JP6676573B2 - 検査装置及び巻回装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池等に用いられる巻回素子を検査するための検査装置、及び、当該検査装置を備えた巻回装置に関する。

巻回素子としては、リチウムイオン電池等の二次電池に用いられるものが知られている。この種の巻回素子は、正極活物質の塗布された正電極シートと負極活物質の塗布された負電極シートとが、両電極シートを絶縁するためのセパレータシートを介した状態で、回転可能な巻芯により巻取られることによって製造される。

ところで、各シートの巻回中にシートに巻きずれ（シート幅方向への位置ずれ）が起きてしまったり、活物質の塗布位置にずれがあったりすることなど、巻回素子の構成部においてシート幅方向に沿った位置ずれが生じてしまうおそれがある。このような位置ずれは、例えば短絡等の原因となってしまい、巻回素子における品質の低下を招いてしまうおそれがある。

そこで、巻きずれの有無を検知する検査装置として、巻芯（回転軸）よりも上流におけるシートの搬送経路に対応して配設された撮像手段（撮影装置）によって、セパレータシートと当該セパレータシートを透かして電極シートとを撮像し、得られた画像データに基づき巻きずれに関する検査を行うものが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

しかしながら、この検査装置は、巻芯により巻取られる前におけるシートの位置ずれを検知するものに過ぎない。従って、この検査装置による良否判定の結果と、各シートを巻取ることで得られた実際の巻回素子における良否とが必ずしも一致しない可能性がある。そのため、巻回素子の品質に関する良否を正確に判定することができないおそれがある。

これに対し、巻芯に巻き付けられた各シートを撮像し、得られた画像に基づき巻回素子における巻きずれの有無を判定する検査装置が提案されている（例えば、特許文献２，３等参照）。

特開２００９−１７０１３６号公報 特開２００６−１４５２９８号公報 特開２０１６−５８１７９号公報

ところで、上記のような検査装置において、検査に係る信頼性を高めるという観点では、計測分解能（画像の解像度）を極力高くすることが好ましい。

しかしながら、計測分解能を高めると、結果的に、撮像手段における被写界深度が浅くなってしまう。そのため、各シートの巻取りが進むに伴い、撮像手段と撮像対象となる各シートとの間の距離が変動すると、撮像範囲内の各シートのうちの少なくとも一部にピントを合わせることができず、得られた撮像画像の少なくとも一部がぼけてしまうおそれがある。そして、撮像画像内の予め設定された一定位置にて検査を行うこととした場合、この一定位置が画像のぼけた部分になっていると、検査を正確に行うことができないおそれがある。

このように、計測分解能を高めるべく被写界深度を浅いものとすれば、巻回に伴う各シート及び撮像手段間の距離の変動に十分に対応することができず、結果的に、検査に係る信頼性を十分に高めることができないおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、巻回素子の品質に関する良否をより正確に判定することができるとともに、検査に係る信頼性を十分に高めることができる検査装置及び巻回装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．絶縁素材よりなる帯状のセパレータシートを介して、活物質の塗布された帯状の正電極シートと負電極シートとを交互に重ね合わせた状態で回転可能な巻芯により巻取ることによって製造される巻回素子の製造過程において用いられる検査装置であって、
前記巻芯に巻き付けられた前記セパレータシート、前記正電極シートおよび前記負電極シートであるところの各シートを検査対象として、当該検査対象に対し所定の光を照射する照射手段と、
前記照射手段により光の照射された前記検査対象を撮像し、撮像画像を取得する撮像手段と、
前記巻芯により前記各シートを巻取っている状態で、前記撮像手段により前記検査対象を連続撮像させる連続撮像実行手段と、
１枚の前記撮像画像における前記検査対象のエッジ部分を横切る複数の輝度確認箇所のそれぞれにおける輝度の変化態様に基づき、前記１枚の撮像画像の中から前記撮像手段のピントが合っている前記輝度確認箇所を判定対象箇所として検出する判定対象検出手段と、
前記撮像画像における前記判定対象箇所に対応する部分に基づき、前記検査対象の良否を判定する良否判定手段とを備えることを特徴とする検査装置。

尚、「巻芯に巻き付けられた」とあるのは、自身の下層に位置する巻芯の外周面やシートに対し浮き上がることなく、密着していることを意味する。また、「エッジ部分」とあるのは、換言すれば、シートの幅方向端縁ということができる。

上記手段１によれば、巻芯に巻き付けられた電極シートやセパレータシートを検査対象として、当該検査対象を撮像手段によって撮像し、得られた撮像画像に基づき、良否判定手段が検査対象の良否を判定する。すなわち、良否判定手段は、実際に巻き取られた状態の検査対象に対し、良否の判定を行う。良否判定は、例えば、シートの巻きずれの有無に関して行ってもよいし、電極シートにおける活物質の塗布された部位（活物質塗工部）の位置や電極シートに設けられたタブの位置など、その他の項目に関して行ってもよい。実際に巻き取られた状態の検査対象に対し良否判定を行うことで、巻回素子の品質に関する良否をより正確に判定することができる。

また、上記手段１によれば、判定対象検出手段は、１枚の撮像画像における検査対象のエッジ部分を横切る複数の輝度確認箇所のそれぞれにおける輝度の変化態様に基づき、この１枚の撮像画像の中から、撮像手段のピントが合っている輝度確認箇所を判定対象箇所として検出する。例えば、判定対象検出手段は、１枚の撮像画像の中に、エッジ部分がぼやけており、輝度が緩やかに変化する輝度確認箇所と、エッジ部分がぼやけておらず、輝度が急峻に変化する輝度確認箇所とがある場合、後者の輝度確認箇所をピントの合っている判定対象箇所として検出する。従って、巻回開始直後であって、巻芯に巻回された各シートが薄い段階で得られた撮像画像では、各シートのうち撮像手段に比較的接近していた部位に対応する箇所を判定対象箇所として検出することができる。一方、巻回がある程度進み、巻芯に巻回された各シートが厚くなった段階で得られた撮像画像では、各シートのうち撮像手段から比較的離間していた部位に対応する箇所を判定対象箇所として検出することができる。これにより、被写界深度を浅くして計測分解能を高めつつ、巻芯に巻回された各シートの径（厚さ）が変動していっても、ピントの合っている判定対象箇所をより確実に得ることができる。すなわち、いわばトレードオフの関係にある、計測分解能を高めること、及び、被写界深度を深くすること（ピントの合う範囲を広げること）の双方を同時に実現した場合と同様の効果を得ることができる。

そして、良否判定手段は、撮像画像のうち判定対象検出手段により検出された判定対象箇所に対応する部分、すなわち、撮像画像のうちピントの合っている部分に基づき、検査対象の良否を判定する。これにより、検査に係る信頼性を十分に高めることができる。

さらに、上記手段１によれば、単に連続撮像を行うため、複雑な撮像制御などを行う必要がない。従って、処理負担の低減を効果的に図ることができる。

手段２．前記巻芯における前記各シートが巻き取られる外周面は、断面非円形状をなしており、前記巻芯の回転に伴い前記巻芯の外周面から前記撮像手段までの距離が変動するように構成されていることを特徴とする手段１に記載の検査装置。

上記手段２によれば、巻芯における各シートの巻き取られる外周面は断面非円形状をなしており、巻芯の外周面から撮像手段までの距離は、巻芯の回転角度に応じて変動する。そのため、巻芯が１回転する間に得られた複数の撮像画像の中から、ピントの合っている判定対象箇所をより確実に検出することができる。これにより、巻芯に巻回された各シートの径（厚さ）がより広範囲に亘って変動する場合であっても、ピントの合っている判定対象箇所をより確実に得ることができる。その結果、検査に係る信頼性をより高めることができる。

手段３．前記撮像手段は、
前記判定対象検出手段を有するとともに、
連続撮像により得た複数の前記撮像画像を記憶する画像メモリと、
前記画像メモリに記憶された前記撮像画像及び当該撮像画像に係る情報の少なくとも一方を外部に出力する出力手段とを具備し、
前記判定対象検出手段は、前記画像メモリに記憶された複数の前記撮像画像の中から前記判定対象箇所を有するものである判定対象画像を検出し、
前記出力手段は、前記画像メモリに記憶された複数の前記撮像画像のうちの前記判定対象画像及び当該判定対象画像に係る情報の少なくとも一方を外部に出力するように構成されていることを特徴とする手段１又は２に記載の検査装置。

