体形状を採用してもよい。また、接触子５５は、必ずしも、金属箔４０ａに接触する先端部が先細り形状である必要はなく、例えば、一定の太さを有する柱体状に構成してもよい。

○ 金属箔４０ａが正極電極２０の金属箔４０ａである場合、エッジ検出センサ５４の接触子５５が塗工部４０ｂが接触したときに想定される所定の閾値Ｘ１を、電圧値Ｖａ１と電圧値Ｖｂ１の平均値Ｖｍ１と同じ値として設定してもよいし、電圧値Ｖａ１と電圧値Ｖｂ１の平均値Ｖｍ１よりも大きい値として設定してもよい。同様に、金属箔４０ａが負極電極２１の金属箔４０ａである場合、エッジ検出センサ５４の接触子５５が塗工部４０ｂに接触したときに想定される所定の閾値Ｘ２を、電圧値Ｖａ２と電圧値Ｖｂ２の平均値Ｖｍ２と同じ値として設定してもよいし、電圧値Ｖａ２と電圧値Ｖｂ２の平均値Ｖｍ２よりも小さい値として設定してもよい。すなわち、金属箔４０ａからシート状の電極として正極電極２０及び負極電極２１を打ち抜いた場合に、負極電極２１に形成される活物質層２１ｂの方が正極電極２０に形成される活物質層２０ｂよりも大きく構成されるのであれば、所定の閾値Ｘ１として電圧値Ｖａ１と電圧値Ｖｂ１との間の任意の値を設定してもよいし、所定の閾値Ｘ２として電圧値Ｖａ２と電圧値Ｖｂ２との間の任意の値を設定してもよい。

○ 実施形態において、図９に示すように、エッジ検出センサ５４は、接触子５５が金属箔４０ａの幅方向Ｙにおいて金型５３によって打ち抜かれる部位に接触する構成としてもよい。

この構成では、金属箔４０ａに形成された塗工部４０ｂのうち、電極２０，２１として打ち抜かれる部位に形成された塗工部４０ｂのエッジ４０ｄがエッジ検出センサ５４によって検出される。したがって、この塗工部４０ｂのエッジ４０ｄの検出結果に基づき、電極２０，２１を打ち抜く位置に金属箔４０ａを配置することにより、所望の大きさの活物質層２０ｂ，２１ｂを塗工部として有する電極２０，２１を金属箔４０ａから正確に打ち抜くことができる。

○ 実施形態において、エッジ検出センサ５４によって塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを検出する用途は、金属箔４０ａからの電極２０，２１の打ち抜き精度を向上させることに限定されない。例えば、各電極２０，２１の製造工程のうち、帯状の金属箔４０ａの表面に活物質を塗布した後の、金属箔４０ａの裏面に活物質を塗布する塗布工程において、金属箔４０ａの表面に塗布した活物質の塗工部４０ｂのエッジ４０ｄをエッジ検出センサ５４によって検出してもよい。この場合、エッジ検出センサ５４によって検出される塗工部４０ｂのエッジ４０ｄの位置に基づいて、塗布工程における金属箔４０ａの搬送量をフィードバック制御することにより、金属箔４０ａに間欠的に塗布される活物質の表面の塗工部４０ｂと裏面の塗工部４０ｂの位置合わせのための塗工精度を向上させることができる。

○ 実施形態において、エッジ検出センサ５４の検出結果に基づいて、金属箔４０ａにおける塗工部４０ｂの良否を判定することなく、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄを検出してもよい。

○ 実施形態において、塗工部４０ｂは金属箔４０ａの両面ではなく片面に形成されてもよい。この場合、金属箔４０ａから打ち抜かれて形成される正極電極２０の活物質層２０ｂ及び負極電極２１の活物質層２１ｂが、セパレータ２２を介在させて対向するように積層されることにより電極組立体１２が構成される。

○ 実施形態において、接触子５５が塗工部４０ｂに接触した状態から塗工部４０ｂに接触しない状態となる過程のエッジ検出センサ５４の検出結果に基づき、塗工部４０ｂのエッジ４０ｄが接触子５５に接触したことを検出する構成としてもよい。

この構成では、接触子５５が塗工部４０ｂに接触した状態から塗工部４０ｂに接触しない状態となる過程では、接触子５５から圧電素子５８に作用する荷重が減少し、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１によって測定される電圧の測定値が下降する。そのため、エッジ検出センサ５４の電圧センサ６１の測定値が所定の閾値に達したことを判定することにより、接触子５５が塗工部４０ｂのエッジ４０ｄに接触したことを検出できる。

○ 実施形態において、金属箔４０ａの形状は帯状に限定されず、金属箔４０ａをシート状に構成してもよい。
○ 実施形態において、二次電池１０はリチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、ニッケル水素等の他の二次電池であってもよい。

２０…電極としての正極電極、２１…電極としての負極電極、４０ａ…金属箔、４０ｂ…塗工部、４０ｄ…エッジ、５５…接触子、５８…圧電素子、Ｖｍ１，Ｖｍ２…平均値、Ｘ１，Ｘ２…閾値。

Claims (8)

1. 少なくとも一方の面の長手方向に間隔を隔てて活物質が塗布された塗工部と、前記塗工部を有する面である塗工面とを有する金属箔における前記塗工部のエッジを検出するエッジ検出方法であって、
   前記塗工面側に接触子を接触させた状態で、長手方向において前記接触子に対して前記金属箔を相対移動させつつ前記接触子の前記金属箔の厚み方向の変位量を測定する測定工程と、
   前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が所定の閾値に達したことを判定することにより前記塗工部のエッジを検出する判定工程と
   を備えたことを特徴とするエッジ検出方法。
2. 前記判定工程では、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触しない状態から、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触する状態に変化することに伴って前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が変化した場合に、その変化後の前記接触子の変位量に基づいて前記塗工部の厚みが予め設定した厚みであるか否かを更に判定する請求項１に記載のエッジ検出方法。
3. 前記判定工程における前記塗工部のエッジの検出結果に基づき、前記塗工部を有するシート状の電極を打ち抜く相対移動方向の位置の調整を可能とさせる請求項１又は請求項２に記載のエッジ検出方法。
4. 前記接触子は、前記金属箔における前記電極が打ち抜かれる部位とは異なる部位に接触する請求項３に記載のエッジ検出方法。
5. 前記接触子は、前記金属箔における前記電極が打ち抜かれる部位に接触する請求項３に記載のエッジ検出方法。
6. 前記判定工程では、
   前記金属箔が正極電極の金属箔である場合、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触しない状態から、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触する状態に変化することに伴って前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が変化するときの変化の前後における変位量の値の平均値よりも前記所定の閾値が低く設定され、
   前記金属箔が負極電極の金属箔である場合、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触しない状態から、前記塗工部のエッジが前記接触子に接触する状態に変化することに伴って前記測定工程において測定される前記接触子の変位量が変化するときの変化の前後における変位量の値の平均値よりも前記所定の閾値が高く設定される請求項３〜請求項５のうち何れか一項に記載のエッジ検出方法。
7. 前記接触子は、前記金属箔に接触する先端部が先細り形状となっている請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載のエッジ検出方法。
8. 前記測定工程では、前記接触子の変位量が圧電素子によって電圧値に変換され、
   前記判定工程では、前記圧電素子によって変換される電圧値が前記所定の閾値に達したことを判定することにより前記塗工部のエッジを検出する請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載のエッジ検出方法。