JP7314076B2 - 集積装置および集積方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、集積装置および集積方法に関する。
電池には様々な種類や形態がある。例えば、正極と負極との間をセパレータで絶縁してコイル状に巻き、楕円形につぶして長方形の缶に封入した形態のものがある。ただし、この形態は、楕円形の電池と缶の間に無駄な隙間が多い。一方、シート状（例えば矩形の薄膜状）の正極・セパレータ・負極・セパレータの組合せを何層にも積層して長方形の缶に納めた積層型の電池も開発されている。積層型電池は、缶の内部における無駄な隙間を少なくすることができる。しかし、積層型電池の製造は、シート状に切断したセパレータの取り扱いが難しいため、正極と負極の間にセパレータを正しく位置決めして積層する工程が煩雑になる。
そこで、電池の一方の電極（例えば正極）を一対のセパレータで挟み込んだ袋詰電極を製造し、この袋詰電極を他方の電極（例えば負極）と交互に積層することにより、積層型電池を製造する方法が提案されている。また、回転するロボットアームと先端部の吸着部を活用したピックアンドプレースによって、袋詰電極と他方の電極とを交互に積層していく方法が知られている。
このような電池製造技術では、電池の生産性向上に向けた高速化の実現が重要な課題となっている。
特許第５８２０１３８号公報 特許第５９０１１３５号公報 特許第５６６６８０５号公報 特許第５９９７８７７号公報 特開２０１２－２４０７９９号公報 特開２００８－０８４１７０号公報
本発明が解決しようとする課題は、搬送を停止することなく複数のシートを予め定められた順序で積み重ねることにある。
実施形態に係る集積装置は、第１前段搬送部と、第２前段搬送部と、合流部と、後段搬送部と、集積部と、検知部と、リジェクト制御部と、リジェクト部とを備える。前記第１前段搬送部は、第１シートを搬送する。前記第２前段搬送部は、第２シートを搬送する。前記合流部は、前記第１前段搬送部から出力された前記第１シートを合流位置へとガイドし、前記第２前段搬送部から出力された前記第２シートを前記合流位置へとガイドする。前記後段搬送部は、前記第１前段搬送部および前記第２前段搬送部により搬送された前記第１シートおよび前記第２シートを前記合流位置から順次に受け取り、前記第１シートおよび前記第２シートを受け取った順に搬送方向に並べて搬送する。前記集積部は、前記後段搬送部により搬送された前記第１シートおよび前記第２シートを順次に取り込み、取り込んだ前記第１シートおよび前記第２シートを取り込んだ順に所定の位置に積み重ねる。前記検知部は、前記第１前段搬送部、前記第２前段搬送部および前記後段搬送部により搬送されている前記第１シートおよび前記第２シートの状態を検知する。前記リジェクト制御部は、前記第１シートおよび前記第２シートの状態に基づき不良の前記第１シートおよび前記第２シートを検出する。前記リジェクト部は、前記不良の前記第１シートおよび前記第２シートを、搬送経路における前記検知部よりも下流において取り除く。前記リジェクト部は、前記不良であると検知された前記第１シートおよび前記第２シートとともに、前記不良であると検知された前記第１シートおよび前記第２シートに対して予め定められた位置関係で搬送される他の前記第１シートおよび前記第２シートを、さらに取り除く。
実施形態に係る集積装置の構成を示す図。 第１シートを表面側から見た図。 第２シートを表面側から見た図。 第２シートの断面図。 集積部の構成の一例を示す図。 第１前段搬送部、第２前段搬送部および後段搬送部の構成の一例を示す図。 リジェクト部を含む集積装置の部分構成を示す図。 補充部を含む集積装置の部分構成を示す図。 検知部および挟持方式のベルト搬送装置の一部分の構成を示す図。 通過タイミング検出部を備える集積装置の構成の第１例を示す図。 通過タイミング検出部を備える集積装置の構成の第２例を示す図。 スキュー検出部およびベルト搬送装置の一部分の構成を示す図。 Ｎ個の前段搬送部を備える集積装置の構成を示す図。 第１～第３前段搬送部および後段搬送部の構成の一例を示す図。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る集積装置１０の構成を示す図である。集積装置１０は、複数の種類のシート２０を予め定められた順序で積み重ねる装置である。シート２０は、薄い膜状の物体である。シート２０の材質は、どのようなものであってもよい。また、シート２０の主面は、どのような形状であってもよい。
