JP5988474B2 - 積層シート材料の端面を検査する装置 - Google Patents

Description

本発明は、積層シート材料の端面を検査する装置に関し、特に二次電池電極用シートを切断した後の切断面を検査する装置に関する。

近年、ノートパソコンや携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器の小形化、軽量化、コードレス化に伴い、その駆動電源として小形、軽量でエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な密閉形の二次電池が普及している。また、環境に配慮した自動車の走行用電源として、大型の二次電池も普及しつつある。この二次電池の形状としては、コイン形、筒形、箱形、長円形等の、種々の形状の物がある。

さらに、自動車や電車などの車両用の電池として使用する大型電池の場合には、電池の性能や生産性の点から、円筒形の電池に用いられる巻き取り式の構造よりも、正の電極板と負の電極板とを交互に積層する構造の方が適していること、及び、電池が設置されるスペースを効率よく利用する必要性が大きいことから、円筒形よりも角形の電池を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。

また、積層する構造の二次電池の場合、正極及び負極用の電極となる薄板やシート材は、金属箔の表面及び裏面に活物質と呼ばれるものや炭素材料からなる電極材料（以下、活物質等と呼ぶ）が塗布乾燥（いわゆる、塗工）されており、各電極材は正極と負極とが交互に積層され、それら正極と負極の電極材の間にはセパレータと呼ばれる絶縁性のシート材が挟まれて構成されている。

上述の積層する構造の場合、前記各電極板は、シート材をカッター等により所定形状の大きさに切断することにより製造される。この切断の際に、電極板の切断端面に、先端が尖った細長いバリが形成される場合がある。そのようなバリは概ね微小であるが、そのようなバリが積層方向において突出するように形成されると、積層されたセパレータを貫通し正極電極材と対向する負極電極材とが電気的に接続されて、電池の短絡不良に繋がる可能性がある。そのため、シート材切断面のバリの有無を検査する必要があり、種々の装置を用いて行われている（例えば、特許文献２）。

一方、バリ検出を目的としたものではないが、電池の正極板と負極板とセパレータとを積層したものを断面方向から観察して、積層された極板枚数などを検査する装置がある（例えば、特許文献３）。この形態においては、積層された電極板の断面に対し、均等な光が斜めから照射されるように、側方斜め方向から光を照射し、斜め方向から観察して、検査を行っている。

特開２００３−２７２５９３号公報 特開２０１０−１１４０１１号公報 特開２００２−２８００５６号公報

上記セパレータを貫通する可能性のあるバリのほとんどは、シート材を切断した際の切断部に存在している。このようなバリは、その先端部分が、活物質等の表層近くまで伸びているが、塗工された活物質等に埋もれていたり、バリ自体が微小である場合が多い。そのため、特許文献２のように機械的接触を必要とする形態の場合、確実な検出ができない。

一方、特許文献３のような非接触方式の観察を行う場合、図６に示すように、側方斜め方向から照射角度β１で光を照射し、側方斜め方向から観察角度β２で観察する形態では、図７に示すように、照射角度β１や観察角度β２を調節しても、芯材表面や、芯材の両面に積層された表面反射率の低い材料である活物質等と、背景画像との明るさはあまり変化が認められなかった。
また、照明の明るさを変化させると、芯材表面や、芯材の両面に積層された表面反射率の低い材料である活物質等と、背景画像との明るさは全体的に明るくなったり、全体的に暗くなってしまい、コントラストの改善が認められなかった。
そのため、バリの検出精度が向上せず、活物質等に埋もれている微小なバリを検出するのは困難であった。