上記手段３によれば、撮像手段は、判定対象検出手段と、連続撮像により得た複数の撮像画像を記憶するための画像メモリとを有する。そして、判定対象検出手段は、画像メモリに記憶された複数の撮像画像の中から、ピントの合っている判定対象箇所を有するものを判定対象画像として検出する。従って、判定対象画像を検出するにあたって、撮像手段と外部との間でデータのやり取りを行う必要はなく、撮像手段の内部にて検出処理を行うことができる。これにより、判定対象画像を素早く検出することができる。

また、上記手段３によれば、出力手段は、画像メモリに記憶された複数の撮像画像のうち、判定対象画像、及び／又は、当該判定対象画像に係る情報（例えば、良否判定手段による判定結果など）を外部に出力する。従って、連続撮像により得られた複数の撮像画像を全て出力する場合と比較して、外部に出力されるデータ量を比較的少なくすることができ、出力手段や出力手段及び外部を結ぶ伝送路として、処理能力や通信能力などの優れた特別なものを用いる必要がなくなる。これにより、一般的な伝送系の技術（例えば、一般的な画像伝送技術など）を利用して、出力手段から外部へと画像や情報を送ることができる。また、撮像手段や画像等が入力される外部の装置における処理負担の低減を図ることができる。

手段４．前記撮像手段は、所定のレンズを有するとともに、当該レンズの光軸方向に沿って前記巻芯に対し相対移動可能に構成されていることを特徴とする手段１乃至３のいずれか１項に記載の検査装置。

上記手段４によれば、巻回素子が大型なものである場合など、巻回開始から巻回終了までの間に、巻取中における各シートの径の変動が非常に大きくなるような場合であっても、巻芯に対し撮像手段が相対移動することで、ピントの合っている判定対象箇所をより一層確実に検出することができる。従って、様々なサイズの巻回素子を精度よく検査することができる。

手段５．前記セパレータシートは、透明又は半透明であり、
前記撮像手段は、前記正電極シートおよび前記負電極シートであるところの両電極シートのうちの少なくとも一方を前記セパレータシートを透過して撮像することで、前記両電極シート及び前記セパレータシートを一度に撮像するように構成されていることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の検査装置。

上記手段５によれば、両電極シート及びセパレータシートを一度に撮像することができる。従って、少ない撮像回数で検査に必要な撮像画像を得ることができ、検査効率を向上させることができる。

手段６．前記撮像画像には、前記正電極シート及び前記負電極シートのエッジ部分が表れるように構成されており、
前記判定対象検出手段は、前記正電極シートのエッジ部分に対応する部位、及び、前記負電極シートのエッジ部分に対応する部位のそれぞれにおける輝度の変化割合に基づき、前記１枚の撮像画像内の中から前記判定対象箇所を検出することを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の検査装置。

上記手段６によれば、判定対象検出手段は、各電極シートのエッジ部分に対応する部位のそれぞれの輝度の変化割合に基づき、ピントの合っている判定対象箇所を検出する。例えば、複数の輝度確認箇所のうち、各エッジ部分に対応する部位の全てにおいて輝度が急峻に変化する箇所を、ピントの合っている判定対象箇所として検出する。従って、撮像画像のうち各シートのそれぞれが鮮明な部分（撮像手段のピントが合っている部分）に基づいて検査を行うことがより確実に可能となる。これにより、検査に係る信頼性をより向上させることができる。

手段７．手段１乃至６のいずれかに記載の検査装置を備えることを特徴とする巻回装置。

上記手段７によれば、基本的には上記手段１等と同様の作用効果が奏されることとなる。

電池素子の構成を示す斜視模式図である。 電池素子の構成を示す平面模式図である。 巻回装置の概略構成図である。 巻回部の概略構成図である。 カメラの電気的構成を示すブロック図である。 巻回工程のフローチャートである。 撮像検査処理のフローチャートである。 検査処理のフローチャートである。 撮像・検出・出力処理のフローチャートである。 輝度確認箇所などを説明するための撮像画像の模式図である。 ピントの合っていない輝度確認箇所における輝度の変化を模式的に示すグラフである。 ピントの合っている輝度確認箇所における輝度の変化を模式的に示すグラフである。 カメラによって得られる撮像画像の模式図である。 各種シートの巻回を開始した直後において、カメラのピントが合う位置などを示す模式図である。 各種シートの巻回が終了する直前において、カメラのピントが合う位置などを示す模式図である。 巻回が開始される際の巻回部の概略構成図である。 セパレータシートが切断される際の巻回部の概略構成図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、巻回装置によって得られる巻回素子としてのリチウムイオン電池素子の構成について説明する。

図１及び図２に示すように、リチウムイオン電池素子１（以下、単に「電池素子１」という）は、２枚のセパレータシート２，３を介して、正電極シート４及び負電極シート５が重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。尚、以下においては、セパレータシート２，３及び電極シート４，５を総称する場合、「各種シート２〜５」ということがある。

セパレータシート２，３は、それぞれ同一の幅を有する帯状をなしており、異なる電極シート４，５同士が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止すべく、ポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁素材により構成されている。セパレータシート２，３は、透明又は半透明である。従って、セパレータシート２，３を通して、正電極シート４や負電極シート５を視認することができるようになっている。

電極シート４，５は、薄板状の金属シートよりなり、その表裏両面には活物質が塗布されている。正電極シート４には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に正極活物質（例えば、マンガン酸リチウム粒子等）が塗布されている。負電極シート５には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に負極活物質（例えば、活性炭等）が塗布されている。

電極シート４，５は、連続塗工形態の電極シートであり、シート幅方向における所定部分が活物質塗工部４ａ，５ａ（図２中、散点模様を付した部位）となり、残りの部分が活物質不塗工部４ｂ，５ｂとなっている。そして、活物質塗工部４ａ，５ａを介して、正電極シート４及び負電極シート５間におけるイオン交換ができるようになっている。より詳しくは、充電時には、正電極シート４側から負電極シート５側へとイオンが移動し、放電時には、負電極シート５側から正電極シート４側へとイオンが移動する。

また、負電極シート５は、セパレータシート２，３よりも幅狭とされ、正電極シート４は、負電極シート５よりも幅狭とされている。そして、電池素子１においては、負電極シート５で正電極シート４が覆われた状態になっている。これにより、正電極シート４が負電極シート５で覆われないことに伴う不具合（例えば、正電極シート４に針状の析出物が形成され、セパレータシート２，３に傷がついてしまうこと等）が抑制され、電池素子１の品質向上が図られている。

さらに、正電極シート４の幅方向一端縁からは図示しない複数の正極リードが延出するとともに、負電極シート５の幅方向他端縁からは図示しない複数の負極リードが延出している。

リチウムイオン電池を得るに際しては、電池素子１が金属製で筒状をなす図示しない電池容器（ケース）内に配設されるとともに、前記正極リード及び負極リードがそれぞれまとめられる。そして、まとめられた正極リードを正極端子部品（図示せず）に接続するとともに、同じくまとめられた負極リードを負極端子部品（図示せず）に接続し、両端子部品が前記電池容器の両端開口に塞ぐように設けられることで、リチウムイオン電池を得ることができる。

次に、電池素子１を製造するための巻回装置１０について説明する。図３に示すように、巻回装置１０は、各種シート２〜５を巻回するための巻回部１１と、正電極シート４を巻回部１１へ供給するための正電極シート供給機構３１と、負電極シート５を巻回部１１へ供給するための負電極シート供給機構４１と、セパレータシート２，３をそれぞれ巻回部１１へ供給するためのセパレータ供給機構５１，６１と、良否判定手段及び連続撮像実行手段としての制御装置８１とを備えている。尚、上記巻回部１１や各供給機構３１，４１，５１，６１など、巻回装置１０内の各種装置は、制御装置８１により動作制御される構成となっている。

正電極シート供給機構３１は、正電極シート４がロール状に巻回されてなる正電極シート原反３２を備えている。正電極シート原反３２は、図示しない駆動手段によって回転可能な支持軸３３により支持されている。支持軸３３の回転に伴い、正電極シート原反３２から正電極シート４が引き出される。

また、正電極シート供給機構３１は、シート挿入機構７１と、シート切断カッタ７２と、テンション付与機構７３と、バッファ機構７５とを備えている。

シート挿入機構７１は、正電極シート４を巻回部１１へ供給するものであり、正電極シート４の搬送経路に沿って、巻回部１１に接近する接近位置と、巻回部１１から離間する離間位置との間を移動可能に構成されている。シート挿入機構７１は、正電極シート４を把持可能な一対のチャック７１ａ，７１ｂを備えている。チャック７１ａ，７１ｂは、図示しない駆動手段により開閉動作可能に構成されている。そして、正電極シート４を巻回部１１へ供給する際には、チャック７１ａ，７１ｂにより正電極シート４を把持した上で、シート挿入機構７１が巻回部１１側に接近するようになっている。