本実施形態において、集積装置１０は、第１シート２１と第２シート２２とを交互に所定の位置に積み重ねる。第１シート２１および第２シート２２は、シート２０の一例である。第１シート２１は、第２シート２２とは異なる種類のシート２０である。なお、第１シート２１および第２シート２２の詳細については、図２、図３および図４を参照してさらに説明する。
なお、集積装置１０は、交互に限らず、どのような順序で第１シート２１と第２シート２２とを積み重ねてもよい。例えば、集積装置１０は、第１シート２１を２枚連続で重ねた後に１枚の第２シート２２を重ねるパターンを繰り返してもよい。また、集積装置１０は、３種類以上のシート２０を予め定められた順序で積み重ねてもよい。
集積装置１０は、第１供給部３２と、第２供給部３４と、第１前段搬送部３６と、第２前段搬送部３８と、合流部４０と、後段搬送部４２と、集積部４４と、検知部４６と、リジェクト制御部４８と、リジェクト部５０とを備える。
第１供給部３２は、複数個の第１シート２１を１つずつ順次に第１前段搬送部３６へと出力する。例えば、第１供給部３２は、第１シート２１を１つずつ順次に生成する。そして、第１供給部３２は、生成した順に１つずつ予め定められたタイミングで第１前段搬送部３６に供給する。
第２供給部３４は、複数個の第２シート２２を１つずつ順次に第２前段搬送部３８へと出力する。例えば、第２供給部３４は、第２シート２２を１つずつ順次に生成する。そして、第２供給部３４は、生成した順に１つずつ予め定められたタイミングで第２前段搬送部３８に供給する。
第１前段搬送部３６は、第１供給部３２から出力された第１シート２１を１つずつ順次に受け取り、受け取った第１シート２１を受け取った順に搬送する。本実施形態において、第１前段搬送部３６は、挟持方式のベルト搬送装置である。挟持方式のベルト搬送装置は、搬送経路に沿って対向して配置された２つのベルト部を有し、２つのベルト部によりシート２０（第１シート２１および第２シート２２）を挟んで保持しながら、シート２０を搬送方向に搬送する。
なお、第１前段搬送部３６は、吸着方式のベルト搬送装置であってもよい。吸着方式のベルト搬送装置は、一部分が搬送経路に沿って配置されたベルトを有し、ベルトの一方の面によりシート２０（第１シート２１および第２シート２２）を吸着しながら、シート２０（第１シート２１および第２シート２２）を搬送する。
第２前段搬送部３８は、第２供給部３４から出力された第２シート２２を１つずつ順次に受け取り、受け取った第２シート２２を受け取った順に搬送する。本実施形態においては、第２前段搬送部３８は、挟持方式のベルト搬送装置である。なお、第２前段搬送部３８は、吸着方式のベルト搬送装置であってもよい。
合流部４０は、第１前段搬送部３６から出力された第１シート２１を合流位置へとガイドする。すなわち、合流部４０は、第１前段搬送部３６から出力された第１シート２１が合流位置へと移動するように、第１シート２１を導く。合流部４０は、例えば、第１前段搬送部３６における第１シート２１の搬送を終了する終了端から合流位置までの間、第１シート２１の一方の面側から第１シート２１を支持する第１支持面を有するガイド部材であってもよい。また、ガイド部材は、第１シート２１が幅方向（搬送方向とは直交する方法）にずれないように、第１シート２１を幅方向の位置を規制する側壁を有してもよい。