そこで本発明は、芯材とその両面に積層された表面反射率の低い材料との間にある芯材の微小な突起であっても、高精度で検出して積層シート材料の端面を検査する装置、ひいては、二次電池電極用シート材料の切断面の活物質等の中に埋もれている微小な芯材バリを高精度で検出してを検査する装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
芯材の両面に前記芯材よりも表面反射率の低い材料が形成された積層シート材料の端面を検査する装置であって、
前記端面の被観察領域を観察する観察部と、
前記端面の被観察領域に向けて光を照射する光源部と、
前記観察部で観察された前記被観察領域を観察画像として記録する画像記録部と、
前記画像記録部に記録された前記観察画像を読み出して画像処理を行う画像処理部と
を備え、
前記観察部は、
前記シート材料の主面の延長線上であって前記芯材端部の稜線と略直交する方向から前記被観察領域を観察できるように配置されており、
前記光源部は、
前記観察部と前記被観察領域とを結ぶ観察光軸に対して、第１主面側に傾いた第１主面側入射角（α１）をなして、前記光を照射するように配置された第１光源部と、
前記観察部と前記被観察領域とを結ぶ観察光軸に対して、第２主面側に傾いた第２主面側入射角（α２）をなして、前記光を照射するように配置された第２光源部と、
を含んで構成され、
前記画像処理部は、
前記観察画像に基づいて前記積層シート材料の芯材端部の稜線の位置を検出する稜線位置検出部と、
前記稜線よりも前記芯材の外側に突出した突起部の先端位置を検出する突起先端位置検出部とを備えている
ことを特徴とする、積層シート材料の端面を検査する装置である。

上記発明にかかる装置を用いるので、
芯材端面の稜線方向に所定の長さを有する照明光が、芯材端面の稜線に対して所定の入射角度（つまり、α１，α２）で照射されるため、芯材の両面にある低反射材料の明るさを変えることなく、芯材端面の稜線から発せられる強い散乱光を観察することができる。そうすることで、従来の技術では認識しづらかった芯材部およびその稜線を安定して認識することができ、その低反射率材料中に埋もれているような、芯材の微小な突起部のコントラストを向上させた状態で、端面を検査することができる。

請求項２に記載の発明は、
前記画像記録部に記録された観察画像は、当該観察画像の芯材の見かけ厚みが、実際の芯材の厚みよりも厚い状態で観察されて記録されており、
前記画像処理部において、
前記稜線位置検出部では、前記観察画像に基づいて前記積層シート材料の芯材端部の見かけの稜線の位置が検出され、
前記突起先端位置検出部では、前記芯材端部の見かけの稜線よりも前記芯材の外側に突出した突起部の先端位置が検出される
ことを特徴とする請求項１に記載の、積層シート材料の端面を検査する装置である。

上記発明にかかる装置を用いれば、
斜光照明の主面側入射角度（つまり、α１，α２）を所定の角度に設定することで、芯材の両面にある低反射材料の明るさを変えることなく、エッジ散乱成分の光が強くなった状態にすることができる。そうすることで、観察の際の芯材の稜線の位置や、芯材の微小な突起部の先端位置を、より検出しやすい状態で観察することができる。

請求項３に記載の発明は、
前記第１主面側入射角（α１）及び第２主面側入射角（α２）が、
３０°〜６０°の範囲内である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の、積層シート材料の端面を検査する装置である。

上記発明にかかる装置を用いれば、
芯材の外側にある低反射率材料からの明るさは変えることなく、芯材端面の稜線から発せられる強い散乱光を観察することができる。そうすることで、認識しづらい芯材部およびその稜線を安定して認識することができ、その低反射率材料中に埋もれているような、芯材の微小な突起部のコントラストを向上させる条件の範囲内で、端面を検査することができる。

請求項４に記載の発明は、
第１光源部には、前記第１主面側入射角（α１）を変更する第１入射角度調節機構
が取り付けられており、
第２光源部には、前記第２主面側入射角（α２）を変更する第２入射角度調節機構
が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１〜３に記載のいずれかに記載の、積層シート材料の端面を検査する装置である。

上記発明にかかる装置を用いれば、
最適条件の異なる複数の検査対象に対して、段取り替えが容易となり、設定条件を迅速に切り替えることができる。

請求項５に記載の発明は、
前記積層シート材料が、
芯材となる金属箔の両面に活物質又は炭素材料が成膜された二次電池電極用シート材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の、積層シート材料の端面を検査する装置である。

