JP5492351B1 - 巻回装置、巻回方法、検査装置及び構造物製造方法 - Google Patents

巻回装置、巻回方法、検査装置及び構造物製造方法 Download PDF

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Abstract

光源ユニットからの放射光を、第１シートと第２シートとの側面部（２０４ｅ）に照射される測定光と、参照面（３１１）に照射される参照光とに分割する分割部（３０３）と、前記参照面で反射した前記参照光と、前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部（３１４）と、前記検出部で検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置を検出する位置検出部（３１４）と、前記位置検出部で検出された前記位置に基づいて前記捲回体の良否を判定する判定部（１００ｃ）と、を備える巻回装置を提供する。

Description

本発明は、巻回装置、巻回方法、検査装置及び構造物製造方法に関する。
リチウムイオン電池の電極又はフィルムコンデンサのような帯状のシート材を巻回して形成される捲回体では、それらの特性上、シート材の巻きズレの検査が重要である。巻きズレを検査する装置として、図１０に示すような装置が従来技術として特許文献１に記載されている。
図１０では、検査対象物２がテーブル１上に設置される。検査対象物２は、シート材の巻回が完了した捲回体である。テーブル１上に設置された検査対象物２の一方の側面に、Ｘ線照射装置３からＸ線が照射される。テレビカメラ４は、検査対象物２の他方の側面を撮像する。この撮像によりテレビカメラ４で、検査対象物２のＸ線透過画像を得る。このＸ線透過画像に基づき、従来技術では、検査対象物２の巻きズレを検査する。
特開平１１−５１６２９号公報
しかしながら、従来技術では、Ｘ線を用いるため、作業者に被ばくのリスクがあることを課題として有している。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、Ｘ線を用いずに検査を実施することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の一態様にかかる巻回装置は、
貼り合わせた第１シートと第２シートとを巻き芯に巻き付けて捲回体を形成する巻回装置であって、
放射光を射出する光源ユニットと、
貼り合わせた前記第１シートと前記第２シートとの側面部に照射される測定光と参照面に照射される参照光とに前記放射光を分割する分割部と、
前記参照面で反射した前記参照光と前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部と、
検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する位置検出部と、
検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基づいて前記捲回体の良否を判定する判定部と、を備え、
前記測定光は、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、その進行方向は、前記巻き芯の軸方向と一致することを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる検査装置は、
第１シートと第２シートとを巻回して形成した捲回体を検査する検査装置であって、
放射光を射出する光源ユニットと、
前記第１シートと前記第２シートとの側面部に照射される測定光と参照面に照射される参照光とに前記放射光を分割する分割部と、
前記参照面で反射した前記参照光と前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部と、
検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する位置検出部と、
検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基づいて前記捲回体の良否を判定する判定部と、
を備え、
前記測定光は、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、その進行方向は、前記捲回体の軸方向と一致することを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる巻回方法は、
貼り合わせた第１シートと第２シートとを巻き芯に巻き付けて捲回体を形成しながら、検査工程を実施する捲回方法であって、
前記検査工程は、
貼り合わせた前記第１シートと前記第２シートとの側面部に測定光を照射し、かつ、参照光を参照面に照射する工程と、
前記参照面で反射した前記参照光と、前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する工程と、
検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する工程と、
検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基づいて前記捲回体の良否を判定する工程と、を含み、
前記測定光は、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、その進行方向は、前記巻き芯の軸方向と一致することを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる構造物製造方法は、
前記巻回方法で形成された前記捲回体を準備する工程と、
前記捲回体を用いて構造物を製造する工程と、を含むことを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる検査装置は、
貼り合わせられた第１シートと該第１シートと反射率の異なる第２シートとを有する部品を検査する検査装置であって、
放射光を射出する光源ユニットと、
前記第１シートと前記第２シートとの側面部に垂直に照射される測定光と参照面に照射される参照光とに前記放射光を分割する分割部と、
前記参照面で反射した前記参照光と前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部と、
検出した前記干渉光に基いて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する位置検出部と、
検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基いて前記部品の良否を判定する判定部と、を備え、
前記測定光が、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、
前記位置検出部は、前記第１シートと前記第２シートとの反射率の違いに基づいて両者を区別する、検査装置を特徴とする。
本発明の態様によれば、Ｘ線を用いずに検査を実施することができる。