さらに、合流部４０は、第２前段搬送部３８から出力された第２シート２２を合流位置へとガイドする。すなわち、合流部４０は、第２前段搬送部３８から出力された第２シート２２が合流位置へと移動するように、第２シート２２を導く。合流部４０は、例えば、第２前段搬送部３８における第２シート２２の搬送を終了する終了端から合流位置までの間、第２シート２２の一方の面側から第２シート２２を支持する第２支持面を有するガイド部材であってもよい。また、ガイド部材は、第２シート２２が幅方向にずれないように、第２シート２２を幅方向の位置を規制する側壁を有してもよい。
後段搬送部４２は、第１前段搬送部３６および第２前段搬送部３８により搬送された第１シート２１および第２シート２２を合流位置から順次に受け取り、第１シート２１および第２シート２２を受け取った順に搬送方向に並べて搬送する。本実施形態においては、後段搬送部４２は、挟持方式のベルト搬送装置である。なお、後段搬送部４２は、吸着方式のベルト搬送装置であってもよい。
集積部４４は、後段搬送部４２により搬送された第１シート２１および第２シート２２を順次に取り込み、取り込んだ第１シート２１および第２シート２２を取り込んだ順に所定の位置に積み重ねる。例えば、集積部４４は、収納部５６と、羽根車５８とを有する。収納部５６は、積み重ねられた第１シート２１および第２シート２２を収納するための内部空間を有する。
羽根車５８は、後段搬送部４２における終了端において、第１シート２１または第２シート２２を羽根と羽根との間に取り込む。羽根車５８は、取り込んだ第１シート２１または第２シート２２を保持しながら回転させて、収納部５６の上の放出位置まで移動させる。羽根車５８は、放出位置において保持している第１シート２１または第２シート２２を羽根と羽根との間から放出させ、収納部５６の内部へと落とす。そして、羽根車５８は、第１シート２１または第２シート２２を収納部５６の内部へと落とすことにより、収納部５６の内部に第１シート２１および第２シート２２を取り込んだ順に積み重ねる。なお、集積部４４の構成の詳細については、図５を参照してさらに説明する。
検知部４６は、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８および後段搬送部４２により搬送されている第１シート２１および第２シート２２の状態を検知する。例えば、検知部４６は、第１シート２１および第２シート２２の傷、欠け、折れ曲がりおよび汚れ等を検知する。
また、例えば、検知部４６は、第１シート２１および第２シート２２の種類を検知してもよい。また、例えば、検知部４６は、第１シート２１および第２シート２２の搬送方向に対する傾き、幅方向に対するズレ量、通過タイミング、および、搬送間隔等を検知してもよい。
リジェクト制御部４８は、検知部４６により検知された情報に基づき、不良の第１シート２１および第２シート２２を検出する。例えば、リジェクト制御部４８は、傷、欠け、折れ曲がりまたは汚れ等を含む第１シート２１および第２シート２２を、不良として検出する。また、例えば、リジェクト制御部４８は、搬送方向に対する傾きが所定値以上、幅方向に対するズレ量が所定値以上、基準タイミングに対する通過タイミングの誤差時間または基準間隔に対する搬送間隔の誤差時間が所定時間以上の第１シート２１および第２シート２２を、不良として検出する。
リジェクト部５０は、搬送経路における検知部４６よりも下流において、リジェクト制御部４８により検出された不良の第１シート２１および第２シート２２を、搬送経路から取り除く。これにより、集積部４４は、正常の第１シート２１および第２シート２２を所定の位置に積み重ねることができる。
さらに、リジェクト部５０は、不良の第１シート２１および第２シート２２に対して予め定められた位置関係で搬送される他の第１シート２１および第２シート２２を、搬送経路から取り除いてもよい。これにより、集積部４４は、予め定められた順序で複数の種類のシート２０を所定の位置に積み重ねることができる。