上記発明にかかる装置を用いれば、
斜光照明の主面側入射角度（つまり、α１，α２）を所定の角度に設定することで、芯材の外側にある活物質等の明るさを変えることなく、二次電池電極用シート材料の切断面の活物質等の中に埋もれている微小な芯材バリのコントラストを向上させた状態で検出することができる。さらに、斜光照明の主面側入射角度を適宜設定することで、微小な芯材バリのコントラストをより向上させて検出を容易にすることができる。

本発明によれば、従来の技術では検出しづらかった、芯材とその両面に積層された表面反射率の低い材料との間にある芯材の微小な突起を、高精度で検出して検査することができる。また、検査対象物が二次電池電極用シート材料であれば、切断面の活物質等の中に埋もれている微小な芯材バリを高精度で検出して検査することができる。

本発明を具現化する形態の一例を示す平面図及び側面図である。 本発明を具現化する形態の一例を示すシステム構成図である。 本発明を具現化する形態で観察された画像の一例を示すイメージ図である。 本発明を具現化する別の形態で観察された画像の一例を示すイメージ図である。 本発明を具現化する別の形態における照明入射角度と、各部の撮像画素輝度値並びに芯材の見かけ厚さ倍率との関係を示すグラフ。 従来技術に基づく形態の一例を示す平面図及び側面図である。 従来技術に基づく形態における照明入射角度と観察された芯材の厚みとの関係を示すグラフ。

本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。以下の説明においては、本発明を具現化する例として、シート材料の１つの辺の端面を観察することに着目して説明を行う。
図１は、本発明を具現化する形態の一例を示す平面図及び側面図であり、図１（ａ）は本発明を構成する観察部２と、光源部３と、積層シート材料１０ｎを、積層シート材料１０ｎの第１主面１０ａ側から見た平面図であり、図１（ｂ）はそれらを積層シート材料１０ｎの断面方向からみた側面図である。
各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。特にＺ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。

本発明にかかる検査装置１は、観察部２と、光源部３とを含んで構成されている。
観察部２は、撮像カメラ２１とレンズ２２とを含んで構成されており、観察光軸２５を中心として、積層シート材料の端面１０ｅの被観察領域１０ｖを観察できるように構成されている。このとき、図１（ａ）に示すように平面視した場合、観察光軸２５は積層シート材料の端面１０ｅの稜線と略直交する方向と同じである。また、図１（ｂ）に示すように側面から見た場合、撮像カメラ２１は、積層シート材料１０ｎの第１主面１０ａ及び第２主面１０ｂの延長線上に配置されている。

光源部３は、第１光源部３ａと、第２光源部３ｂとを含んで構成されており、第１光源部３ａは、筐体３１ａと、筐体３１ａに組み込まれた発光部３２ａと、発光部３２ａに接続されて発光部３２ａから照射される光の量を調節するための光量調整ユニット３３ａとを含んで構成されている。同様に、第２光源部３ｂは、筐体３１ｂと、筐体３１ｂに組み込まれた発光部３２ｂと、発光部３２ｂに接続されて発光部３２ｂから照射される光の量を調節するための光量調整ユニット３３ｂとを含んで構成されている。

第１光源部３ａの発光部３２ａは、積層シート材料の端面１０ｅの稜線方向に所定の長さを有している。発光部３２ａから照射された光は、照射光軸３５ａを中心として、積層シート材料の端面１０ｅの被観察領域１０ｖに向けて、第１主面１０ａ側から照射される。このとき、発光部３２ａから照射された光の照射光軸３５ａは、図１（ａ）に示すように平面視した場合は、被観察領域に対する垂線１５ｖ及び観察光軸２５と同じ方向である。一方、図１（ｂ）に示すように側面から見た場合、発光部３２ａから照射された光の照射光軸３５ａは、第１主面１０ａ側から被観察領域に対する垂線１５ｖに対して、入射角度α１をなしている。