シート切断カッタ７２は、正電極シート４を切断するためのものであり、正電極シート４の表裏両側にそれぞれ位置する一対の刃部７２ａ，７２ｂを備えている。シート切断カッタ７２は、その一対の刃部７２ａ，７２ｂが正電極シート４を挟むように位置するシート切断位置と、正電極シート４の搬送経路外へ退避する退避位置との間を移動可能に構成されている。

尚、正電極シート４の切断は、前記チャック７１ａ，７１ｂにより正電極シート４が把持された状態で行われるようになっている。また、巻回部１１へと正電極シート４を供給すべく、シート挿入機構７１が巻回部１１側へ接近移動する際には、一対の刃部７２ａ，７２ｂがそれぞれ正電極シート４の搬送経路から離間することで、シート挿入機構７１の移動を阻害しないようになっている。

テンション付与機構７３は、一対のローラ７３ａ，７３ｂと、両ローラ７３ａ，７３ｂ間において揺動自在に設けられたダンサローラ７３ｃとを有している。ダンサローラ７３ｃは、所定の定トルクモータ（図示せず）により動作し、正電極シート４に対し常に一定の張力を付与するように構成されている。正電極シート４に張力が付与されることで、正電極シート４の弛み防止が図られている。

バッファ機構７５は、正電極シート原反３２から送り出された正電極シート４を一旦貯留するものである。バッファ機構７５は、一対の従動ローラ７５ａ，７５ｂと、両ローラ７５ａ，７５ｂ間において上下方向に変位可能に設けられた昇降ローラ７５ｃとを有している。昇降ローラ７５ｃは、正電極シート４の貯留量に基づき上下位置が変位する。

負電極シート供給機構４１は、その最上流側において、負電極シート５がロール状に巻回されてなる負電極シート原反４２を備えている。負電極シート原反４２は、図示しない駆動手段によって回転可能な支持軸４３により支持されている。支持軸４３の回転に伴い、負電極シート原反４２から負電極シート５が引き出される。

また、負電極シート供給機構４１は、正電極シート供給機構３１と同様に、シート挿入機構７１、シート切断カッタ７２、テンション付与機構７３及びバッファ機構７５を備えている。これらは、負電極シート５を対象として機能する点を除き、正電極シート供給機構３１に設けられたものと同様である。従って、これらについての詳細な説明は省略する。

一方、セパレータ供給機構５１，６１は、それぞれセパレータシート２，３がロール状に巻回されてなるセパレータ原反５２，６２を備えている。セパレータ原反５２，６２は、自由回転可能な状態で支持されており、ここから適宜セパレータシート２，３が引き出される。

さらに、セパレータ供給機構５１，６１は、電極シート供給機構３１，４１と同様に、テンション付与機構７３を備えている。当該テンション付与機構７３は、セパレータシート２，３を対象として機能する点を除き、正電極シート供給機構３１に設けられたものと同様である。従って、これについての詳細な説明は省略する。

また、各種シート２〜５の搬送経路の途中には、一対のニップローラ７８ａ，７８ｂが設けられている。ニップローラ７８ａ，７８ｂは、各種シート２〜５が同一の搬送経路に沿って搬送されるように各種シート２〜５を重ねた状態とするものである。巻回部１１に対しては、ニップローラ７８ａ，７８ｂにより重ねられた状態の各種シート２〜５が供給される。

加えて、ニップローラ７８ａ，７８ｂの回転量（本実施形態では、ニップローラ７８ｂの回転量）は、図示しないニップローラ用エンコーダにより把握可能となっている。そして、当該ニップローラ用エンコーダからニップローラ７８ｂの回転量に関する情報が制御装置８１へと入力されるようになっている。尚、ニップローラ７８ｂの回転量は、各種シート２〜５の送り量に対応したものとなる。

次に、巻回部１１の構成について説明する。図４に示すように、巻回部１１は、図示しない駆動機構により回転可能に設けられた相対向する２枚の円盤状のテーブルからなるターレット１２と、当該ターレット１２の回転方向に１８０°間隔で設けられた２つの巻芯１３，１４と、チャック部１５ａ，１５ｂと、セパレータカッタ１６と、巻回後の各種シート２〜５がばらけるのを抑えるための押えローラ１７と、所定の固定用テープを貼付するためのテープ貼付機構１８とを備えている。

巻芯１３，１４は、それぞれ自身の外周側において各種シート２〜５を巻取るためのものであり、図示しない駆動機構により自身の中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。巻芯１３，１４の回転量は、図示しない巻芯用エンコーダにより検出可能となっており、当該巻芯用エンコーダから巻芯１３，１４の回転量に関する情報が制御装置８１へと入力されるようになっている。

また、巻芯１３，１４は、ターレット１２の軸線方向（図４等の紙面奥行方向）に沿って、ターレット１２を構成する一方のテーブルに対し出没可能に設けられている。尚、巻芯１３，１４は、前記一方のテーブルから突出した状態となったときに、その先端部が他方のテーブルに形成された受け用の穴に挿通され、両テーブルによって回転可能な状態で支持されるようになっている。

加えて、巻芯１３，１４は、それぞれ回転軸と直交する断面において外形線が非円形状をなすように構成されている。本実施形態において、巻芯１３，１４は、自身の回転軸と直交する断面において、楕円形状をなしている。そのため、本実施形態では、巻芯１３，１４の回転に伴い、巻芯１３，１４の外周面から後述するカメラ２０までの距離が変動する。従って、巻芯１３，１４の回転に伴い、巻芯１３，１４に巻き付けられた各種シート２〜５からカメラ２０までの距離も変動する。

さらに、巻芯１３（１４）は、それぞれ自身の軸線方向（図４の紙面奥行方向）に沿って延びる一対の芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）を備えている。芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）間には隙間１３ｃ（１４ｃ）が形成されている。

また、巻芯１３，１４は、ターレット１２が回転することにより、巻回ポジションＰ１と、取外しポジションＰ２との間を旋回移動可能に構成されている。

巻回ポジションＰ１は、巻芯１３，１４により各種シート２〜５を巻回するポジションである。巻回ポジションＰ１に対し上記各供給機構３１，４１，５１，６１から各種シート２〜５が供給される。

取外しポジションＰ２は、巻回後の各種シート２〜５、すなわち電池素子１の取外しを行うためのポジションである。取外しポジションＰ２の周辺部には、巻芯１３，１４から電池素子１の取外しを行うための取外装置（不図示）等が設けられている。

チャック部１５ａ，１５ｂは、巻回ポジションＰ１及び取外しポジションＰ２間においてセパレータシート２，３を挟持するためのものである。チャック部１５ａ，１５ｂは、図示しない駆動手段によって、ターレット１２や巻芯１３，１４の回転軸と平行な回動軸を中心として旋回移動可能に構成されている。そして、チャック部１５ａ，１５ｂは、それぞれ挟持位置及び退避位置の間で移動可能とされている。チャック部１５ａ，１５ｂがそれぞれ挟持位置に移動すると、チャック部１５ａ，１５ｂによってニップローラ７８ａ，７８ｂから取外しポジションＰ２にかけて配されたセパレータシート２，３を挟持することが可能となる（図１６参照）。一方、チャック部１５ａ，１５ｂは、それぞれ退避位置に移動すると、巻芯１３，１４やセパレータシート２，３等の移動を妨げない位置に配置される（図３参照）。

セパレータカッタ１６は、巻回ポジションＰ１及び取外しポジションＰ２間に配置され、チャック部１５ａ，１５ｂよりも取外しポジションＰ２側に設けられている。セパレータカッタ１６は、所定の上方位置と下方位置との間で上下方向に沿って往復移動可能となっており、上方位置から下方位置へと移動することでセパレータシート２，３を切断する。

押えローラ１７は、取外しポジションＰ２の近傍に配置されており、ターレット１２に接近し各種シート２〜５を押さえる近接位置と、ターレット１２から離間し巻芯１３，１４の移動を妨げない退避位置との間で移動可能に構成されている。

テープ貼付機構１８は、取外しポジションＰ２の近傍に配置されており、巻回終了時にセパレータシート２，３の終端部に前記固定用テープを貼付する。前記固定用テープの貼付により、電池素子１の巻止めがなされる。

さらに、巻回部１１は、照射手段としての照明装置１９ａ，１９ｂ及び撮像手段としてのカメラ２０を備えている。照明装置１９ａ，１９ｂ及びカメラ２０は、それぞれ巻回ポジションＰ１に対応して配設されている。