ここで、第１供給部３２および第２供給部３４は、第１シート２１および第２シート２２が予め定められた並び順で合流位置に到達するように、第１シート２１および第２シート２２の出力タイミングが調整されている。これにより、後段搬送部４２は、第１シート２１および第２シート２２を予め定められた順序で搬送方向に並べて集積部４４へと搬送することができる。そして、集積部４４は、後段搬送部４２により搬送された第１シート２１および第２シート２２を搬送順に取り込み、第１シート２１および第２シート２２を取り込んだ順に積み重ねる。これにより、集積部４４は、第１シート２１および第２シート２２を予め定められた順序で積み重ねることができる。
例えば、第１供給部３２および第２供給部３４は、第１シート２１および第２シート２２が交互に合流位置に到達するように、第１シート２１および第２シート２２の出力タイミングが調整されている。これにより、後段搬送部４２は、第１シート２１および第２シート２２を交互に集積部４４へと搬送することができる。そして、集積部４４は、第１シート２１および第２シート２２を交互に積み重ねることができる。
このような構成の本実施形態に係る集積装置１０は、第１シート２１および第２シート２２の搬送を停止することなく、複数の第１シート２１および複数の第２シート２２を予め定められた順序で積み重ねることができる。これにより、本実施形態に係る集積装置１０によれば、第１シート２１および第２シート２２を高速に積み重ねることができる。
図２は、第１シート２１の一例を示す図である。図３は、第２シート２２の一例を示す図である。図４は、第２シート２２の一例の断面を示す図である。
本実施形態において、第１シート２１は、電池の内部に収納される正極および負極のうちの一方の電極（例えば負極）を構成する部材である。本実施形態において、第２シート２２は、電池内部に収納される、正極および負極のうちの第１シート２１ではない方の他方の電極（例えば正極）を構成する部材である。
図２に示すように、第１シート２１の主面は、略矩形である。第１シート２１の主面は、１つの辺にタブ２１ａが形成されている。タブ２１ａは、第１シート２１の主面の全体と比較して十分に小さい板片である。例えば、第１供給部３２は、ロール状に巻き取られた長尺状の電極材料を引き出してカッターにより切断することにより第１シート２１を生成する。
図３および図４に示すように、第２シート２２の主面は、略矩形である。第２シート２２は、電極シート６２を、電極を絶縁するための２つのセパレータ（第１セパレータシート６４および第２セパレータシート６６）で挟み込んだ袋詰電極である。電極シート６２の主面は、１つの辺にタブ２２ａが形成された略矩形の形状である。タブ２２ａは、第２シート２２の主面の全体と比較して十分に小さい板片である。タブ２２ａは、２つのセパレータ（第１セパレータシート６４および第２セパレータシート６６）から外部へと露出している。２つのセパレータ（第１セパレータシート６４および第２セパレータシート６６）は、電極シート６２よりも一回り大きい矩形であり、タブ２２ａの部分を除いた外周部分が接合されることにより電極シート６２を包み込んでいる。
例えば、第２供給部３４は、ロール状に巻き取られた長尺状の電極材料を引き出してカッターにより切断することにより、略矩形の電極シート６２を生成する。続いて、第２供給部３４は、ロール状に巻き取られた長尺状の２つのセパレータ材料を引き出して、引き出した２つのセパレータ材料により電極シート６２を挟み込む。続いて、第２供給部３４は、電極シート６２を包み込んだ２つのセパレータ材料における、電極シート６２の周囲におけるタブ２２ａを除いた部分を接合する。そして、第２供給部３４は、電極シート６２を包み込んだ状態で接合された２つのセパレータ材料を、カッターにより切断することにより、第２シート２２を生成する。
図５は、集積部４４の構成の一例を示す図である。集積部４４は、収納部５６と、羽根車５８とを有する。
収納部５６は、底面がシート２０（第１シート２１または第２シート２２）の主面より大きい内部空間を有する。収納部５６は、羽根車５８の下側に配置される。より詳しくは、収納部５６は、羽根車５８から放出されたシート２０が落下して内部空間に入るような位置に設けられる。収納部５６は、羽根車５８から放出されたシート２０を内部空間に積み重ねた状態で収納する。