同様に、第２光源部３ｂの発光部３２ｂは、積層シート材料の端面１０ｅの稜線方向に所定の長さを有しており、発光部３２ｂから照射された光は、照射光軸３５ｂを中心として、積層シート材料の端面１０ｅの被観察領域１０ｖに向けて、第２主面１０ｂ側から照射される。このとき、発光部３２ｂから照射された光の照射光軸３５ｂは、図１（ａ）に示すように平面視した場合は、被観察領域に対する垂線１５ｖ及び観察光軸２５と同じ方向である。一方、図１（ｂ）に示すように側面から見た場合、発光部３２ｂから照射された光の照射光軸３５ｂは、第２主面１０ｂ側から被観察領域に対する垂線１５ｖに対して、入射角度α２をなしている。

各構成部品は、積層シート材料の端面１０ｅに対して図１（ａ）、図１（ｂ）に図示するような位置に配置されるように、不図示のフレームや固定ブラケットなどを介して取り付けられている。また、積層シート材料の端面１０ｅは、第１主面１０ａ及び第２主面１０ｂに対して、垂直である場合のみならず、うねりや垂れを伴う場合もあるので、撮像カメラ２１及びレンズ２２は、被観察領域１０ｖ内がピントの合う状態となるようにしておく。

つまり、積層シート材料の端面１０ｅの被観察領域１０ｖと垂直な方向に垂線１５ｖを規定すると、図１（ａ）に示すように平面視した場合にも、図１（ｂ）に示すように側面から見た場合にも、被観察領域に対する垂線１５ｖと観察光軸２５とが同じになるように配置しておく。

本発明にかかる検査装置１は、さらに画像記録部４、画像処理部５とを含んで構成されている。
図２は、本発明を具現化する形態の一例を示すシステム構成図である。

光源部３の光量調整ユニット３３ａと光量調整ユニット３３ｂは、後述の制御ユニット９５と接続して用いても良いし、制御ユニット９５と接続せずに単独で用いても良い。
画像記録部４は、撮像カメラ２１と接続されており、観察部２で観察された被観察領域を観察画像として記録するものである。画像処理部５は、画像記録部４と接続されており、画像記録部４に記録された観察画像を読み出して画像処理を行うものである。
具体的には、画像記録部４と画像処理部５は、一般に入手可能な画像処理ユニット９６の画像入力機能及び画像処理機能を用いて具現化することができる。

さらに画像処理部５には、稜線位置検出部５１と、突起先端位置検出部５２とが備えられている。稜線位置検出部５１は、観察画像に基づいて積層シート材料の芯材端部の稜線の位置を検出するものである。突起先端位置検出部５２は、稜線よりも芯材の外側に突出した突起部の先端位置を検出するものである。具体的には、稜線位置検出部５１と突起先端位置検出部５２とは、画像処理部５における、画像処理プログラムの処理ブロックで構成されており、画像処理ユニット９６の画像処理機能を用いて具現化することができる。

例えば、記録された観察画像に対して２段階２値化処理を行い、白色、灰色、黒色の画像が取得されるような前処理を行うように処理ブロックがプログラミングされている。そうすることで、明画像として観察された芯材端面や、芯材突起部は白色、活物質等の芯材よりも表面反射率の低い材料が形成された部分は灰色、それ以外の背景部分は黒色の画像として取得される。

［本発明による検査］
図３は、本発明を具現化する形態で観察された画像の一例を示すイメージ図である。積層シート材料の端面１０ｅの被観察領域１０ｖが、撮像カメラ２１で観察され、画像記録部４に記録された観察画像のイメージを示している。図３に示すイメージ図には、シート材料１０ｎを構成する芯材１０ｃと、第１主面１０ａ側及び第２主面１０ｂ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄと、芯材１０ｃと低反射率の材料の層１０ｄとの境界を示す稜線１０ｆと、背景１０ｇが含まれている。稜線１０ｆは、芯材１０ｃの第１主面１０ａ側及び第２主面１０ｂ側にそれぞれあり、それら稜線１０ｆ間の距離が、芯材１０ｃの厚みｔ１として観察されている。