照明装置１９ａ，１９ｂは、巻回ポジションＰ１に位置する巻芯１３，１４に巻回された、検査対象としての各種シート２〜５における少なくとも幅方向端縁を含む部位に対し所定の光（例えば、赤色光などの可視光や赤外光など）を照射する。尚、カメラ２０によって各種シート２〜５をより鮮明に撮像するという点では、セパレータシート２，３を透過する性質を持った赤色光や赤外光を照射することが好ましい。

また、照明装置１９ａ，１９ｂは、少なくとも巻芯１３，１４の回転軸から巻芯１３，１４の短径未満だけずれた位置に光を照射する。これにより、巻芯１３，１４による各種シート２〜５の巻取中に、常に各種シート２〜５を照らすことができるようになっている。

カメラ２０は、照明装置１９ａ，１９ｂから照射される光の波長領域に感度を有するものであり、少なくとも照明装置１９ａ，１９ｂにより光の照らされた各種シート２〜５（検査対象）を撮像し、撮像画像を得るものである。

本実施形態において、照明装置１９ａ，１９ｂ及びカメラ２０は、二組設けられており、一組は、各種シート２〜５の幅方向一端縁に対応して設けられ、その他の一組は、各種シート２〜５の幅方向他端縁に対応して設けられている。

さらに、カメラ２０による撮像範囲では、最外周に正電極シート４が位置し、その下にセパレータシート３が位置し、その下に負電極シート５が位置し、その下にセパレータシート２が位置した状態となっている。従って、カメラ２０によって、少なくとも正電極シート４と、セパレータシート３と、セパレータシート３を透過して視認可能な負電極シート５と、セパレータシート２とが一度に撮像される。

カメラ２０は、図５に示すように、レンズ２１、撮像素子２２、トリガ信号出力部２３、画像メモリ２４、判定対象検出手段としての判定対象検出部２５、演算部２６及び出力手段としての出力部２７を備えている。

レンズ２１は、照明装置１９ａ，１９ｂから照射される光のうち、各種シート２〜５などを反射した光を集め、撮像素子２２に対し像を結ぶものである。レンズ２１は、一般レンズであってもよいし、テレセントリックレンズであってもよい。

また、本実施形態において、レンズ２１は、その光軸ＯＰ（図４参照）が巻回ポジションＰ１に配置された巻芯１３，１４の回転軸からずれるように設定されており、カメラ２０（レンズ２１）から撮像範囲に位置する各種シート２〜５の各部までの距離が異なる状態となるように構成されている（図１４，１５参照）。従って、得られた撮像画像において、カメラ２０のピントが合っている部分と、カメラ２０のピントが合っていない部分とが混在することがある。

撮像素子２２は、レンズ２１を通った光を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサにより構成されている。

トリガ信号出力部２３は、撮像素子２２に対しトリガ信号を出力する。トリガ信号が出力される度に、撮像素子２２が露光されるとともに、撮像素子２２から各種シート２〜５に係る撮像画像（画像データ）が画像メモリ２４へと出力される。得られる撮像画像には、少なくとも正電極シート４と、セパレータシート３と、セパレータシート３を透過して撮像された負電極シート５と、セパレータシート２とが含まれる（図１３参照）。但し、セパレータシート２，３の各エッジ部２Ｅ，３Ｅ（幅方向端縁）は通常重なるため、画像中においてセパレータシート２を判別できないことがある。尚、本実施形態において、カメラ２０における被写界深度は比較的浅くなるように構成されており、得られる画像は解像度の比較的高いもの、つまり、計測分解能が比較的高いものとなっている。

また、カメラ２０には、制御装置８１から後述する連続撮像信号が入力されるが、連続撮像信号が入力されると、トリガ信号出力部２３は、後述する撮像停止信号が入力されるまでの間、一定の短時間ごとにトリガ信号を繰り返し出力する。これにより、連続撮像が実行され、撮像素子２２から複数の撮像画像が画像メモリ２４へと出力される。

画像メモリ２４は、撮像素子２２から入力された撮像画像を記憶する。各種シート２〜５の巻回時において巻芯１３，１４が１回転する間に、画像メモリ２４には、複数の撮像画像が記憶される。

判定対象検出部２５は、画像メモリ２４に記憶された各撮像画像において、各種シート２〜５に対するピントの合っている箇所である判定対象箇所を検出する。詳述すると、判定対象検出部２５は、図１０に示すように、得られた撮像画像のそれぞれに対し、各輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３における輝度の変化割合を算出する処理を行う。尚、図１０では、各種シート２〜５のエッジ部２Ｅ〜５Ｅのうち、画像がぼやけている部分に対応する箇所を波線で示し、画像が鮮明に表れている部分に対応する箇所を直線で示す（図１３も同様）。また、図１０〜１２では、各種シート２〜５の幅方向をＸ方向として示す。

輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３は、それぞれ各種シート２〜５のエッジ部２Ｅ〜５Ｅ（幅方向端縁）を横切る１行に並んだ画素群であり、これら画素群の位置は予め設定されている。尚、本実施形態では、撮像画像を列方向に４等分する位置に輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３が設定されているが、輝度確認箇所の数や位置などは適宜変更可能である。

また、判定対象検出部２５は、輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３のそれぞれにおいて、輝度の変化割合として、画素毎に、撮像画像の行方向一方側にて隣接する画素との輝度の変化量を算出する。尚、輝度の変化割合の算出手法はあくまで一例である。従って、例えば、輝度の変化割合として、撮像画像の行方向に沿って一定画素数だけ離れた２つの画素における輝度の変化量を算出してもよい。

さらに、判定対象検出部２５は、算出した輝度の変化割合（変化量）に基づき、判定対象箇所を検出する。詳述すると、本実施形態では、正電極シート４のエッジ部４Ｅが存在するものと想定される前記行方向に沿った画素範囲である正電極シート画素範囲ＰＡと、負電極シート５のエッジ部５Ｅが存在するものと想定される前記行方向に沿った画素範囲である負電極シート画素範囲ＭＡとが予め設定されている。判定対象検出部２５は、輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３のそれぞれにおいて、各画素範囲ＰＡ，ＭＡにおける前記変化割合の絶対値の最大値が、予め設定された所定の輝度閾値を上回っているか否かを判定する。そして、各画素範囲ＰＡ，ＭＡにおいて前記最大値が前記輝度閾値を上回っているという条件を満たす輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３を、判定対象箇所として検出する。

例えば、図１０に示す例のように、輝度確認箇所Ｋ１，Ｋ３において各種シート２〜５のエッジ部２Ｅ〜５Ｅがぼやけた状態となる場合には、図１１に示すように、輝度確認箇所Ｋ１，Ｋ３の画素範囲ＰＡ，ＭＡにおける輝度Ｘｂの変化割合は緩やかなものとなる。そのため、画素範囲ＰＡ，ＭＡの少なくとも一方にて前記最大値が前記輝度閾値以下となる。従って、輝度確認箇所Ｋ１，Ｋ３は、判定対象箇所として検出されない。

一方、輝度確認箇所Ｋ２において各種シート２〜５のエッジ部２Ｅ〜５Ｅが鮮明に表れた状態となる場合には、図１２に示すように、各画素範囲ＰＡ，ＭＡにおける輝度Ｘｂの変化割合は急峻なものとなる。そのため、前記最大値が前記輝度閾値を上回る。従って、輝度確認箇所Ｋ２が、判定対象箇所として検出される。

このように、判定対象検出部２５は、１枚の撮像画像における各種シート２〜５のエッジ部２Ｅ〜５Ｅを横切る複数の輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３のそれぞれにおける輝度の変化態様に基づき、１枚の撮像画像の中からカメラ２０のピントが合っている輝度確認箇所（例えば、輝度確認箇所Ｋ２）を判定対象箇所として検出する。

尚、撮像画像の全域がぼやけている場合等では、判定対象箇所が検出されないことがある。一方、撮像画像の大部分が鮮明である場合等では、１枚の撮像画像から複数の判定対象箇所が検出されることがある。

さらに、判定対象検出部２５は、判定対象箇所を検出すると、この判定対象箇所を有する撮像画像を判定対象画像として検出する。つまり、後述する検査処理の対象となる撮像画像を特定する。その上で、判定対象検出部２５は、画像メモリ２４に対し、検査対象となる撮像画像のデータと関連付けて、判定対象画像であることを示す情報と、判定対象箇所に関する情報とを記憶させる。判定対象箇所に関する情報としては、輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３のうちの少なくとも１つが記憶される。