本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１Ａは、第１実施形態における巻回装置の模式図であり、 図１Ｂは、巻回装置の検査対象物の一例としてのリチウムイオン電池の斜視図であり、 図２は、図１ＡにおけるＡ−Ａ’断面を矢印Ｂから観察した図であって、巻回装置の巻きズレ検査装置の構成図であり、 図３は、第１実施形態に係る巻回装置による巻回方法を示すフローチャートであり、 図４Ａは、巻きズレ量Δｚを説明するための図であって、巻き芯の回転角度θと、捲回体の端面の位置ｚ１、ｚ２の関係を表す図であり、 図４Ｂは、巻きズレ量Δｚを説明するための図であって、θ＝３６０°のときに得られるＳＳ−ＯＣＴ信号と位置ｚとの関係を示す図であり、 図４Ｃは、巻きズレ量Δｚを説明するための図であって、θ＝７２０°のときに得られるＳＳ−ＯＣＴ信号と位置ｚとの関係を示す図であり、 図５Ａは、照射スポットを説明するための図であって、照射スポットの長軸の長さ３００μｍでの捲回体の接点におけるスポット位置を示す図であり、 図５Ｂは、照射スポットを説明するための図であって、図５ＡにおけるＣ−Ｃ’断面を矢印Ｄから観察した断面図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図であり、 図５Ｃは、照射スポットを説明するための図であって、図５Ａにおける照射スポット付近を拡大した図であり、 図６Ａは、照射スポットを説明するための図であって、照射スポットの長軸の長さ１００μｍでの捲回体の接点におけるスポット位置を示す図であり、 図６Ｂは、照射スポットを説明するための図であって、図６ＡにおけるＥ−Ｅ’断面を矢印Ｆから観察した図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図であり、 図６Ｃは、照射スポットを説明するための図であって、図６Ａにおける照射スポット付近を拡大した図であり、 図７Ａは、照射スポットを説明するための図であって、照射スポットの長軸の長さでの捲回体の接点におけるスポット位置を示す図であり、 図７Ｂは、照射スポットを説明するための図であって、図７ＡにおけるＧ−Ｇ’断面を矢印Ｈから観察した図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図であり、 図７Ｃは、照射スポットを説明するための図であって、図７Ａにおける照射スポット付近を拡大した図であり、 図８Ａは、第１シート材と第２シート材との関係を示す図であって、第１シート材と第２シート材が張力を保った状態の捲回体の図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図であり、 図８Ｂは、第１シート材と第２シート材との関係を示す図であって、第２シート材が第２シート材の上に覆い被さった状態の捲回体の図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図であり、 図９は、第２実施形態における巻回装置の模式図であり、 図１０は、特許文献１による従来の巻きズレ検査技術の概略構成図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、添付図面において、同じ部品については同じ参照符号を付している。
（第１実施形態）
＜巻回装置２００の概要について＞
図１Ａは、本発明の第１実施形態における巻回装置２００の模式図である。
図１Ａにおいて、巻回装置２００は、ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１を具備する。この巻回装置２００は、貼り合わせた第１シート材２０２と第２シート材２０３とを巻き芯２０６に巻き取って、捲回体２０４を形成する装置である。第１シート材２０２は第１シートの一例である。第２シート材２０３は第２シートの一例である。この第１実施形態では、第１シート材２０２、第２シート材２０３を含む捲回体２０４の片側にＳＳ−ＯＣＴ装置２０１から光を照射して、捲回体２０４を構成する第１シート材２０２又は第２シート材２０３の巻きズレを検査している。なお、貼り合わせた第１シート材２０２と第２シート材２０３とを巻き芯２０６に巻き取って、捲回体２０４を形成するとき、最も外側の第１シート材２０２と第２シート材２０３とが巻き取られた状態をより確実に維持して巻き戻らないようにするため、仮止めのテープなどの公知の仮止め部材を適宜使用してもよい。
巻回装置２００は、第１供給リール５０と、第２供給リール５１と、貼合ロール２０５と、巻き芯２０６と、巻き芯回転駆動部２０６Ｍと、巻回制御部１００とを具備する。
巻き芯回転駆動部２０６Ｍは、モータなどで構成され、巻回制御部１００からの情報に基づき、巻き芯２０６を回転駆動する。
巻回制御部１００は、表示部１００ａと、記憶部１００ｂと、判定部１００ｃとを具備して、巻回装置２００の巻回動作を制御する。
表示部１００ａは、形成した捲回体２０４がＯＫ品かＮＧ品かを表示する。
記憶部１００ｂは、捲回体２０４に付された製造番号等と紐付けてＮＧ品である旨を記憶する。
判定部１００ｃは、後述するＯＣＴ演算処理部３１４（図２参照）で検出された位置に基づいて、捲回体２０４の良否（ＯＫかＮＧか）を判定する。
第１シート材２０２と第２シート材２０３とはそれぞれロール状に巻かれた状態で、第１供給リール５０と第２供給リール５１とにより巻回装置２００の中にそれぞれ設置されている。第１シート材２０２は、第１供給リール５０から巻き戻されて貼合ロール２０５に供給される。第２シート材２０３は、第２供給リール５１から巻き戻されて貼合ロール２０５に供給される。第１シート材２０２と第２シート材２０３とは、貼合ロール２０５で貼り合わせられたのち、巻き芯２０６に至り、巻き芯２０６回りに捲回体２０４が形成される。
捲回体２０４は、例えば、リチウムイオン電池を構成する部材である。リチウムイオン電池を構成する捲回体２０４は、図１Ｂに示すように、正極６３及び負極６４と、その間の絶縁体である２枚のセパレータ６１、６２との、計４枚のシート材を含む。ただし、説明を簡単にするために、以下の説明では捲回体２０４に含まれるシート材の数を２枚とし、第１シート材２０２を導体の電極の一例としての正極６３とし、第２シート材２０３を絶縁体のセパレータ６１とする。
貼合ロール２０５は、一対のロールで構成されて、一対のロール間に、第１シート材２０２と第２シート材２０３とを挟み込んで、第１シート材２０２と第２シート材２０３とを重ね合わせる。
ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１は、波長走査型オプティカルコヒーレンストモグラフィー（ＳＳ−ＯＣＴ：Swept Source Optical Coherence Tomography）を用いた光干渉信号測定装置のことである。ＯＣＴ（Optical Coherence Tomography）とは、光の干渉現象を利用した測定法である。ＯＣＴでは、光源からの放射光を参照光と測定光とに分割して、参照光を参照面に入射させ、測定光を測定対象物に入射させる。そして、参照面で反射した参照光と、測定対象物で反射した測定光とを干渉させることで干渉信号を検出する。検出した干渉信号に基づいて、測定対象物の位置を検出する。
ＯＣＴには、大別して、参照面の走査が必要な時間領域ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ：Time Domain Optical Coherence Tomography）と参照面の走査が不要な周波数領域ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ：Fourier Domain Optical Coherence Tomography）との２種類がある。また、ＦＤ−ＯＣＴの中にも、スペクトロメータタイプと波長走査型タイプの２つがある。特に、波長走査型タイプのＦＤ−ＯＣＴは、ＳＳ−ＯＣＴと呼ばれる。ＳＳ−ＯＣＴでは、光源から射出される光の周波数を時間的に変化させながら干渉光の検出を行う。
ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１の概略構成を図２に示す。
ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１は、光ファイバ干渉計３０１と、測定ヘッド３０７とを備えている。光ファイバ干渉計３０１は、光源ユニットの一例として機能する波長走査型光源３０２を備える。測定ヘッド３０７は、光学部材の一例として機能する。