また、図３に示すイメージ図には、芯材１０ｃから伸びた大きなバリＢ１と、小さなバリＢ２が含まれている。この大きなバリＢ１は、第一主面１０ａ側に伸びており、その先端が第一主面１０ａ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄよりも外側（図では上）に突き出ている状態で観察されている。また、小さなバリＢ２は、第一主面１０ａ側に伸びているが、第一主面１０ａ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄの中に埋もれている状態で観察されている。このバリＢ１およびＢ２を安定して認識するためには、稜線１０ｆを安定して認識することが重要である。

なお、画像処理部５では、読み出した観察画像に基づいて、芯材１０ｃ及びバリＢ１，Ｂ２は、明るい灰色の画像として、芯材１０ｃの第一主面１０ａ及び第二主面１０ｂ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄは、それぞれ暗い灰色の画像として、背景部分１０ｇは、黒色の画像として認識される。

そして、稜線位置検出部５１では、前記読み出した観察画像の明るい灰色と、暗い灰色との境界部分の位置を検出し、ｙ方向に平均化処理や多点フィッティング処理をするなどして、連続した稜線１０ｆの位置が検出される。

さらに、突起先端位置検出部５２では、前記稜線１０ｆよりも外側（芯材１０ｃに対して第一主面１０ａ側及び第二主面１０ｂ側）にある、明るい灰色部分と、暗い灰色部分或いは黒色部分との境界位置を検出したり、芯材部分を矩形フィッティングしたものを正常な芯材部分と判断し、それとの差分処理をするなどして、バリＢ１，Ｂ２の先端位置を検出する。
この様にすることで、前記稜線１０ｆよりも芯材１０ｃの外側に突出した突起部の先端位置を検出することができる。

［バリエーション］
本発明を適応するにあたっては、第１主面側入射角α１や第２主面側入射角α２を適宜調節し、芯材１０ｃの見かけ上の厚みｔ２が、本来の厚みｔ１よりも厚くなるように観察されることが好ましい。これは、単に照明の明るさを明るくするのではなく、前記角度α１，α２を調節して、芯材１０ｃの稜線１０ｆで反射される（いわゆる、エッジ散乱成分の）光が強くなった状態とすることで具現化できる。そうすることで、前記稜線１０ｆには、ハレーションに似た現象が生じ、バリも検出しやすくなる。丁度、画像処理でいうところの膨張処理を施したような観察画像を取得することができる。

図４は、本発明を具現化する別の形態で観察された画像の一例を示すイメージ図である。積層シート材料の端面１０ｅの被観察領域１０ｖが、撮像カメラ２１で観察され、芯材１０ｃの見かけ上の厚みｔ２が、本来の厚みｔ１よりも厚くなるように観察されている状態の画像イメージを示している。図４に示すイメージ図には、シート材料１０ｎを構成する芯材１０ｃと、第１主面１０ａ側及び第２主面１０ｂ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄと、芯材１０ｃと低反射率の材料の層１０ｄとの見かけの境界を示す稜線１０ｈと、背景１０ｇが含まれている。見かけの稜線１０ｈは、コントラストが高く、より安定して認識することが可能で、芯材１０ｃの第１主面１０ａ側及び第２主面１０ｂ側にそれぞれあり、それら見かけの稜線１０ｈ間の距離が、芯材１０ｃのみかけの厚みｔ２として観察されている。

また、図４に示すイメージ図には、芯材１０ｃから伸びた大きなバリＢ１’と、小さなバリＢ２’が含まれている。この大きなバリＢ１’は、第一主面１０ａ側に伸びており、その先端が第一主面１０ａ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄよりも外側（図では上）に突き出ている状態で観察されている。また、小さなバリＢ２’は、第一主面１０ａ側に伸びているが、第一主面１０ａ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄの中に埋もれている状態で観察されている。いずれのバリＢ１’，Ｂ２’も、図３で示したバリＢ１，Ｂ２よりも明るく、大きい状態で観察されている。