羽根車５８は、回転部７１と、複数の羽根部７２と、規制部７３とを有する。
回転部７１は、円柱状の形状を有する。回転部７１は、中心軸７１ａが、後段搬送部４２によるシート２０（第１シート２１および第２シート２２）の搬送方向に対して、直交する方向に配置される。そして、回転部７１は、中心軸７１ａを中心に回転する。
複数の羽根部７２のそれぞれは、薄板状である。複数の羽根部７２のそれぞれは、回転部７１の側面に基端が取り付けられる。複数の羽根部７２は、所定の間隔で円周方向に並ぶように設けられる。さらに、複数の羽根部７２のそれぞれは、基端とは反対側の先端が細く尖った形状となっている。
複数の羽根部７２は、隣接する２つの羽根部７２の間にシート２０が挿入可能な隙間を有する。複数の羽根部７２のそれぞれは、中心軸７１ａを中心とする曲線を形成するように湾曲している。
そして、羽根車５８は、後段搬送部４２における終了端において、シート２０が搬送方向に移動することにより、複数の羽根部７２における何れかの隣接する２つの羽根部７２の間の挿入される位置に配置される。従って、後段搬送部４２により搬送されたシート２０は、後段搬送部４２における終了端において、羽根車５８における何れかの隣接する２つの羽根部７２の間に形成される隙間に挿入される。従って、羽根車５８は、回転部７１が回転することにより、後段搬送部４２により搬送された複数のシート２０を、複数の羽根部７２の間に形成される複数の隙間に、順次に取り込むことができる。
また、隣接する２つの羽根部７２は、回転部７１が回転した場合に、隙間に挿入されたシート２０を摩擦力で保持する。従って、羽根車５８は、隣接する２つの羽根部７２により形成される隙間に挿入されたシート２０を回転移動させることができる。
規制部７３は、回転部７１が回転した場合に、収納部５６の上の放出位置において、隣接する２つの羽根部７２の間に保持されたシート２０を回転方向に進まないように規制する。放出位置より先に移動しないように規制された場合、隣接する２つの羽根部７２により保持されたシート２０は、隣接する２つの羽根部７２により形成された隙間から、外部へと放出される。すなわち、規制部７３は、回転部７１が回転した場合に、放出位置において、隣接する２つの羽根部７２の間に保持されたシート２０を回転方向に進まないように規制することにより、隣接する２つの羽根部７２の間に挿入されたシート２０を放出させる。
また、規制部７３は、隣接する２つの羽根部７２の間から外部に放出させたシート２０が、収納部５６の内部空間へと落下するようにガイドする。これにより、収納部５６は、規制部７３から放出されたシート２０を内部に積み重ねて収納することができる。
このような集積部４４は、後段搬送部４２により搬送されたシート２０（第１シート２１および第２シート２２）を順次に取り込み、取り込んだシート２０（第１シート２１および第２シート２２）を取り込んだ順に収納部５６の内部に積み重ねることができる。
図６は、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８および後段搬送部４２の構成の一例を示す図である。
本実施形態において、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８および後段搬送部４２は、挟持方式のベルト搬送装置である。挟持方式のベルト搬送装置は、上ベルト部７７および下ベルト部７８を有する。挟持方式のベルト搬送装置は、上ベルト部７７および下ベルト部７８によりシート２０（第１シート２１および第２シート２２）を挟んで保持しながら、シート２０を搬送する。
上ベルト部７７および下ベルト部７８のそれぞれは、リング状の１つまたは複数のベルトを含む。上ベルト部７７に含まれるベルトおよび下ベルト部７８に含まれるベルトは、リング状には互いに逆方向に、略同一速度で回転駆動される。