光ファイバ干渉計３０１は、出射する放射光の波長を変化させる波長走査型光源３０２を備える。波長走査型光源３０２からの放射光の光出射口が、第１のカプラ３０３の光受入口に接続されている。第１のカプラ３０３は、光を固定比率で２分割する分割部の一例として機能する。第１のカプラ３０３の２つの光送出口のうちの第１光送出口は、第１のサーキュレータ３０４に接続されている。第１のカプラ３０３の２つの光送出口のうちの第２光送出口は第２のサーキュレータ３０５に接続されている。すなわち、波長走査型光源３０２からの放射光は、第１のカプラ３０３で測定光及び参照光に分割され、測定光は第２のサーキュレータ３０５に入射し、参照光は第１のサーキュレータ３０４に入射する。
第２のサーキュレータ３０５は、第２のカプラ３０６の光受入口に接続されると共に、光ファイバ干渉計３０１外の測定ヘッド３０７に接続されている。よって、第１のカプラ３０３からの測定光は測定ヘッド３０７に入射する一方、測定ヘッド３０７からの測定光は第２のカプラ３０６に入射する。
測定ヘッド３０７は、照射コリメートレンズ３０８と、ガルバノミラー３０９と、ビーム径成形機構３１０とを備えている。
照射コリメートレンズ３０８は、第２のサーキュレータ３０５と接続されている。
ガルバノミラー３０９は、測定ヘッド３０７の内部に配設される。
ビーム径成形機構３１０は、ガルバノミラー３０９と、捲回体２０４との間に配置されて、測定光のスポット径を成形する。捲回体２０４は測定対象物の一例である。
第２のサーキュレータ３０５から照射コリメートレンズ３０８に入射した測定光は、照射コリメートレンズ３０８で平行光に成形される。その後、平行光となった測定光は、ガルバノミラー３０９を経てビーム径成形機構３１０で集光される。その後、ビーム径成形機構３１０から出射した測定光は、捲回体２０４の端面（側面部２０４ｅ）に照射される。側面部２０４ｅで反射（又は後方散乱）した測定光は、ビーム径成形機構３１０を経て、第２のサーキュレータ３０５に入射する。さらに、第２のサーキュレータ３０５に入射した測定光は、第２のカプラ３０６に入射する。
一方、第１のサーキュレータ３０４から出射した参照光は、参照コリメートレンズ３１２に入射する。参照コリメートレンズ３１２は、参照光を参照面３１１に入射させると共に、参照面３１１で反射した参照光を第１のサーキュレータ３０４に入射させる。第１のサーキュレータ３０４は、第２のカプラ３０６の光受入口に接続されている。
第２のカプラ３０６では、第２のサーキュレータ３０５からの測定光と、第１のサーキュレータ３０４からの参照光とで干渉光が形成されている。よって、第２のカプラ３０６は合波手段の一例として機能する。
差動アンプ３１３では、第２のカプラ３０６で形成された干渉光の光ビート信号をＯＣＴ演算処理部３１４に差動伝送する。波長走査型光源３０２から射出される放射光の周波数は、時間経過に応じて変化している。このため、第２のカプラ３０６において干渉する参照光と測定光との間に、時間遅れ量に応じた周波数差が生ずる。この周波数差が干渉光の光ビート信号となる。
ＯＣＴ演算処理部３１４は、アナログ／デジタル変換回路（アナログ／デジタル変換部）３１４ａと、フーリエ変換回路（フーリエ変換部）３１４ｂと、演算部３１４ｃとを備える。フーリエ変換回路３１４ｂは、干渉光検出手段（干渉検出部）として機能し、演算部３１４ｃは、画像取得手段及び位置検出部として機能する。
なお、干渉検出部と位置検出部とを兼用するように演算部３１４ｃを構成しても良い。
アナログ／デジタル変換回路３１４ａは、第２のカプラ３０６で形成された干渉光の光ビート信号の時間波形をアナログ／デジタル変換する。
フーリエ変換回路３１４ｂは、アナログ／デジタル変換回路３１４ａに接続されて、アナログ／デジタル変換回路３１４ａからの干渉光に基づく信号である光ビート信号を検出する。フーリエ変換回路３１４ｂは、検出した信号をフーリエ変換して、周波数解析を行う。この周波数解析の結果により、干渉光の強度分布を表すＳＳ−ＯＣＴ信号を得る。
フーリエ変換回路３１４ｂからフーリエ変換された情報が演算部３１４ｃに入力される。演算部３１４ｃは、フーリエ変換回路３１４ｂから入力された情報（ＳＳ−ＯＣＴ信号）に基づいて、測定光の照射された位置における捲回体２０４における第１シート材２０２と第２シート材２０３との反射面の位置ｚ１及び位置ｚ２（図４Ａ参照）を算出する。なお、演算部３１４ｃで周波数解析を実施しても良い。
演算部３１４ｃの出力部は、波長走査型光源３０２と、測定ヘッド３０７のガルバノミラー３０９などの駆動部３０７Ｍに電気的に接続され、波長走査型光源３０２と、ガルバノミラー３０９の動作を制御する。さらに、演算部３１４ｃの出力部は、巻回制御部１００にも接続されている。巻回制御部１００では、演算部３１４ｃから情報に基づいて巻きズレの検査などの所定の動作を行う。
なお、第１実施形態において、前記ＴＤ−ＯＣＴを採用してもよい。ただし、測定の速度を高めるために、Ａスキャンと呼ばれる１次元の走査を、例えば、１０ｋＨｚ以上で実施可能なＳＳ−ＯＣＴ、もしくはＦＤ−ＯＣＴを用いることが好ましい。
＜測定ヘッドの設置位置について＞
図２の２０４と２０６は、図１ＡにおいてＡ−Ａ’断面を矢印Ｂ方向から観察した捲回体と巻き芯である。測定ヘッド３０７は、図２のように巻き芯２０６の回転軸線上に設置する。このように設置することにより、捲回体２０４に対し、捲回体２０４の回転軸方向と平行なｚ軸方向沿いに、測定ヘッド３０７から測定光を照射することができる。
さらに、測定ヘッド３０７におけるガルバノミラー３０９の回転軸をｘ軸に平行に配置する。このように構成すれば、測定光の照射位置をｙ軸方向に移動することができる。
＜第１実施形態における巻回方法について＞
図３は、図１Ａの巻回装置２００による巻回方法を示したフローチャートである。ここでは、図１Ａ、図２、図３を用いて説明する。
ステップＳ１では、図１Ａの第１シート材２０２と第２シート材２０３とを巻き芯２０６で巻回可能な位置に設置する。このステップＳ１は、作業者により実施されても良いし、第１シート材２０２と第２シート材２０３とを把持する把持手段により自動的に実施されても良い。ここで、第１シート材２０２と第２シート材２０３との巻き芯２０６への設置方法としては、例えば、巻き芯２０６に設けられた開閉式のスリットに、第１シート材２０２及び第２シート材２０３とを保持させる。
次いで、ステップＳ２では、巻回制御部１００は、巻き芯回転駆動部２０６Ｍを制御して、巻き芯２０６を半時計周りに回転させる。これにより、第１シート材２０２と第２シート材２０３とが巻き芯２０６に巻き取られ、巻き芯２０６の周囲に捲回体２０４が形成される。
次いで、ステップＳ３では、捲回体２０４に対して、ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１を用いたＳＳ−ＯＣＴ測定を実施する。
このＳＳ−ＯＣＴ測定の詳細を以下に示す。
図２のＳＳ−ＯＣＴ装置２０１は、波長走査型光源３０２から放射する放射光の波長を変化させつつ、測定を実施する。波長を変化させる範囲としては、例えば波長１３００ｎｍ±５０ｎｍの範囲とする。この波長走査型光源３０２の動作は、演算部３１４ｃにより制御される。
波長走査型光源３０２からの放射光は、捲回体２０４の回転軸方向、すなわち、ｚ軸方向から、捲回体２０４へと照射される。捲回体２０４へ照射された測定光は、捲回体２０４の端面（側面部２０４ｅ）で反射する。この反射した測定光には、第１シート材２０２で反射した光及び第２シート材２０３で反射した光とが含まれる。捲回体２０４で反射した測定光は、第２のカプラ３０６へと進む。第２のカプラ３０６では、捲回体２０４で反射した測定光と、参照面３１１で反射した参照光とが干渉して干渉光が形成される。その干渉光の光ビート信号は差動アンプ３１３を介してＯＣＴ演算処理部３１４で検出される。ＯＣＴ演算処理部３１４は、検出した光ビート信号を周波数解析して、ＳＳ−ＯＣＴ信号を取得し、そして、このＳＳ−ＯＣＴ信号から図１Ａの第１シート材２０２の反射面の位置ｚ１及び、第２シート材２０３の反射面の位置ｚ２をそれぞれ算出する。なお、位置ｚ１とは、第１シート材２０２の長辺の端面（側面部）のｚ軸方向の位置を示し、位置ｚ２とは、第２シート材２０３の長辺の端面（側面部）のｚ軸方向の位置を示す。なお、第１シート材２０２の長辺とは、第１シート材２０２において、第１シート材２０２の移動方向に平行な辺である。また、第２シート材２０３の長辺とは、第２シート材２０３において、第２シート材２０３の移動方向に平行な辺である。ＯＣＴ演算処理部３１４で算出された位置ｚ１と位置ｚ２との情報は、巻回制御部１００に出力される。