なお、画像処理部５では、読み出した観察画像に基づいて、芯材１０ｃ及びバリＢ１’，Ｂ２’は、白色の画像として、芯材１０ｃの第一主面１０ａ及び第二主面１０ｂ側に形成された低反射率の材料の層１０ｄは、それぞれ灰色の画像として、背景部分１０ｇは、黒色の画像として認識される。

そして、稜線位置検出部５１では、前記読み出した観察画像の白色と、灰色との境界部分の位置を検出し、ｙ方向に平均化処理や多点フィッティング処理をするなどして、連続した見かけの稜線１０ｈの位置が検出される。

さらに、突起先端位置検出部５２では、前記見かけの稜線１０ｈよりも外側（芯材１０ｃに対して第一主面１０ａ側及び第二主面１０ｂ側）にある、白色と、灰色部分或いは黒色部分との境界位置を検出したり、芯材部分を矩形フィッティングしたものを正常な芯材部分と判断し、それとの差分処理をするなどして、バリＢ１’，Ｂ２’の先端位置を検出する。
この様にすることで、前記見かけの稜線１０ｈよりも芯材１０ｃの外側に突出した突起部の先端位置を検出することができる。

さらに、活物質と背景との境界位置を認識することで、活物質のバリや欠けを検出することも可能である。活物質のバリや欠けは芯材のバリのように発火につながる欠陥としての注目度は低いが、活物質がはがれてコンタミになったり、塗工プロセスの不良を発見するためにも重要である。

［照明の角度］
本発明を適用させて、積層シート材料の端面を観察すると、照明の入射角度が変わると、芯材の見かけ厚さが変化し、それとととに芯材１０ｃ、及びバリＢ１，Ｂ２などの突起部の明るさが変化する。

図５は、本発明を具現化する別の形態における照明入射角度と、各部の撮像画素輝度値並びに芯材の見かけ厚さ倍率との関係を示すグラフである。
図５では、二次電池電極用シート材料の端面を観察したときの、照明の入射角度α１，α２を横軸とし、照明の入射角度α１，α２を変化させたときの、芯材、活物質表面、背景の各部を撮像して得られた画素輝度値を第１縦軸（左側）、芯材の見かけ厚さ倍率を第２縦軸（右側）として示すグラフでる。なお、ここで言う芯材の見かけ厚さ倍率とは、芯材の本来の厚さｔ１に対する見かけ厚さｔ２であり、ｔ２／ｔ１（倍）で表している。

具体的には、照明からの照射光軸３５ａ，３５ｂを、観察光軸２５に対して各主面方向に傾け、入射角度α１，α２をそれぞれ１５度、３０度、４５度、６０度と変化させた場合について、得られたデータがプロットされている。

入射角度α１，α２を変えた場合、背景１０ｇの明るさに変化は無く、低反射率の材料である活物質表面の明るさは若干明るくなる程度で大きな変化は認められなかった。一方、芯材表面の明るさは、入射角度α１，α２が大きくなるのに比例して明るくなった。これは、入射角度α１，α２が大きくなるにつれて、芯材端部の稜線１０ｆからの散乱光の強度が、大きくなるためである。
そして、芯材表面の明るさが明るくなることで、見かけの稜線１０ｈが、本来の稜線１０ｆよりも芯材の外側に位置するように見える。その結果、芯材の見かけの厚さｔ２が、実際の芯材の厚みｔ１よりも厚く見えるようになる。

芯材の見かけの厚さｔ２が、実際の芯材の厚みｔ１よりも厚く見える状態では、芯材バリも相対的に明るく撮像される。そのため、低反射率の材料である活物質等の中に潜む微小な芯材バリは、入射角度α１，α２を大きくすることで、検出しやすくなる。
一方、入射角度α１，α２を大きくすると、芯材の見かけの厚さが増えるため、検出したいバリの高さよりも外側になってしまい、その内側にある微小なバリの検出ができなくなる。