図５に戻り、演算部２６は、画像メモリ２４に記憶された判定対象画像であることを示す情報に基づき、画像メモリ２４に記憶された複数の撮像画像の中から、判定対象画像を出力部２７へと送る。また、演算部２６は、出力部２７へと送る判定対象画像の判定対象箇所に関する情報を画像メモリ２４から出力部２７へと送る。従って、出力部２７に対し、判定対象画像（画像データ）と、この判定対象画像における検査位置を示す情報である、判定対象箇所に関する情報とが送られる。

出力部２７は、判定対象画像及び当該判定対象画像の判定対象箇所に関する情報を制御装置８１へと送信するものである。通常、得られた複数の撮像画像の中に判定対象画像はごく一部しか存在しないため、出力部２７から制御装置８１へと送られる判定対象画像などの数は、カメラ２０による撮像回数（すなわち、撮像画像の枚数）よりも著しく少ないものとなる。そのため、出力部２７や出力部２７及び制御装置８１を結ぶ伝送路として、処理能力や通信能力などの優れた特別なものを用いる必要はない。

次いで、制御装置８１について説明する。制御装置８１は、演算手段としてのＣＰＵや、各種プログラムを記憶するＲＯＭ、演算データや入出力データなどの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、演算データ等を長期記憶するハードディスクなどを備えている。制御装置８１は、上記の通り、巻回部１１や各供給機構３１，４１，５１，６１など巻回装置１０内の各種装置の動作を制御する。

制御装置８１は、各種シート２〜５を巻取る際に、次のように動作する。すなわち、制御装置８１は、各種シート２〜５の巻回工程を開始するとともに、カメラ２０に対し連続撮像信号を出力する。

連続撮像信号の出力に伴い、制御装置８１には、カメラ２０から判定対象画像と判定対象箇所に関する情報とが順次入力される。制御装置８１は、カメラ２０から送られた判定対象画像などに基づき各種シート２〜５の位置ずれなどに関する検査を行う。尚、検査の具体的な手法については後述する。

本実施形態では、照明装置１９ａ，１９ｂ、カメラ２０及び制御装置８１によって、電池素子１の検査を行うための検査装置１００が構成されている。

次に、上記の巻回装置１０による各種シート２〜５の巻回工程について説明する。尚、巻回工程に先立って、一方の巻芯１３（１４）における隙間１３ｃ（１４ｃ）に、セパレータシート２，３が予め配置され、また、当該セパレータシート２，３は、チャック部１５ａ，１５ｂにより保持された状態となっている（図１６参照）。

巻回工程では、図６に示すように、まず、ステップＳ１１において、一方の巻芯１３（１４）を所定数だけ回転させることで、一方の巻芯１３（１４）に対しセパレータシート２，３が所定量だけ巻き取られた状態とする。その後、チャック部１５ａ，１５ｂをそれぞれ退避位置に移動させる。

次いで、ステップＳ１２において、負電極シート供給機構４１のシート挿入機構７１により一方の巻芯１３（１４）側に対し負電極シート５が供給される。具体的には、負電極シート５を把持するシート挿入機構７１が巻回部１１側に接近し、セパレータシート２，３間に負電極シート５が挿入されることで、負電極シート５が供給される。尚、挿入後、シート挿入機構７１による負電極シート５の把持が解除されるとともに、シート挿入機構７１が元の位置に戻る。

続くステップＳ１３では、負電極シート５の供給後、一方の巻芯１３（１４）が所定数回転（例えば、１回転）した段階で、シート挿入機構７１により一方の巻芯１３（１４）側に対し、正電極シート４が供給される。具体的には、正電極シート４を把持するシート挿入機構７１が巻回部１１側に接近し、セパレータシート２，３間に正電極シート４が挿入されることで、正電極シート４が供給される。尚、挿入後、シート挿入機構７１による正電極シート４の把持が解除されるとともに、シート挿入機構７１が元の位置に戻る。

次に、ステップＳ１４において、撮像検査処理が実行される。撮像検査処理では、図７に示すように、まず、ステップＳ３１において、一方の巻芯１３（１４）が一定速で回転するように制御し、各種シート２〜５を巻回していく。

次いで、ステップＳ３２において、カメラ２０に対し連続撮像信号が出力される。これにより、カメラ２０によって巻回中の各種シート２〜５が連続撮像される。また、カメラ２０から制御装置８１に対し、判定対象検出部２５によって検出された判定対象画像と判定対象箇所に関する情報とが入力される。尚、カメラ２０により実行される、画像の撮像、検出及び出力に係る処理である撮像・検出・出力処理については後述する。

ステップＳ３２の後、ステップＳ３３において、正電極シート４の送り量が予め設定された所定量に到達したか否かが判定される。すなわち、撮像検査処理の終了条件を満たすか否かが判定される。正電極シート４の送り量としては、前記ニップローラ用エンコーダにより取得された、巻回開始からの各種シート２〜５の送り量が用いられる。また、この所定量は、電池素子１ひとつ分を構成する正電極シート４の長さに対応するものとされる。正電極シート４が前記所定量だけ巻芯１３，１４へと送られることで、一素子分の正電極シート４の終端部がシート切断カッタ７２に対応して配置された状態となる。

ステップ３３にて否定判定された場合には、ステップＳ３４にて、カメラ２０から判定対象画像などが入力されたか否かの判定がなされる。ステップＳ３４にて否定判定されると、ステップＳ３３へと戻る。これに対し、ステップＳ３４にて肯定判定されると、ステップＳ３５に移行し、検査処理を実行する。

ステップＳ３５の検査処理では、図８に示すように、まず、ステップＳ１０１では、入力された判定対象画像及び判定対象箇所に関する情報に基づき、この入力された判定対象画像において、判定対象箇所に位置するセパレータシート３のエッジ部３Ｅ（幅方向端縁部）、セパレータシート２のエッジ部２Ｅ、正電極シート４のエッジ部４Ｅ、及び、負電極シート５のエッジ部５Ｅの抽出が行われる（図１３参照）。尚、エッジ部２Ｅ，３Ｅが重なりエッジ部２Ｅを抽出できない場合には、エッジ部３Ｅをエッジ部２Ｅとして扱う。図１３の例では、判定対象箇所が輝度確認箇所Ｋ２とされているため、輝度確認箇所Ｋ２に位置する各エッジ部２Ｅ〜５Ｅの抽出が行われる。

続くステップＳ１０２では、入力された判定対象画像において、判定対象箇所に位置する正電極シート４における活物質塗工部４ａ及び活物質不塗工部４ｂの境界部４Ｔと、負電極シート５における活物質塗工部５ａ及び活物質不塗工部５ｂの境界部５Ｔとが抽出される（図１３参照）。図１３の例では、輝度確認箇所Ｋ２に位置する境界部４Ｔ，５Ｔが抽出される。

次に、ステップＳ１０３において、上記ステップＳ１０１，１０２で抽出したエッジ部２Ｅ，３Ｅ，４Ｅ，５Ｅや境界部４Ｔ，５Ｔを基に各種距離の演算が行われる。つまり、一方の巻芯１３（１４）に巻き付けられた各種シート２〜５の位置ずれ量が演算される。

具体的には、エッジ部３Ｅを基準として、シート幅方向における境界部４Ｔまでの距離Ｌ１と、シート幅方向におけるエッジ部４Ｅまでの距離Ｌ２と、シート幅方向における境界部５Ｔまでの距離Ｌ３と、シート幅方向におけるエッジ部５Ｅまでの距離Ｌ４と、シート幅方向におけるエッジ部２Ｅまでの距離（不図示）とが算出される（図１３参照）。

その後、ステップＳ１０４において、上記ステップＳ１０３で算出した各距離を基に、各距離が予め設定された許容範囲にあるか否かが判定される。

ここで各距離のうちのいずれかが許容範囲にないと判定された場合、すなわち、各種シート２〜５における巻きずれや活物質塗工部４ａ，５ａの塗布位置ずれが発生していると考えられる場合には、ステップＳ１０５において、不良と判定し、検査処理を終了する。

一方、ステップＳ１０４において、各距離のいずれもが許容範囲にあると判定された場合には、ステップＳ１０６において、良と判定し、検査処理を終了する。

尚、ステップＳ３４にて複数の判定対象画像等が入力された場合には、各判定対象画像に対しステップＳ１０１〜１０４の処理が実行される。そして、判定対象画像毎に実行されるステップＳ１０４の処理にて否定判定が一度でもなされた場合、ステップＳ１０５にて不良と判定される。一方、ステップＳ１０４の処理にて否定判定が一度もなされなかった場合、ステップＳ１０６にて良と判定される。