上ベルト部７７および下ベルト部７８は、互いの一部分がほぼ接触している状態で対向して配置される。上ベルト部７７および下ベルト部７８の対向している部分は、略同一速度で同方向に移動し、シート２０を搬送するための搬送経路を構成する。
上ベルト部７７および下ベルト部７８は、対向している部分において、シート２０を挟んで保持する。そして、上ベルト部７７および下ベルト部７８は、含まれるベルトが互いに逆方向に同一速度で回転することにより、上ベルト部７７および下ベルト部７８の対向している部分が略同一速度で同方向に移動することで、挟んで保持しているシート２０を移動させることができる。これにより、上ベルト部７７および下ベルト部７８は、シート２０を搬送経路に沿って搬送することができる。
また、上ベルト部７７および下ベルト部７８における搬送方向の最も前の位置、すなわち、上ベルト部７７および下ベルト部７８の接触開始位置は、開始端となる。上ベルト部７７および下ベルト部７８における移動方向の最も後ろの位置、すなわち、上ベルト部７７および下ベルト部７８の接触終了位置は、終了端となる。
シート２０は、開始端に、前側のエッジから供給される。これにより、上ベルト部７７および下ベルト部７８は、供給されたシート２０を開始端から取り込み、取り込んだシート２０を挟んで保持しながら搬送を開始する。
また、シート２０は、終了端から、前側のエッジから出力される。これにより、上ベルト部７７および下ベルト部７８は、シート２０の保持および搬送を終了し、シート２０を外部の装置へと供給することができる。
なお、上ベルト部７７および下ベルト部７８は、搬送経路に沿って直列に並んだ複数のベルトを含んでもよい。
合流部４０は、第１前段搬送部３６における終了端から合流位置まで、第１シート２１をガイドする。また、合流部４０は、第２前段搬送部３８における終了端から合流位置まで、第２シート２２をガイドする。
本実施形態において、合流位置は、後段搬送部４２における開始端である。すなわち、合流位置は、後段搬送部４２における上ベルト部７７および下ベルト部７８との接触開始位置（例えば、図６のＸの位置）である。
本実施形態においては、第１シート２１は、後段搬送部４２の上ベルト部７７における開始端（Ｘの位置）よりも上流側の部分と、合流部４０との間に挟み込まれながら、第１前段搬送部３６の終了端から後段搬送部４２の開始端へと移動する。また、本実施形態においては、第２シート２２は、後段搬送部４２の下ベルト部７８における開始端（Ｘの位置）よりも上流側の部分と、合流部４０との間に挟み込まれながら、第２前段搬送部３８の終了端から後段搬送部４２の開始端へと移動する。
このように本実施形態に係る集積装置１０は、第１前段搬送部３６から出力された第１シート２１を合流位置へとガイドし、および、第２前段搬送部３８から出力された第２シート２２を合流位置へとガイドする合流部４０により、第１前段搬送部３６および第２前段搬送部３８から、後段搬送部４２へと、第１シート２１および第２シート２２を移動させる。これにより、集積装置１０によれば、第１シート２１および第２シート２２の搬送を停止することなく、第１シート２１および第２シート２２を予め定められた順序で所定の位置に積み重ねることができる。
従って、本実施形態に係る集積装置１０は、第１シート２１および第２シート２２を高速に集積することができる。例えば、第１シート２１および第２シート２２が電池の電極を構成する場合、本実施形態に係る集積装置１０は、高速に効率良く電池を製造することができる。
図７は、リジェクト部５０を含む集積装置１０の部分構成を示す図である。検知部４６は、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８および後段搬送部４２により搬送されている第１シート２１および第２シート２２の状態を検知する。
検知部４６は、例えば、撮像装置、光センサおよびその他のセンサである。検知部４６は、複数の種類のセンサを含んでもよい。また、検知部４６は、搬送経路における複数の箇所のそれぞれに設けられた複数のセンサにより構成されてもよい。