一般的には、実際の芯材の厚みｔ１に対して、その厚みの半分（つまり、ｔ１／２）の高さのバリの検出が求められる。これは、芯材の両面に塗工された活物質等中に潜むバリが、後に表面に表れ、セパレータを突き破り、ショートを引き起こす原因となりうるかあらである。そのため、見かけ上の芯材の太さが第１主面側にｔ１／２、第二主面側にｔ１／２以下となるように（つまり、見かけ上の芯材の厚みｔ２が、実際の厚みｔ１の２倍以下となるように）、照明の入射角度α１，α２を設定しておくことがより好ましい。

このような条件は、照明の角度が６０度以下の場合に具現化される。逆に、照明の入射角度α１，α２が６０度を超えると、見つけたい大きさのバリが見つからないという状態になってしまう。つまり、照明の入射角度α１，α２は、６０度以下が好ましいと言える。

［照明角度調整］
光源部３の筐体３１ａ，３１ｂは、照射光軸３５ａ，３５ｂが被観察領域１０ｖに対して所定の入射角度α１，α２となるように固定されている形態や、手作業によって別の角度に設定できるような形態が例示できる。
図２を用いて説明すれば、検査装置１は、第１光源部３ａの筐体３１ａを第１の入射角度調整機構６１ａに取り付け、第２光源部３ｂの筐体３１ｂを第２の入射角度調整機構６１ｂに取り付けておき、第１の入射角度調整機構６１ａ及び第２の入射角度調整機構６１ｂを制御ユニット９５と接続しても良い。
制御ユニット９５は、市販のプログラマブルコントロールユニットを用いて構成することができ、第１の入射角度調整機構６１ａ及び第２の入射角度調整機構６１ｂに対して所定の設定値をデータ伝送したり、所定の角度になるように所定のパルス信号を送信するように構成されている。そのため、照明の筐体３１ａ，３１ｂの角度が適宜調節される。また、検査対象が多数あり、それらを検査するための最適条件が異なる場合、それぞれの検査対象に対する最適条件を予めメモリーなどに登録しておき、適宜読み出して、最適条件である入射角度α１，α２に設定変更するように構成しておく。
前述の光量調整ユニット３３ａ，３３ｂは、制御ユニット９５と接続して用いることが好ましい。制御ユニット９５は、光量調整ユニット３３ａ，３３ｂに対し、明るさ調整のための制御信号を出力するように構成されている。光量調整ユニット３３ａ，３３ｂに対する明るさ設定値も、前記照明の角度と同様に検査対象が多数あり、それらを検査するための最適条件が異なる場合、それぞれの検査対象に対する最適条件を予めメモリーなどに登録しておき、適宜読み出して、最適条件である明るさ設定値に変更するように構成しておく。

［連続検査］
検査装置１は、積層シート材料の端面１０ｅの所定部位を被観察領域１０ｖとして観察できるように構成されていれば良く、被観察領域１０ｖと撮像カメラ２１とが相対移動しない形態でも本発明を適用させることができる。一方、被観察領域１０ｖと撮像カメラ２１とを相対移動させて、相対移動中に光源部３をストロボ発光させながら連続撮像を行う形態にも本発明を適用させることができる。このような相対移動中に連続撮像を行う形態の場合、観察部２と光源部３に対して積層シート材料１０ｎを相対移動させる移動手段８を用い、制御ユニット９５と移動手段８とを接続し、制御ユニット９５の指令に基づいて相対移動させるようにしても良い。移動手段８としては、グリップフィーダと呼ばれるものや、複数の回転ローラで構成された、シート材搬送ユニットを用いて構成することができる。そうすれば、所定の長さを有する積層シート材料１０ｎを所定の方向に移動させ、その端面を連続的に検査することができる。

［適用範囲］
上述の説明では、主として二次電池用電極シート材料の切断面を観察し、活物質等の中に潜む微小な芯材バリを検出する形態について説明した。しかし、本発明はこれに限定されることなく、積層体の各層を安定して認識し、あるいはその稜線を安定して認識することで、欠陥を検出したり、寸法を測定するような様々な形態についても適用することができる。