次いで、ステップＳ４では、算出した位置ｚ１、及び、位置ｚ２を基に、第１シート材２０２と第２シート材２０３との巻きズレ量Δｚを算出する。巻きズレ量Δｚの具体的な説明は後述する。巻きズレ量Δｚの算出は、巻回制御部１００の判定部１００ｃで行う。
次いで、ステップＳ５では、判定部１００ｃが、ステップＳ３で算出した巻きズレ量ΔｚがＯＫ範囲内であるか否かを判定する。ＯＫ範囲とは、製品を良品とみなすことのできる範囲であり、具体的には、含まれても品質に問題のない巻きズレ量Δｚの範囲である。このＯＫ範囲は、記憶部１００ｂに予め記憶しておく。予め記憶するＯＫ範囲の詳細は後述する。ここで、巻きズレ量ΔｚがＯＫ範囲外の場合（ステップＳ５のＮｏ）、ステップＳ６へ進む。一方、巻きズレ量ΔｚがＯＫ範囲内の場合（ステップＳ５のＹｅｓ）、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ６では、判定部１００ｃからのＮＧ信号を表示部１００ａと巻き芯回転駆動部２０６Ｍに伝達する。
次いで、ステップＳ８では、形成した捲回体２０４がＮＧである旨を、表示部１００ａに表示する。さらに、巻回制御部１００の記憶部１００ｂは、捲回体２０４に付された製造番号等と紐付けてＮＧである旨を記憶しておく。このように構成することで、後工程において、記憶部１００ｂでの記憶情報と捲回体２０４の製造番号等とを照らし合わせることで、ＮＧ品を廃棄できる。
一方、ステップＳ７では、捲回体２０４が完成しているか否かを判定部１００ｃで判定する。捲回体２０４が完成していると判定すれば（ステップＳ７のＹｅｓ）、ステップＳ９へ進む。捲回体２０４が完成か否かの判定は、巻回制御部１００が、巻き芯回転駆動部２０６Ｍに接続されたエンコーダなどからの情報を基に実施する。例えば、巻き芯２０６の回転回数をエンコーダからの情報から求め、この回転回数が予め記憶部１００ｂに記憶した回数に達したか否かを判定部１００ｃで判定する。予め記憶する回数としては、例えば、１０回とする。捲回体２０４の巻回が完成していないと判定すれば（ステップＳ７のＮｏ）、巻回を止めずにステップＳ２へ戻り、ＳＳ−ＯＣＴ測定を再度実施する。
捲回体２０４の巻回が完成していると判定された場合、またはＮＧ信号が判定部１００ｃから出力された場合、ステップＳ９では、巻き芯回転駆動部２０６Ｍが巻き芯２０６の回転を止める。そして、貼合ロール２０５と巻き芯２０６との間において、第１シート材２０２と第２シート材２０３とを、図示しない電極切断部で切断し、動作を終了する。
なお、ステップＳ８の工程を実施する際に、ステップＳ９の工程を同時に実施してもよい。
また、ステップＳ３〜ステップＳ５の工程は、検査工程の一例である。本実施形態において、捲回体２０４を形成する最中に検査工程を同時に実施することで、捲回体２０４の形成を開始してから検査を終了までに要する時間を短縮できる。
また、第１実施形態における巻回方法で形成された捲回体２０４を準備する工程と、準備した捲回体２０４を用いて構造物を製造する工程と、を実施することで、構造物製造方法の一例を実現できる。また、構造物製造方法の別の例としては、部品の一例としての捲回体２０４の検査を検査装置の一例であるＳＳ−ＯＣＴ装置２０１を用いて実施する工程と、検査が実施された捲回体２０４を利用して構造物を製造する工程と、を含むこともできる。部品の他の例として、第１シート材２０２と第２シート材２０３とを積層して形成した積層体を採用することもできる。
構造物の例としては、部品の例である捲回体２０４を用いて製造することができる捲回型の電池、捲回型のコンデンサ（キャパシタ）等の他に、部品の他の例である積層体を用いて製造することができる積層型の電池、積層型のコンデンサ（キャパシタ）等を挙げることができる。構造物製造方法の具体的な例としての電池（構造物の一例）の製造方法としては、捲回体２０４をケース内に収納し、ケースにおいて負極と正極とを形成することにより、電池を製造できる。より具体的な構造物製造方法としては、捲回体２０４を、ニッケルメッキされた鉄製の缶（ケースの一例）に入れ、負極を缶底に溶接して電解液を注入後、正極を蓋に溶接し、プレス機で封口する方法がある。
＜巻きズレ量Δｚについて＞
図４Ａは、図１Ａの巻き芯２０６の回転角度θと、第１シート材２０２におけるｚ軸方向の位置ｚ１及び第２シート材２０３におけるｚ軸方向の位置ｚ２の関係を表した図である。図４Ａの横軸は回転角度θであり、巻き芯２０６の回転角度を示す。θ＝０°のとき、巻き芯２０６は巻回開始位置にあり、第１シート材２０２と第２シート材２０３を設置しただけで、巻き芯２０６は回転していない状態である。例えばθ＝３６０°になると、巻き芯２０６は半時計周りに１回転し、第１シート材２０２と第２シート材２０３とはそれぞれ巻き芯２０６の円周１周分だけ巻き取られる。
図４Ａの縦軸は位置ｚを示す。この縦軸上において、位置ｚの値が大きい値をとると（グラフの上方に行くと）図１Ａにおいて紙面手前方向に位置することを表し、位置ｚの値が小さい値をとると（グラフの下方に行くと）図１Ａにおいて紙面奥行方向に位置することを表す。つまり、図４Ａのグラフは、位置ｚ１が位置ｚ２よりも図１Ａにおいて紙面奥側に位置することを表す。
第１実施形態において、巻きズレ量Δｚとは、ある回転角度θにおける、位置ｚ１と位置ｚ２の差であり、Δｚ＝ｚ１−ｚ２のことである。
図４Ｂは、図４Ａにおいてθ＝３６０°のときに得られるＳＳ−ＯＣＴ信号強度と位置ｚとの関係を示す図である。図４Ｃは、図４Ａにおいてθ＝７２０°のときに得られるＳＳ−ＯＣＴ信号強度と位置ｚとの関係を示す図である。
ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１の演算部３１４ｃは、得られたＳＳ−ＯＣＴ信号の２つのピーク位置を、第１シート材２０２と第２シート材２０３との位置ｚ１及び位置ｚ２として測定する。ただし、ピーク位置でなくとも、例えばＳＳ−ＯＣＴ信号に対するエッジ検出など他の信号処理方法を用いてもよい。
なお、本実施形態では、巻きズレ量Δｚを測定すればよいため、ＳＳ−ＯＣＴ信号で２つのピークが得られた場合に両者がどのシート材からのＳＳ−ＯＣＴ信号であるかを区別する必要は無い。ただし、第１シート材２０２と第２シート材２０３との測定光に対する反射率が異なることを利用して両者を区別してもよい。具体的には、金属は、樹脂に比べて、測定光の反射率が高いことを利用する。又は、樹脂と金属とでは、ＳＳ−ＯＣＴ信号のピーク形状が異なるため、形状の違いを用いて、両者を区別してもよい。具体的には、金属のＳＳ−ＯＣＴ信号のピーク形状は、樹脂のＳＳ−ＯＣＴ信号のピーク形状よりも鋭い。換言すると、金属のＳＳ−ＯＣＴ信号のピーク形状の半値幅は、樹脂のＳＳ−ＯＣＴ信号のピーク形状の半値幅よりも狭い。この違いを利用して、位置検出部（一例としての演算部３１４ｃ）は、周波数解析の結果として得られたＳＳ−ＯＣＴ信号（干渉光の強度分布）に含まれるピーク形状に基づいて金属（第１シート）と樹脂で構成されるセパレータ（第２シート）とのそれぞれの位置を検出する。
この測定を、図１Ａの巻回制御部１００により、巻き芯回転駆動部２０６Ｍを回転駆動して巻き芯２０６を回転させることで、θを変えながら継続して行う。これにより、巻回終了までの全ての回転角度θにおける巻きズレ量Δｚを測定する。
＜ＯＫ範囲について＞