例えば、検知部４６は、後段搬送部４２における所定の検知位置において、第１シート２１および第２シート２２の表面の状態を検知する。検知部４６は、表面の状態として、例えば、第１シート２１および第２シート２２に含まれる傷、欠け、折れ曲がりおよび汚れ等を検知する。
また、検知部４６は、第１シート２１および第２シート２２の種類を検知してもよい。すなわち、検知部４６は、第１シート２１が通過しているのか、第２シート２２が通過しているのかを検知してもよい。
また、検知部４６は、検知位置における第１シート２１および第２シート２２の搬送状態を検知してもよい。検知部４６は、搬送状態として、例えば、第１シート２１および第２シート２２の搬送方向に対する傾き、搬送方向に直交する方向（幅方向）に対する第１シート２１および第２シート２２のズレ量、第１シート２１および第２シート２２が検知位置を通過する通過タイミング、および、隣接して搬送される第１シート２１と第２シート２２との搬送間隔等を検知する。
リジェクト制御部４８は、検知部４６により検知された情報に基づき、不良の第１シート２１および第２シート２２を検出する。例えば、リジェクト制御部４８は、傷、欠け、折れ曲がりまたは汚れ等を含む第１シート２１および第２シート２２を、不良として検出する。また、例えば、リジェクト制御部４８は、搬送方向に対する傾きが所定値以上、幅方向に対するズレ量が所定値以上、基準タイミングに対する通過タイミングの誤差が所定時間以上、または、基準間隔に対する搬送間隔の誤差が所定時間以上の第１シート２１および第２シート２２を、不良として検出する。
リジェクト部５０は、搬送経路における検知部４６よりも下流において、リジェクト制御部４８により検出された不良の第１シート２１および第２シート２２を、搬送経路から取り除く。例えば、リジェクト部５０は、通過する第１シート２１および第２シート２２を搬送経路から取り除くための振分ゲートと、リジェクトボックスとを含んでもよい。リジェクト部５０は、リジェクト制御部４８により検出された不良の第１シート２１および第２シート２２が振分ゲートに到達したタイミングで、振分ゲートを動作させて、不良の第１シート２１および第２シート２２を搬送経路から、リジェクトボックス内に移動させる。
このようなリジェクト部５０は、後段搬送部４２から集積部４４へ不良の第１シート２１および第２シート２２を供給させないようにすることができる。これにより、集積装置１０は、正常の第１シート２１および第２シート２２を積み重ねることができる。
さらに、リジェクト部５０は、不良の第１シート２１および第２シート２２に対して予め定められた位置関係で搬送される他の第１シート２１および第２シート２２を、搬送経路から取り除いてもよい。これにより、集積部４４は、予め定められた順序で第１シート２１および第２シート２２を積み重ねることができる。
例えば、第１シート２１と第２シート２２とが交互に並んで搬送される場合には、リジェクト部５０は、不良の第１シート２１の直前または直後に搬送される第２シート２２、および、不良の第２シート２２の直前または直後に搬送される第１シート２１を取り除く。これにより、集積部４４は、第１シート２１と第２シート２２とを交互に積み重ねることができる。
また、複数の種類のシート２０を所定のパターンで並べて搬送する場合には、リジェクト部５０は、不良のシート２０を含んだ１周期分のパターンを特定し、特定したパターンに含まれる全てのシート２０を搬送経路から取り除く。これにより、集積部４４は、予め定められた順序で複数の種類のシート２０を積み重ねることができる。
図８は、補充部８２を含む集積装置１０の部分構成を示す図である。集積装置１０は、補充部８２をさらに備えてもよい。
補充部８２は、第１シート２１および第２シート２２のうちのリジェクト部５０により取り除かれたシート２０と同一種類のシート２０を、搬送経路におけるリジェクト部５０よりも下流の補充位置で、リジェクト部５０により取り除かれた第１シート２１または第２シート２２が補充位置を通過する予定のタイミングにおいて供給する。