１ 検査装置
２ 観察部
３ 光源部
３ａ 第１光源部
３ｂ 第２光源部
３ｚ 従来の光源部
４ 画像記録部
５ 画像処理部
６ 入射角度調整機構
８ 移動手段
９ 制御部
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
１０ｃ 芯材
１０ｄ 表面反射率の低い材料の層
１０ｅ 積層シート材料の端面
１０ｆ 稜線
１０ｈ 見かけの稜線
１０ｎ 積層シート材料
１０ｖ 被観察領域
１５ｖ 被観察領域に対する垂線
２１ 撮像カメラ
２２ レンズ
２５ 観察光軸
２５ｚ 従来の観察光軸
３１ａ 筐体
３２ａ 発光部
３３ａ 光量調整ユニット
３５ａ 照射光軸
３１ｂ 筐体
３２ｂ 発光部
３３ｂ 光量調整ユニット
３５ｂ 照射光軸
３１ｚ 筐体
３２ｚ 発光部
３５ｚ 従来の照射光軸
５１ 稜線位置検出部
５２ 突起先端位置検出部
６１ａ 第１の入射角度調整機構
６１ｂ 第２の入射角度調整機構
９０ 制御用コンピュータ
９１ 情報入力手段
９２ 情報出力手段
９３ 発報手段
９４ 情報記録手段
９５ 制御ユニット
９６ 画像処理ユニット
Ｂ１ 大きなバリ
Ｂ２ 小さなバリ
ｔ１ 芯材の厚み
ｔ２ 見かけ上の芯材の厚み
α１ 第１主面入射角度
α２ 第２主面入射角度
βｚ 側方照射角度

Claims (5)

1. 芯材の両面に前記芯材よりも表面反射率の低い材料が形成された積層シート材料の端面を検査する装置であって、
   前記端面の被観察領域を観察する観察部と、
   前記端面の被観察領域に向けて光を照射する光源部と、
   前記観察部で観察された前記被観察領域を観察画像として記録する画像記録部と、
   前記画像記録部に記録された前記観察画像を読み出して画像処理を行う画像処理部と
   を備え、
   前記観察部は、
   前記シート材料の主面の延長線上であって前記芯材端部の稜線と略直交する方向から前記被観察領域を観察できるように配置されており、
   前記光源部は、
   前記観察部と前記被観察領域とを結ぶ観察光軸に対して、第１主面側に傾いた第１主面側入射角（α１）をなして、前記光を照射するように配置された第１光源部と、
   前記観察部と前記被観察領域とを結ぶ観察光軸に対して、第２主面側に傾いた第２主面側入射角（α２）をなして、前記光を照射するように配置された第２光源部と、
   を含んで構成され、
   前記画像処理部は、
   前記観察画像に基づいて前記積層シート材料の芯材端部の稜線の位置を検出する稜線位置検出部と、
   前記稜線よりも前記芯材の外側に突出した突起部の先端位置を検出する突起先端位置検出部とを備えている
   ことを特徴とする、積層シート材料の端面を検査する装置。
2. 前記画像記録部に記録された観察画像は、当該観察画像の芯材の見かけ厚みが、実際の芯材の厚みよりも厚い状態で観察されて記録されており、
   前記画像処理部において、
   前記稜線位置検出部では、前記観察画像に基づいて前記積層シート材料の芯材端部の見かけの稜線の位置が検出され、
   前記突起先端位置検出部では、前記芯材端部の見かけの稜線よりも前記芯材の外側に突出した突起部の先端位置が検出される
   ことを特徴とする請求項１に記載の、積層シート材料の端面を検査する装置。
3. 前記第１主面側入射角（α１）及び第２主面側入射角（α２）が、
   ３０°〜６０°の範囲内である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の、積層シート材料の端面を検査する装置。
4. 第１光源部には、前記第１主面側入射角（α１）を変更する第１入射角度調節機構
   が取り付けられており、
   第２光源部には、前記第２主面側入射角（α２）を変更する第２入射角度調節機構
   が取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の、積層シート材料の端面を検査する装置。
5. 前記積層シート材料が、
   芯材となる金属箔の両面に活物質又は炭素材料が成膜された二次電池電極用シート材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の、積層シート材料の端面を検査する装置。

Images