捲回体２０４としてリチウムイオン電池を形成する場合、正極と負極とが短絡しないように、セパレータを配置する必要がある。このとき、巻きズレ量Δｚが一定の大きさ以上でなければ、正極と負極とが短絡する場合がある。このため、一定の大きさの閾値として、本実施形態では第１閾値を用いる。具体的には、第１閾値と巻きズレ量Δｚとを判定部１００ｃで比較することにより良否判定を実施する。例えば、第１閾値を５０μｍとする。
一方、巻きズレ量Δｚの値が大き過ぎても短絡が生じる場合がある。つまり、巻きズレ量は一定の大きさ以下である必要がある。この一定の大きさの閾値として第２閾値を用いる。例えば、１９５０μｍを第２閾値とする。
つまり、第１閾値以上、かつ、第２閾値以下をＯＫ範囲として、記憶部１００ｂに予め記憶しておく。このＯＫ範囲に基づいて、判定部１００ｃは、良否判定を行う。
なお、良否判定の基準に、位置ｚ１と位置ｚ２に対してそれぞれ上限と下限との閾値を設けてもよい。しかしながら、ＳＳ−ＯＣＴ測定により得られる位置ｚ１、位置ｚ２は、図２の光ファイバ干渉計３０１において、第１のカプラ３０３から出射してから参照面３１１での反射を経て第２のカプラ３０６に入射するまでの参照光の路長Ｈ１と、第１のカプラ３０３を出射してから捲回体２０４での反射を経て第２のカプラ３０６に入射するまでの測定光の路長Ｈ２との２つの光路の差として得られる。例えば、環境温度の変化により参照光路長Ｈ１と測定光路長Ｈ２とが変化した場合、位置ｚ１と位置ｚ２の値も変化してしまうため、判定の精度が低下する場合がある。これに対し、参照光路長Ｈ１と測定光路長Ｈ２とが変化しても巻きズレ量Δｚとしては変化しないため、判定に巻きズレ量Δｚを使うことは精度の観点から好ましい。
＜照射スポット２０９の大きさについて＞
ＳＳ−ＯＣＴ測定を行うに際して、好ましい測定光のスポット径状について説明する。
図２のＳＳ−ＯＣＴ装置２０１におけるビーム径成形機構３１０により、測定光の照射スポットの形状を細長く、楕円形に成形する。これにより、楕円のスポット形状の長軸を、１組のシート材（第１シート材２０２と第２シート材２０３）の合計厚みと等しくする。また、図１Ａの貼合ロール２０５で貼り合わせられた第１シート材２０２と第２シート材２０３との移動方向と楕円のスポット形状の長軸とを直交させている。
具体的には、図１Ａに示す測定光の照射スポット２０９の長軸（図１Ａのｙ軸と平行な軸）の長さをａとし、第１シート材２０２の厚さをＴ１とし、第２シート材２０３の厚さをＴ２とすると、下記式（１）のようにする。
ａ＝Ｔ１＋Ｔ２ ・・・・・・（式１）
例えば、第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計の厚みが１００μｍの場合、ａ＝２００μｍとする。
照射スポット２０９の長軸の長さａを１組のシート材（第１シート材２０２と第２シート材２０３）の合計厚さと等しくする理由について図５Ａ〜図７Ｃを用いて説明する。
図５Ａは、測定光の照射スポット２０９の長軸の長さａを１組のシート材の合計厚さよりも十分に大きく、例えば３００μｍにした場合の状態を示す図である。ここでは、接点２１０に照射スポット２０９を配置する。
ここで、接点２１０とは、シート材（第１シート材２０２、第２シート材２０３）が捲回体２０４に巻き取られる状態を側面（ｚ軸方向）から見た側面図において、シート材の巻き取られるべき部分が既に巻き取られた部分から構成される捲回体２０４に最初に接触する位置を意味している。言い換えれば、捲回体２０４の側面図において、捲回体２０４の外周面から一対の貼合ロール２０５の間の中心に向けて引いた接線が捲回体２０４の周面との接触する点を意味する。この接線と、貼合ロール２０５で貼り合わせた第１シート材２０２と第２シート材２０３とは、ｚ軸方向から見た側面図において、一致する。
図５Ｂは、図５ＡにおけるＣ−Ｃ’断面を矢印Ｄから観察した図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号強度と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図である。図５Ｃは、図５Ａにおける照射スポット２０９の付近を拡大した図である。
図５Ａ〜図５Ｃのように長さａが第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計の厚みよりも十分に大きい場合、最外周の第２シート材２０３ａの位置情報とその下層に位置する第１シート材２０２の位置情報と以外に、更に１周分内周に位置する第２シート材２０３ｂの位置情報を取得してしまうことがある。第２シート材２０３ｂで反射した測定光を検出するからである。この場合、取得するＳＳ−ＯＣＴ信号の中に、第２シート材２０３ａと第２シート材２０３ｂとの両方の信号が混在することになる。両方の信号が混在すると、それぞれの信号の出所を区別できず、巻きズレ量Δｚを正しく測定できない。このため、照射スポット２０９の長さａを、第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計の厚みに応じて、一定以下の大きさに制限しなければならない。
一方、図６Ａは、照射スポット２０９の長軸の長さａを第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計の厚みよりも十分に小さく、たとえば１００μｍにした場合の図である。図６Ｂは、図６ＡにおけるＥ−Ｅ’断面を矢印Ｆから観察した図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号強度と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図である。図６Ｃは、照射スポット２０９の付近を拡大した図である。
この場合、図６Ｂのように第１シート材２０２の情報のみしか得られない。このため、上述の巻きズレ量Δｚ＝ｚ１−ｚ２を得るためには、複数回のＳＳ−ＯＣＴ測定もしくは複数個のＳＳ−ＯＣＴ測定装置が必要になる。このため、照射スポット２０９の長さａを、第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計の厚みに応じて、一定以上の大きさに設定する必要がある。
このため、好ましくは、図７Ａのように、照射スポット２０９の長軸の長さａを設定する。図７Ａは、照射スポット２０９の長軸ａを第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計の厚みと等しく、たとえば２００μｍにした場合の図である。図７Ｂは、図７ＡにおけるＧ−Ｇ’断面を矢印Ｈから観察した断面図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号強度と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図である。図７Ｃは、照射スポット２０９の付近を拡大した図である。
このように、照射スポット２０９の長軸の長さａを第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計厚さと等しくする。すると、１組のシート材である第１シート材２０２と第２シート材２０３ａの位置情報のみを得られて、かつ、不要な第２シート材２０３ｂの位置情報を測定しないため、最も望ましい。
なお、具体的な長軸の長さａの範囲としては、貼り合わせた第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下とすることが望ましい。この範囲であれば、測定に不要な第２シート材２０３ｂの影響を除去しつつ、第１シート材２０２と第２シート材２０３ａとの位置情報を同時に測定できる。本実施形態では、照射スポット２０９の長軸の長さａを、例えば２００μｍ±２０μｍとする。
ここで、±２０μｍ（合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下の範囲）の理由をさらに説明する。