図７に戻り、ステップＳ３５における検査処理の実行後、ステップＳ３６に移行し、直前の検査処理において良判定されたか否かが判定される。ステップＳ３６にて否定判定された場合、すなわち、検査処理にて不良判定された場合には、ステップＳ３７に移行し、巻芯１３，１４の回転が停止されることで、各種シート２〜５の巻回が途中で中止される。その上で、ステップＳ３８において、この巻回途中の電池素子１が不良品と判定され、ステップＳ４１へと移行する。

一方、ステップＳ３６にて肯定判定された場合には、ステップＳ３３へと戻る。このように撮像検査処理では、正電極シート４の送り量が所定量となるまでの間、検査処理にて不良判定がなされない限り、カメラ２０から判定対象画像などが入力される度に、ステップＳ３５の処理が繰り返し行われる。その結果、複数の判定対象画像に対し検査処理がそれぞれ実行される。

検査処理が順調に行われ、正電極シート４の送り量が所定量になると（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３９に移行し、一方の巻芯１３，１４の回転が停止される。

次いで、ステップＳ４０にて、巻回途中の各種シート２〜５からなる電池素子１が良品と判定され、ステップＳ４１へと移行する。尚、判定対象画像等の入力回数、つまり、検査処理の回数を予め計測しておくとともに、ステップＳ４０の処理前に、検査処理の回数が予め設定した所定回数以下であるか否かを判定してもよい。そして、検査処理の回数が前記所定回数以下であるときに、巻回途中の各種シート２〜５からなる電池素子１を不良品と判定したり、巻回装置１０の動作を一時停止させたりしてもよい。検査処理の回数が少ない場合、つまり、判定対象画像が十分に得られない場合には、何らかの不具合が生じているおそれがあるためである。

ステップＳ４０に続くステップＳ４１では、撮像停止信号がカメラ２０へと出力され、撮像検査処理が終了される。ステップＳ４１の処理により、トリガ信号出力部２３からのトリガ信号の出力が停止され、カメラ２０による連続撮像が終了される。

図６に戻り、ステップＳ１４の撮像検査処理を行った後、ステップＳ１５にて、シート挿入機構７１により正電極シート４が把持された上で、シート切断カッタ７２により正電極シート４が切断される。尚、撮像検査処理にて、巻回途中の電池素子１が良品と判定されていれば、一素子分の正電極シート４の終端部にて切断される。一方、撮像検査処理にて、巻回途中の電池素子１が不良品と判定されていれば、前記終端部よりも手前の位置で正電極シート４が切断される。

続くステップＳ１６では、撮像検査処理にて良品判定が行われたか否かが判定される。ステップＳ１６にて肯定判定された場合には、一方の巻芯１３（１４）の回転を再開させた上で、ステップＳ１７へと移行する。

一方、ステップＳ１６にて否定判定された場合には、一方の巻芯１３（１４）の回転を再開させることなく、ステップＳ１８へと移行する。すなわち、巻回途中の電池素子１が不良品と判定されている場合には、負電極シート５がこれ以上積極的に供給されないようにする。

ステップＳ１７では、供給開始からの負電極シート５の送り量が所定量に到達したか否かの判定が、当該条件を満たすまで繰り返し行われる。この所定量は、電池素子１ひとつ分を構成する負電極シート５の長さに対応するものとされる。負電極シート５の送り量は、前記ニップローラ用エンコーダにより取得された各種シート２〜５の送り量に基づき導出される。ステップＳ１７で肯定判定された場合、すなわち、現在巻回されている一素子分の負電極シート５の終端部がシート切断カッタ７２に到達した場合には、一方の巻芯１３（１４）の回転を一時停止させた上で、ステップＳ１８へと移行する。

ステップＳ１８では、シート挿入機構７１により負電極シート５が把持された上で、シート切断カッタ７２により負電極シート５が切断される。

次いで、ステップＳ１９において、一方の巻芯１３（１４）の回転を再開させることにより、電極シート４，５の終端部分（巻き残し部分）が巻き取られる。

ステップＳ１９に続くステップＳ２０では、セパレータシート２，３が切断されることなく、ターレット１２が反時計回りに回転させられる。これにより、巻回ポジションＰ１にあった一方の巻芯１３（１４）がセパレータ供給機構５１，６１からセパレータシート２，３を引き出しつつ、取外しポジションＰ２側へと移動していく。一方、取外しポジションＰ２にあった他方の巻芯１４（１３）が、ターレット１２の一方のテーブルに没した状態で、巻回ポジションＰ１側へと移動していく。

続いて、ステップＳ２１において、ターレット１２の回転に併せて、各種シート２〜５の巻回されている一方の巻芯１３（１４）が回転させられる。

そして、次のステップＳ２２において、巻終わり処理が実行されることで、巻回工程が終了される。

巻終わり処理では、まず、前記巻芯用エンコーダにより把握される、負電極シート５の切断時からの一方の巻芯１３（１４）の回転量が所定量に到達した時点で、一方の巻芯１３（１４）の回転が停止させられる。尚、一方の巻芯１３（１４）の回転が停止する前、停止すると同時、又は、停止した後に、ターレット１２の回転が停止される。

一方の巻芯１３（１４）及びターレット１２の回転が停止されると、巻回ポジションＰ１にあった一方の巻芯１３（１４）が取外しポジションＰ２に位置し、取外しポジションＰ２にあった他方の巻芯１４（１３）が巻回ポジションＰ１に位置した状態となる。

この状態で、押えローラ１７が一方の巻芯１３（１４）に接近させられ、押えローラ１７により各種シート２〜５が押さえられる。また、チャック部１５ａ，１５ｂが退避位置から挟持位置へと移動させられることで、両ポジションＰ１，Ｐ２間にてセパレータシート２，３が保持される。その上で、セパレータカッタ１６がセパレータシート２，３に接近することにより、セパレータシート２，３が切断される（図１７参照）。

また、他方の巻芯１４（１３）がターレット１２の一方のテーブルから突出することで、他方の巻芯１４（１３）の隙間１４ｃ（１３ｃ）にセパレータシート２，３が配置される。次回の巻回工程では、他方の巻芯１４（１３）が所定量だけ回転することにより、その外周にセパレータシート２，３が所定量だけ巻き付けられた状態となる。そして、このセパレータシート２，３が巻き付けられた他方の巻芯１４（１３）へと電極シート４，５が供給される。

セパレータシート２，３の切断後、押えローラ１７により各種シート２〜５を押えた状態のまま、一方の巻芯１３（１４）が回転させられる。これにより、セパレータシート２，３及び電極シート４，５の終端部分がばらけることなく完全に巻取られる。その後、テープ貼付機構１８により、セパレータシート２，３の終端部が前記固定用テープにより巻止めされ、巻終わり処理が終了される。巻止めされた電池素子１は、前記取外装置によって一方の巻芯１３（１４）から取外される。そして、良品と判定された電池素子１は、正規のラインへと送り出される。一方、不良品と判定された電池素子１は、所定の不良品排出機構へと送り出される。

次いで、カメラ２０によって実行される、撮像・検出・出力処理について説明する。当該処理は、各種シート２〜５を連続撮像するとともに、連続撮像により得られた複数の撮像画像の中から判定対象画像を検出し、かつ、判定対象画像及び判定対象箇所に関する情報を制御装置８１へと出力する処理である。

当該処理では、図９に示すように、まず、ステップＳ５１において、連続撮像信号が入力されたか否かの判定が、肯定判定されるまで繰り返し実行される。

ステップＳ５１にて肯定判定されると、ステップＳ５２に移行し、撮像停止信号が入力されたか否かが判定される。ステップＳ５２にて肯定判定された場合には、ステップＳ６１へと移行する。

一方、ステップＳ５２で否定判定された場合には、ステップＳ５３において、トリガ信号出力部２３から撮像素子２２へとトリガ信号が出力される。これにより、撮像素子２２から画像メモリ２４に対し、各種シート２〜５の撮像画像が送られる。

続くステップＳ５４では、カウンタの値を１だけ増加させる。カウンタの値は、一方の巻芯１３（１４）が１回転したか否かを判定するために用いられるものであり、本実施形態において初期値は０である。カウンタは、例えば、演算部２６に設けられる。

次いで、ステップＳ５５において、撮像素子２２から送られた各種シート２〜５に係る撮像画像が画像メモリ２４へと記憶される。

次に、ステップＳ５６において、カウンタの値が予め設定された所定値に到達したか否かが判定される。この所定値は、巻芯１３，１４が１回転する間に撮像される画像の数と等しいものとされている。従って、カウンタの値が前記所定値に到達したということは、巻芯１３，１４が１回転したことを意味する。尚、各種シート２〜５の巻取開始直後や巻取終了直前など、巻芯１３，１４の回転が比較的遅く、巻芯１３，１４が１回転する間に撮像される画像数が比較的多くなる場合の処理では、前記所定値を比較的大きな値としてもよい。一方、巻芯１３，１４が一定速で回転し、巻芯１３，１４が１回転する間に撮像される画像数が比較的少なくなる場合の処理では、前記所定値を比較的小さな値としてもよい。