長軸の長さａを２００μｍ以上かつ２２０μｍ（合計厚みの１１０％）以下にすると、次のような状態となる。すなわち、照射スポット２０９が第２シート材２０３ａだけでなく第２シート材２０３ｂにわずかに重複し、第２シート材２０３ｂからのＳＳ−ＯＣＴ信号も検出されてしまう。しかし、このときは、照射スポット２０９に占める第２シート材２０３ｂの面積が十分に少ないため、第２シート材２０３ｂからのＳＳ−ＯＣＴ信号はほとんど検出されない。ただし、長軸の長さａを２２０μｍ（合計厚みの１１０％）より大きくすると、第２シート材２０３ｂからのＳＳ−ＯＣＴ信号の影響が大きくなり、巻きズレ量Δｚを精度良く測定できないことを本発明者らは見出している。
また、長軸の長さａを１８０μｍ以上かつ２００μｍより小さく（合計厚みの９０％以上かつ１００％未満）すると、第２シート材２０３ｂに照射される測定光は、照射スポット２０９の長軸の長さａが２００μｍのときに比べて、僅かに弱くなる。しかしながら、一方で、それによるＳＳ−ＯＣＴ信号強度の低下量は僅かであり、位置ｚ１及び位置ｚ２の測定に際し問題は生じない。しかし、長軸の長さａを１８０μｍ未満（合計厚みの１１０％未満）にすると、位置ｚ１及び位置ｚ２を精度よく測定できないことを、本発明者は見出している。
以上から、照射スポット２０９の長軸の長さａの範囲としては、貼り合わせた第１シート材２０２と第２シート材２０３との合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下とする。
なお、照射スポット２０９の形状を成形する図２のビーム径成形機構３１０としては、シリンドリカルレンズ、トロイダルレンズ、又は、アパーチャ等を用いることが可能である。また、図１Ａの第１シート材２０２の側面部の位置と第２シート材２０３の側面部の位置とはｚ軸方向においてそれぞれ異なるため、第１シート材２０２の側面部と第２シート材２０３の側面部とで照射スポット径状がほとんど変化しないように、図２のビーム径成形機構３１０を設計する。
また、照射スポット２０９の短軸の長さｂは以下の通りである。
照射スポット２０９の短軸の長さｂを大きくしてしまうと、図４Ａにおける巻きズレ量Δｚのθ方向の分解能が低下してしまい、急峻な巻きズレ量Δｚの変化を正確に測定することができなくなる。巻きズレ量Δｚを正確に測定するために必要なθ方向分解能をΔθとし、捲回体２０４の直径を２Ｒとすると、θ方向の分解能を低下させないために必要とされる照射スポット２０９の短軸の長さｂは以下の（式２）で表される。
ｂ＜Ｒ×Δθ ・・・・・・（式２）
例えばΔθ＝１°、Ｒ＝９ｍｍのとき、（式２）より照射スポット２０９の短軸の長さｂは１５７μｍ以下である。
なお、第１シート材２０２と第２シート材２０３の合計厚みが薄い場合は照射スポット２０９の長軸の長さａが小さくなり、また、必要なθ方向の分解能Δθが低い場合は照射スポット２０９の短軸の長さｂが大きくなる。そのような場合は、照射スポット２０９のスポット形状は必ずしも楕円形状となるとは限らない。しかし、リチウムイオン電池を構成する捲回体２０４の場合、含まれるシート材の合計厚みは１００μｍ〜５００μｍ程度であり、さらにθ方向分解能Δθは、高いほど望ましい、このため、照射スポット２０９は楕円形状にすることが好ましい。この場合、例えば、照射スポット２０９の短軸の長さｂは、長軸の長さａの、半分以下程度とする。
＜照射スポット２０９の位置について＞
照射スポット２０９の位置は、図７Ａの接点２１０と任意の点Ｍ（貼合ロール２０５と接点２１０との間の第１シート材２０２と第２シート材２０３との側面部における任意の位置）との間が望ましく、巻き取りの接点２１０と同じ位置にすることが、より望ましい。接点２１０とは、貼合ロール２０５を通過した第１シート材２０２と第２シート材２０３が、巻き芯２０６に形成されつつある捲回体２０４に接線状に接触する位置における任意の点である。言い換えると、第１シート材２０２が、既に巻き取られて捲回体２０４を構成する第２シート材２０３と接触する点である。
接点２１０を通過した以降では、第１シート材２０２と第２シート材２０３とは、巻き芯２０６に巻きついているため、巻きズレ量Δｚはほとんど変化しない。
仮に、Ｍ点で測定を行った場合には、以下のような問題がある。すなわち、Ｍ点から接点２１０まではｚ軸方向の規制力を受けないため、第１シート材２０２と第２シート材２０３の厚みなど材料特性のシート材の中でのバラつき、又は、巻き芯２０６の振動などの要因により、ｚ軸方向に変動してしまうことがある。つまり、接点２１０までに巻きズレΔｚが変化する可能性があり、測定結果の正確さを損なう可能性がある。このため、測定位置を巻き取りの接点２１０にすることが、より望ましい。なお、一例として、Ｍ点から接点２１０までの寸法は２００ｍｍ〜３００ｍｍであり、巻き芯２０６の直径は１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。なお、測定位置とは、照射スポット２０９の位置である。
ただし、第１シート材２０２と第２シート材２０３とは、貼合ロール２０５により貼り合わされているため、巻きズレ量ΔｚがＭ点と接点２１０とで大きく変化する可能性は高くない。このため、照射スポット２０９を接点２１０ではなくＭ点に配置してもよい。なお、照射スポット２０９を接点２１０に配置する方が、好ましいのは前述の通りである。この場合、第１シート材２０２の側面部と第２シート材２０３の側面部とが、照射スポット２０９内に位置するように、照射スポット２０９の位置を設定する。
なお、測定光の照射スポット２０９の位置は、第１光学部材の一例として機能する図２の測定ヘッド３０７により、調節される。側面部２０４ｅ上の位置であって、接点２１０と貼合ロール２０５との間の位置に、測定光が、第１光学部材としての測定ヘッド３０７により照射される。好ましくは、側面部２０４ｅ上の位置であって、同時に、接点２１０の位置でもある位置に、測定光を照射する。
また、照射スポット２０９の位置は、巻き芯２０６の回転角度と第１シート材２０２と第２シート材２０３の合計厚みとに応じて移動させていくことが好ましい。例えば、第１シート材２０２と第２シート材２０３の厚みをそれぞれＴ１、Ｔ２とし、巻き芯２０６の回転速度をｄθ／ｄｔとすると、第１シート材２０２と第２シート材２０３の合計厚みが（Ｔ１＋Ｔ２）であるから、下記（式３）だけ、半径方向、すなわち図１Ａにおけるｙ軸方向へ移動させることが望ましい。
（Ｔ１＋Ｔ２）×（ｄθ／ｄｔ）÷３６０° ・・・・・・（式３）
例えば、厚みＴ１、Ｔ２が共に１００μｍであり、回転速度ｄθ／ｄｔが３６００°／秒であった場合は、（式３）から２０００μｍ／秒でｙ軸方向へ照射スポット２０９の位置を移動させる。
なお、照射スポット２０９の位置の移動は、図２の演算部３１４ｃがガルバノミラー３０９の角度を可変させて行う。なお、ガルバノミラー３０９を用いずとも、ステッピングモータ等の機構を設け、演算部３１４ｃにより測定ヘッド３０７そのものを移動させてもよい。
なお、一般に、セパレータは薄く、剛性が無いため、時間経過による吸湿などで張力を失い、電極の上に覆い被さることがある。また、巻き芯２０６から完成した捲回体２０４を取り外す際にも、取り出しの際の振動又は物理的接触などで、セパレータが電極上に覆い被さることがある。電極上にセパレータが覆い被さると、セパレータの奥に隠れた電極からのＳＳ−ＯＣＴ信号を得るのが難しくなる。
図８Ａは巻回直後のセパレータである第２シート材２０３が張力を保った状態の図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号強度と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図である。図８Ｂは、第２シート材２０３が電極である第１シート材２０２の上に覆い被さった状態の図と、ＳＳ−ＯＣＴ信号強度と位置ｚとの関係を示す図との対応関係を示す説明図である。図８Ｂから、第１シート材２０２からのＳＳ−ＯＣＴ信号の強度が弱まっていることが明らかである。このセパレータが電極に覆い被さる現象は、図７Ａの接点２１０以降において発生する場合がある。このため、接点２１０に、照射スポット２０９を配置して、ＳＳ−ＯＣＴ測定を実施することが望ましい。