ステップＳ５６にて肯定判定された場合、つまり、一方の巻芯１３（１４）が１回転した場合には、ステップＳ５７へと移行する。一方、ステップＳ５６にて否定判定された場合には、ステップＳ５２へと戻り、撮像停止信号が入力されない限り、ステップＳ５３〜５５の処理が再び実行される。結果的に、撮像停止信号が入力されない限り、一方の巻芯１３（１４）が１回転する間に得られた複数の撮像画像が画像メモリ２４に対し記憶される。

ステップＳ５７では、画像メモリ２４に記憶された、一方の巻芯１３（１４）が１回転する間に得られた複数の撮像画像のそれぞれにおいて、各輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３における輝度の変化割合が算出される。

そして、ステップＳ５８において、輝度の変化割合の絶対値の最大値に基づき、ピントの合っている輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３を有する撮像画像が、判定対象画像として検出される。

例えば、図１４に示すように、各種シート２〜５の巻回を開始した直後では、一方の巻芯１３（１４）の外周面からカメラ２０までの距離が比較的小さいときに、カメラ２０の撮像範囲ＳＡ内に位置する各種シート２〜５の少なくとも一部が、カメラ２０のピントが合う範囲Ｒに位置する。そのため、このときに得た撮像画像において、輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３の少なくとも１つにおける前記最大値が比較的大きなものとなり、当該撮像画像が判定対象画像として検出される。

一方、例えば、図１５に示すように、各種シート２〜５の巻回が終了する直前では、一方の巻芯１３（１４）の外周面からカメラ２０までの距離が比較的大きいときに、カメラ２０の撮像範囲ＳＡ内に位置する各種シート２〜５の少なくとも一部が、カメラ２０のピントが合う範囲Ｒに位置する。そのため、このときに得た撮像画像において、輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３の少なくとも１つにおける前記最大値が比較的大きなものとなり、当該撮像画像が判定対象画像として検出される。

図９に戻り、ステップＳ５８では、判定対象画像とともに、判定対象箇所に関する情報が検出される。そして、画像メモリ２４に対し、検査対象となる撮像画像のデータに関連付けて、判定対象画像であることを示す情報と、判定対象箇所に関する情報とが記憶される。尚、本実施形態では、一方の巻芯１３（１４）が１回転した段階で、この１回転の間に得られた複数の撮像画像のそれぞれに対し、判定対象画像であるか否かの検出処理を行うこととしているが、撮像画像を得る度に、得られた撮像画像が判定対象画像であるか否かの検出処理を行うこととしてもよい。

ステップＳ５８に続くステップＳ５９では、出力部２７を介して、判定対象画像と当該判定対象画像の判定対象箇所に関する情報とが画像メモリ２４から制御装置８１へと出力される。すなわち、出力部２７は、画像データとして、画像メモリ２４に記憶された複数の撮像画像のうち判定対象画像のみを出力する。判定対象画像などの出力に伴い、上述した撮像検査処理のステップＳ３４にて肯定判定がなされるとともに、当該判定対象画像などに基づく検査処理などが実行される。尚、複数の判定対象画像が検出された場合には、複数の判定対象画像とそれぞれの判定対象画像の判定対象箇所に関する情報とが制御装置８１へと出力される。

判定対象画像などの出力後、ステップＳ６０において、カウンタの値が初期値へと戻され、ステップＳ５２へと戻る。

ステップＳ５２にて肯定判定されると、すなわち、撮像停止信号が入力されると、ステップＳ６１にてカウンタの値が初期値とされた上で、ステップＳ５１へと戻る。その結果、カメラ２０は、連続撮像信号の入力を待つ状態となる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、巻芯１３，１４に巻き付けられた各種シート２〜５を検査対象として、当該検査対象をカメラ２０によって撮像し、制御装置８１は、得られた撮像画像に基づき検査対象の良否を判定する。実際に巻き取られた状態の検査対象に対し良否判定を行うことで、電池素子１の品質に関する良否をより正確に判定することができる。

また、判定対象検出部２５は、１枚の撮像画像におけるエッジ部２Ｅ〜５Ｅを横切る複数の輝度確認箇所Ｋ１〜Ｋ３のそれぞれにおける輝度の変化態様に基づき、この１枚の撮像画像の中から、カメラ２０のピントが合っている輝度確認箇所を判定対象箇所として検出する。例えば、巻回開始直後であって、巻芯１３，１４に巻回された各種シート２〜５が薄い段階で得られた撮像画像では、各種シート２〜５のうちカメラ２０に比較的接近していた部位に対応する箇所を判定対象箇所として検出することができる。一方、巻回がある程度進み、巻芯１３，１４に巻回された各種シート２〜５が厚くなった段階で得られた撮像画像では、各種シート２〜５のうちカメラ２０から比較的離間していた部位に対応する箇所を判定対象箇所として検出することができる。これにより、被写界深度を浅くして計測分解能を高めつつ、巻芯１３，１４に巻回された各種シートの径（厚さ）が変動していっても、ピントの合っている判定対象箇所をより確実に得ることができる。すなわち、いわばトレードオフの関係にある、計測分解能を高めること、及び、被写界深度を深くすること（ピントの合う範囲を広げること）の双方を同時に実現した場合と同様の効果を得ることができる。

そして、制御装置８１は、判定対象画像における判定対象箇所に対応する部分、すなわち、撮像画像のうちピントの合っている部分に基づき、各種シート２〜５の良否を判定する。これにより、検査に係る信頼性を十分に高めることができる。

特に本実施形態において、判定対象検出部２５は、各電極シート４，５のエッジ部４Ｅ，５Ｅに対応する部位（正電極シート画素範囲ＰＡ及び負電極シート画素範囲ＭＡ）のそれぞれの輝度の変化割合に基づき、ピントの合っている判定対象箇所を検出する。従って、撮像画像のうち各種シート２〜５のそれぞれが鮮明な部分（カメラ２０のピントが合っている部分）に基づいて検査を行うことがより確実に可能となる。これにより、検査に係る信頼性をより向上させることができる。

さらに、本実施形態では、単に連続撮像を行うため、複雑な撮像制御などを行う必要がない。従って、処理負担の低減を効果的に図ることができる。

また、巻芯１３，１４の外周面は断面非円形状をなしており、巻芯１３，１４の外周面からカメラ２０までの距離は、巻芯１３，１４の回転角度に応じて変動する。そのため、巻芯１３，１４が１回転する間に得られた複数の撮像画像の中から、ピントの合っている判定対象箇所をより確実に検出することができる。これにより、巻芯１３，１４に巻回された各種シート２〜５の径（厚さ）がより広範囲に亘って変動する場合であっても、ピントの合っている判定対象箇所をより確実に得ることができる。その結果、検査に係る信頼性をより高めることができる。

また、カメラ２０内にて判定対象画像などが検出されるため、判定対象画像などを検出するにあたって、カメラ２０と外部との間でデータのやり取りを行う必要はない。これにより、判定対象画像などを素早く検出することができる。

加えて、出力部２７は、画像データとして、画像メモリ２４に記憶された複数の撮像画像のうち判定対象画像のみを外部に出力する。従って、連続撮像により得られた複数の撮像画像を全て出力する場合と比較して、外部に出力されるデータ量を比較的少なくすることができ、出力部２７や出力部２７及び外部（例えば制御装置８１）を結ぶ伝送路として、処理能力や通信能力などの優れた特別なものを用いる必要がなくなる。これにより、一般的な伝送系の技術（例えば、一般的な画像伝送技術など）を利用して、出力部２７から外部へと画像や情報を送ることができる。また、カメラ２０や画像等が入力される外部の装置（制御装置８１）における処理負担の低減を図ることができる。

さらに、本実施形態では、両電極シート４，５及びセパレータシート２，３を一度に撮像することができる。従って、少ない撮像回数で検査に必要な撮像画像を得ることができ、検査効率を向上させることができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、各種シート２〜５の巻きずれや活物質塗工部４ａ，５ａの塗布位置ずれに関し検査を行っているが、検査項目はこれらに限定されるものではない。従って、例えば、電極シート４，５に対しタブを設ける場合、得られた判定対象画像に基づき、電極シート４〜５の幅方向に沿ったタブの位置に関する検査を行ってもよい。タブとしては、電極シート４，５における活物質不塗工部４ｂ，５ｂに溶接された溶接タブや、電極シート４，５の幅方向一端部に間欠的に切込みを設けることで形成された切込みタブなどがある。勿論、得られた判定対象画像に基づき、その他の項目に関する検査を行ってもよい。どのような検査項目であっても、ピントの合った判定対象箇所にて検査を行うため、検査に係る信頼性を十分に高めることができる。