なお、ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１からの放射光には赤外光を用いる。より詳細には、ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１からの放射光には、波長０．８μｍ以上、かつ、波長１．４μｍ以下の近赤外光を用いる。近赤外光は樹脂を透過するため、電極に、樹脂からなるセパレータが覆い被さっていても、電極の位置を検出することができる。ただし、セパレータを透過する際に近赤外光が吸収又は散乱することで、検出されるＳＳ−ＯＣＴ信号の強度が低下するため、上述のように、巻回している最中に、接点２１０において、第１シート材２０２と第２シート材２０３との位置を測定するのが、より望ましい。
ただし、赤外光に比べて測定精度は低下するが、原理上、０．４〜５μｍの波長の光を放射光に用いることができる。
なお、図１Ａの第１供給リール５０と、第２供給リール５１と、貼合ロール２０５とは、それぞれ、回転自在となっている。ただし、それぞれについて、モータなどの回転駆動装置を具備させても良い。この場合の回転駆動装置は、巻回制御部１００により制御される。
第１実施形態によれば、巻回装置にて巻回を行いつつ、捲回体２０４の巻きズレの検査を実施するため、巻回開始から巻きズレの検査終了までのタクトタイムを短くすることができる。また、第１実施形態にかかる巻回装置によれば、Ｘ線を用いずに検査を実施することができる。
なお、第１シート材２０２、第２シート材２０３の両側、言い換えれば、捲回体２０４の両側面部に測定光を照射して、両側から位置を測定してもよい。この場合、ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１を二つ用いる。
このように、捲回体２０４の両端面に測定光を照射すると、第１シート材２０２及び第２シート材２０３の幅方向の情報を得ることができる。具体的には、第１シート材２０２及び第２シート材２０３の両側の位置の差分をとることで、第１シート材２０２及び第２シート材２０３の幅方向の情報を得る。これは、第１シート材２０２及び第２シート材２０３がどの構成であるかを知るのに有効である。これには、一般的に、セパレータの方が電極よりも幅が広いことを利用する。
なお、タクトタイムは長くなるが、巻回終了後、すなわち、構造物を構成する部品の一例としての捲回体２０４を形成した後に、巻きズレの検査を実施しても良い。この場合、貼り合わせられた第１シート材２０２と第２シート材２０３と有する捲回体２０４（構造物を構成する部品の例）を検査する検査装置の例として、ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１が機能する。捲回体２０４の他に、積層電池等の積層型の構造物も検査できる。検査装置は、放射光を射出する光源ユニット（一例としての波長走査型光源３０２）と、第１シート材２０２と第２シート材２０３との側面部に照射される測定光と参照面に照射される参照光とに前記放射光を分割する分割部（一例としての第１のカプラ３０３）と、参照面で反射した参照光と側面部で反射した測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部（一例としてのフーリエ変換回路３１４ｂ）と、検出した干渉光に基づいて第１シート材２０２と第２シート材２０３との位置をそれぞれ検出する位置検出部（一例としての演算部３１４ｃ）と、検出した第１シート材２０２と第２シート材２０３との位置に基づいて部品の良否を判定する判定部（一例としての判定部１００ｃ）とを備えて構成している。
また、検査装置の例として機能するＳＳ−ＯＣＴ装置２０１を用いて、第１実施形態の検査方法を実施しても良い。更に、検査装置の例として機能するＳＳ−ＯＣＴ装置２０１を用いて、検査方法を含む構造物製造方法を実現しても良い。
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態における巻回装置４００の模式図である。なお、第１実施形態と共通する構成には同じ符号を用い、説明は省略する。
この第２実施形態は第１実施形態に加えて、ロールガイダー４０１と、フィードバック制御部４０２とを具備することを特徴とする。なお、巻回制御部１００に、フィードバック制御部４０２を追加したものを、巻回制御部４０３とする。
ロールガイダー４０１は、第１シート材２０２を挟む一対のローラ４０１ｒと、一対のローラ４０１ｒを制御して第１シート材２０２をｚ軸方向に移動させる移動装置４０１Ｍとで構成されている。移動装置４０１Ｍの駆動により、第１シート材２０２のｚ軸方向の位置を調節して巻きズレ量Δｚを制御することができる。より具体的には、ロールガイダー４０１は、フィードバック制御部４０２からの制御量（フィードバック量Ｖａ）に基づき、一対のローラ４０１ｒの軸方向の傾斜角度を変更することにより、第１シート材２０２のｚ軸方向の位置を調節する。
フィードバック制御部４０２は、ＳＳ−ＯＣＴ装置２０１を用いて得られた巻きズレ量Δｚに基づいた制御量を第１ロールガイダー４０１の移動装置４０１Ｍにフィードバックする（フィードバック信号を出力する）。巻きズレ量Δｚと制御量との関係は、関係式又はテーブルとしてフィードバック制御部４０２の記憶部に予め記憶させておく。フィードバック制御部４０２は、予め記憶された関係式又はテーブルを用いて、制御量を決定する。
なお、ロールガイダー４０１は、第１シート材２０２のｚ軸方向の位置を調節する機能を持つ素子であればよい。
なお、第２シート材２０３のｚ軸方向の位置を調節する第２ロールガイダーをさらに設け、第１シート材２０２と第２シート材２０３との両方の位置を同時に調節してもよい。
なお、ロールガイダー４０１は、第１シート材２０２を挟むように配置されているが、これに限られるものではなく、第２シート材２０３を挟むように配置されてもよい。
この第２実施形態にかかる巻回装置においても、Ｘ線を用いずに検査を実施することができる。
また、変形例として、第１実施形態および第２実施形態において、貼合ロール２０５を省略して、第１供給リール５０と第２供給リール５１とから、直接、第１シート材２０２と第２シート材２０３とを巻き芯２０６回りに貼り合わせつつ巻き取って、捲回体２０４を形成することもできる。この場合には、第２光学部材の一例として機能する図２の測定ヘッド３０７により、側面部２０４ｅ上の位置であって、接点２１０の位置に、測定光を照射させることが好ましい。ただし、貼合ロール２０５を設ける方が、巻きズレの発生を抑制できるため、好ましい。
また、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本発明にかかる巻回装置、巻回方法、検査装置及び構造物製造方法は、リチウムイオン電池又はフィルムコンデンサ等の製造工程に適用できる。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims (22)

  1. 貼り合わせた第１シートと第２シートとを巻き芯に巻き付けて捲回体を形成する巻回装置であって、
    放射光を射出する光源ユニットと、
    貼り合わせた前記第１シートと前記第２シートとの側面部に照射される測定光と参照面に照射される参照光とに前記放射光を分割する分割部と、
    前記参照面で反射した前記参照光と前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部と、
    検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する位置検出部と、
    検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基づいて前記捲回体の良否を判定する判定部と、