（ｂ）上記実施形態では特に記載していないが、カメラ２０を、レンズ２１の光軸ＯＰ方向に沿って巻芯１３，１４に対し相対移動可能に構成してもよい。このように構成することで、電池素子１が大型なものである場合など、巻回開始から巻回終了までの間に、巻取中における各種シート２〜５の径の変動が比較的大きくなるような場合であっても、巻芯１３，１４に対しカメラ２０が相対移動することで、検査対象となる各種シート２〜５に対しより確実にピントを合わせることができる。従って、様々なサイズの電池素子１を精度よく検査することができる。

尚、カメラ２０は、各種シート２〜５の巻回に合わせて徐々に（連続的に）移動するものであってもよいし、各種シート２〜５の巻回量が所定量に達した段階で所定位置へと間欠的に移動するものであってもよい。

（ｃ）上記実施形態では、カメラ２０から制御装置８１へと判定対象画像などが出力され、制御装置８１がこの判定対象画像などに基づき各種シート２〜５の良否を判定している。これに対し、カメラ２０（例えば、演算部２６）が、判定対象画像及び判定対象箇所に関する情報を検出するとともに、検出した判定対象画像などに基づき各種シート２〜５の良否を判定するとともに、当該判定対象画像に係る情報（判定結果）を制御装置８１へと出力するように構成してもよい。つまり、カメラ２０によって良否判定手段を構成してもよい。この場合には、カメラ２０から制御装置８１に伝送されるデータ量をより小さなものとすることができ、処理負担の軽減を図ることができる。

尚、判定対象画像と当該判定対象画像に係る情報（判定結果）との双方を制御装置８１へと出力するように構成してもよい。

（ｄ）上記実施形態では、各種シート２〜５における相対位置に基づき良否判定が行われているが、各種シート２〜５の絶対位置に基づき良否判定を行うこととしてもよい。この場合には、例えば、巻芯１３，１４に付された目印を用い、各種シート２〜５の絶対位置を得てもよい。

また、複数のピントの合った判定対象画像同士を比較することで、良否判定を行うように構成してもよい。例えば、各種シート２〜５の巻回開始直後に得られた判定対象画像と、各種シート２〜５の巻回終了直前に得られた判定対象画像とを比較した場合に、各種シート２〜５の幅方向に沿った各種シート２〜５の位置の変動量が大きいときには、各種シート２〜５が巻芯１３，１４の回転軸に対し斜めに巻取られているものとして、不良と判定してもよい。このように構成することで、各種シート２〜５における全体的な位置変動の程度を把握することができ、電池素子１の良否をより正確に判定することができる。

（ｅ）上記実施形態では、セパレータシート２，３及び両電極シート４，５がそれぞれ同一の搬送経路を通って巻芯１３，１４へと供給されるように構成されている。そして、セパレータシート２，３及び両電極シート４，５を一度に撮像するように構成されている。これに対し、両セパレータシート２，３の一方及び両電極シート４，５の一方と、両セパレータシート２，３の他方及び両電極シート４，５の他方とがそれぞれ別々の搬送経路を通って巻芯へと供給されるように構成してもよい。また、この場合には、巻芯へと巻き付けられた両セパレータシート２，３の一方及び両電極シート４，５の一方と、巻芯へと巻き付けられた両セパレータシート２，３の他方及び両電極シート４，５の他方とを別々に撮像するように構成してもよい。すなわち、上記実施形態では、４枚のシートが一度に撮像されているが、２枚のシートを別々に撮像するように構成してもよい。

（ｆ）上記実施形態では、巻芯１３，１４として、各種シート２〜５の巻回される外周形状が楕円形状に構成されたものを採用しているが、巻芯１３，１４の形状はこれに限定されるものではない。従って、例えば外周形状が円形状、長方形状（扁平状）、多角形状、長円形状等となる巻芯を採用してもよい。

（ｇ）セパレータシート２，３や電極シート４，５の材質は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、セパレータシート２，３をＰＰにより形成することとしているが、他の絶縁性材料によってセパレータシート２，３を形成することとしてもよい。また、例えば、電極シート４，５に塗布される活物質を適宜変更してもよい。

（ｈ）上記実施形態において、巻回部１１は、２つの巻芯１３，１４を備えた構成となっているが、巻芯の数はこれに限定されるものではなく、３つ以上の巻芯を備えた構成としてもよい。尚、巻芯が１つの場合、ターレット１２等は省略可能である。

（ｉ）上記実施形態では、回転可能な巻芯１３，１４の外周に対し各種シート２〜５が直接巻回されるように構成されているが、回転可能な軸部及び当該軸部の外周に配置された筒状の巻芯コアにより巻芯を構成し、巻芯コアの外周面に対し各種シート２〜５が巻回されるようにしてもよい。

１…電池素子（巻回素子）、２，３…セパレータシート、４…正電極シート、５…負電極シート、１０…巻回装置、１３，１４…巻芯、１９ａ，１９ｂ…照明装置（照射手段）、２０…カメラ（撮像手段）、２１…レンズ、２４…画像メモリ、２５…判定対象検出部（判定対象検出手段）、２７…出力部（出力手段）、８１…制御装置（良否判定手段、連続撮像実行手段）、１００…検査装置、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３…輝度確認箇所、ＯＰ…（レンズの）光軸。

Claims (7)

1. 絶縁素材よりなる帯状のセパレータシートを介して、活物質の塗布された帯状の正電極シートと負電極シートとを交互に重ね合わせた状態で回転可能な巻芯により巻取ることによって製造される巻回素子の製造過程において用いられる検査装置であって、
   前記巻芯に巻き付けられた前記セパレータシート、前記正電極シートおよび前記負電極シートであるところの各シートを検査対象として、当該検査対象に対し所定の光を照射する照射手段と、
   前記照射手段により光の照射された前記検査対象を撮像し、撮像画像を取得する撮像手段と、
   前記巻芯により前記各シートを巻取っている状態で、前記撮像手段により前記検査対象を連続撮像させる連続撮像実行手段と、
   １枚の前記撮像画像における前記検査対象のエッジ部分を横切る複数の輝度確認箇所のそれぞれにおける輝度の変化態様に基づき、前記１枚の撮像画像の中から前記撮像手段のピントが合っている前記輝度確認箇所を判定対象箇所として検出する判定対象検出手段と、
   前記撮像画像における前記判定対象箇所に対応する部分に基づき、前記検査対象の良否を判定する良否判定手段とを備えることを特徴とする検査装置。
2. 前記巻芯における前記各シートが巻き取られる外周面は、断面非円形状をなしており、前記巻芯の回転に伴い前記巻芯の外周面から前記撮像手段までの距離が変動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記撮像手段は、
   前記判定対象検出手段を有するとともに、
   連続撮像により得た複数の前記撮像画像を記憶する画像メモリと、
   前記画像メモリに記憶された前記撮像画像及び当該撮像画像に係る情報の少なくとも一方を外部に出力する出力手段とを具備し、
   前記判定対象検出手段は、前記画像メモリに記憶された複数の前記撮像画像の中から前記判定対象箇所を有するものである判定対象画像を検出し、
   前記出力手段は、前記画像メモリに記憶された複数の前記撮像画像のうちの前記判定対象画像及び当該判定対象画像に係る情報の少なくとも一方を外部に出力するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記撮像手段は、所定のレンズを有するとともに、当該レンズの光軸方向に沿って前記巻芯に対し相対移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 前記セパレータシートは、透明又は半透明であり、
   前記撮像手段は、前記正電極シートおよび前記負電極シートであるところの両電極シートのうちの少なくとも一方を前記セパレータシートを透過して撮像することで、前記両電極シート及び前記セパレータシートを一度に撮像するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検査装置。
6. 前記撮像画像には、前記正電極シート及び前記負電極シートのエッジ部分が表れるように構成されており、
   前記判定対象検出手段は、前記正電極シートのエッジ部分に対応する部位、及び、前記負電極シートのエッジ部分に対応する部位のそれぞれにおける輝度の変化割合に基づき、前記１枚の撮像画像内の中から前記判定対象箇所を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検査装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検査装置を備えることを特徴とする巻回装置。

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