    を備え、
    前記測定光は、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、その進行方向は、前記巻き芯の軸方向と一致する巻回装置。
  2. 前記位置検出部は、検出した前記干渉光に基づく信号を周波数解析して前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する、請求項１に記載の巻回装置。
  3. 検出した前記第１シートと前記第２シートの前記位置に基づいて、前記第１シートの位置、又は、前記第２シートの位置を調節するためのフィードバック信号を出力するフィードバック制御部をさらに備える、請求項２に記載の巻回装置。
  4. 前記光源ユニットは、波長が一定の周期で変化する放射光を射出する光源を有する、請求項３に記載の巻回装置。
  5. 前記放射光は赤外光である、請求項４に記載の巻回装置。
  6. 前記第１シートは電極であり、前記第２シートはセパレータである請求項５に記載の巻回装置。
  7. 前記第１シートと前記第２シートとを貼り合わせる貼合ロールをさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の巻回装置。
  8. 第１光学部材をさらに備え、
    前記第１光学部材は、前記側面部上の位置であって、前記第１シートと前記第２シートとが前記捲回体に巻き付き始める接点と前記貼合ロールとの間の位置に、前記測定光を照射させる請求項７に記載の巻回装置。
  9. 前記第１光学部材は、前記側面部における前記測定光のスポット径が前記第１シートと前記第２シートとの合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下となるように前記測定光を成形する請求項８に記載の巻回装置。
  10. 前記第１光学部材は、前記側面部に照射される前記測定光のスポット形状を楕円形状に成形すると共に、貼り合わせた前記第１シートと前記第２シートの移動方向と前記楕円形状の長軸とを直交させる、
    請求項８に記載の巻回装置。
  11. 前記第１光学部材は、前記側面部に照射される前記測定光のスポット形状を楕円形状に成形すると共に、貼り合わせた前記第１シートと前記第２シートの移動方向と前記楕円形状の長軸とを直交させ、かつ、前記側面部における前記楕円形状の前記長軸の長さを前記第１シートと前記第２シートとの合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下とする、請求項８に記載の巻回装置。
  12. 前記位置検出部は、周波数解析の結果として得られた前記干渉光の強度分布に含まれるピーク形状に基づいて前記第１シートと前記第２シートとのそれぞれの位置を検出する請求項１〜１１のいずれかに記載の巻回装置。
  13. 第２光学部材をさらに備え、
    前記第２光学部材は、前記側面部上の位置であって、前記第１シートと前記第２シートとが前記捲回体に巻き付き始める接点の位置に、前記測定光を照射させ、
    前記第２光学部材は、前記側面部における前記測定光のスポット径が前記第１シートと前記第２シートとの合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下となるように前記測定光を成形する請求項１〜６のいずれかに記載の巻回装置。
  14. 第１シートと第２シートとを巻回して形成した捲回体を検査する検査装置であって、
    放射光を射出する光源ユニットと、
    前記第１シートと前記第２シートとの側面部に照射される測定光と参照面に照射される参照光とに前記放射光を分割する分割部と、
    前記参照面で反射した前記参照光と前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部と、
    検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する位置検出部と、
    検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基づいて前記捲回体の良否を判定する判定部と、
    を備え、
    前記測定光は、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、その進行方向は、前記捲回体の軸方向と一致する検査装置。
  15. 前記側面部における前記測定光のスポット径が前記第１シートと前記第２シートとの合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下となるように前記測定光を成形する第１光学部材を備える、請求項１４に記載の検査装置。
  16. 請求項１４に記載の検査装置を用いて、前記捲回体に対して検査を実施する工程と、
    検査が実施された前記捲回体を利用して構造物を製造する工程と、を含む、構造物製造方法。
  17. 貼り合わせた第１シートと第２シートとを巻き芯に巻き付けて捲回体を形成しながら、検査工程を実施する捲回方法であって、
    前記検査工程は、
    貼り合わせた前記第１シートと前記第２シートとの側面部に測定光を照射し、かつ、参照光を参照面に照射する工程と、
    前記参照面で反射した前記参照光と、前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する工程と、
    検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する工程と、
    検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基づいて前記捲回体の良否を判定する工程と、を含み、
    前記測定光は、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、その進行方向は、前記巻き芯の軸方向と一致する、巻回方法。
  18. 前記側面部における前記測定光のスポット径は、前記第１シートと前記第２シートとの合計厚みの９０％以上かつ１１０％以下となるように成形される請求項１７に記載の巻回方法。
  19. 前記側面部に照射される前記測定光のスポット形状を楕円形状に成形すると共に、貼り合わせた前記第１シートと前記第２シートの移動方向と前記楕円形状の長軸とを直交させる、請求項１７に記載の巻回方法。
  20. 請求項１７に記載の巻回方法で形成された前記捲回体を準備する工程と、
    前記捲回体を用いて構造物を製造する工程と、を含む構造物製造方法。
  21. 貼り合わせられた第１シートと該第１シートと反射率の異なる第２シートとを有する部品を検査する検査装置であって、
    放射光を射出する光源ユニットと、
    前記第１シートと前記第２シートとの側面部に垂直に照射される測定光と参照面に照射される参照光とに前記放射光を分割する分割部と、
    前記参照面で反射した前記参照光と前記側面部で反射した前記測定光とが干渉した干渉光を検出する干渉検出部と、
    検出した前記干渉光に基づいて前記第１シートと前記第２シートとの位置をそれぞれ検出する位置検出部と、
    検出した前記第１シートと前記第２シートとの前記位置に基づいて前記部品の良否を判定する判定部と、を備え、
    前記測定光が、照射時と反射時とで同じ光路を進行し、
    前記位置検出部は、前記第１シートと前記第２シートとの反射率の違いに基づいて両者を区別する、検査装置。
  22. 請求項２１に記載の検査装置を用いて、前記部品に対して検査を実施する工程と、
    検査が実施された前記部品を利用して構造物を製造する工程と、を含む、構造物製造方法。
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