例えば、補充部８２は、第１シート２１が取り除かれた場合、取り除かれた第１シート２１が補充位置を通過する予定のタイミングにおいて新たな第１シート２１を補充する。また、第２シート２２が取り除かれた場合、補充部８２は、取り除かれた第２シート２２が補充位置を通過する予定のタイミングにおいて新たな第２シート２２を補充する。例えば、補充部８２は、リジェクト制御部４８の制御に応じて、第１シート２１または第２シート２２の何れを供給するか、および、補充タイミングを決定する。
これにより、集積装置１０は、不良の第１シート２１または第２シート２２を搬送経路から取り除いた場合であっても、予め定められた順序で第１シート２１および第２シート２２を積み重ねることができる。さらに、補充部８２を備える場合、集積装置１０は、正常な第１シート２１または第２シート２２を取り除かなくも、予め定められた順序で第１シート２１および第２シート２２を積み重ねることができるので、生産効率を高くすることができる。
図９は、検知部４６および挟持方式のベルト搬送装置の一部分の構成を示す図である。
第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８および後段搬送部４２が、挟持方式のベルト搬送装置である場合、検知部４６は、例えば、図９に示すような位置においてシート２０（第１シート２１または第２シート２２）の表面の状態を検出する。
すなわち、上ベルト部７７は、搬送経路に沿って並んで設けられた複数のベルトにより構成される。例えば、図９の例においては、上ベルト部７７は、第１上ベルト７７－１と、第２上ベルト７７－２とを含む。第２上ベルト７７－２は、第１上ベルト７７－１の下流側に設けられる。
上流側の第１上ベルト７７－１と、下流側の第２上ベルト７７－２との間には、所定の距離の空間が設けられる。この空間は、シート２０における搬送方向における長さよりも短い。これにより、上ベルト部７７は、シート２０を保持しつつ、シート２０における上ベルト部７７側の面を露出させることができる。
この場合、検知部４６は、第１上ベルト７７－１と第２上ベルト７７－２との間の空間から露出したシート２０の表面を検知することができる。例えば、検知部４６は、この空間から露出したシート２０の表面を撮像する。これにより、検知部４６は、シート２０の表面における、搬送方向に対して直交する方向（幅方向）の全体の状態を検知することができる。さらに、検知部４６は、シート２０が第１上ベルト７７－１と第２上ベルト７７－２との間の空間を移動している間、シート２０の表面を連続して検出することにより、シート２０の表面の搬送方向の全体を検知することができる。
また、下ベルト部７８は、図９に示した上ベルト部７７と同様の構造を有していてもよい。この場合、検知部４６は、さらに、下ベルト部７８により形成された空間から露出したシート２０の表面の状態も検知する。これにより、検知部４６は、シート２０における２つの面の状態を検知することができる。
図１０は、通過タイミング検出部８４を備える集積装置１０の構成の第１例を示す図である。
集積装置１０は、１つまたは複数の通過タイミング検出部８４をさらに備えてもよい。１つまたは複数の通過タイミング検出部８４のそれぞれは、搬送経路における所定の検知位置において、シート２０（第１シート２１および第２シート２２）の通過タイミングを検出する。例えば、集積装置１０は、後段搬送部４２における所定の検知位置において、シート２０の通過タイミングを検出する。
１つまたは複数の通過タイミング検出部８４のそれぞれは、例えば、光センサである。光センサである通過タイミング検出部８４は、光を発光する発光部と、発光部から発光された光を受光する受光部とを備える。発光部および受光部は、搬送経路における搬送方向の所定の検知位置に、搬送経路を挟んで設けられる。このような、通過タイミング検出部８４は、発光部から発光された光が遮断され、受光部に届かなかった場合、シート２０が検知位置を通過していることを検知することができる。
また、１つまたは複数の通過タイミング検出部８４のそれぞれは、検知位置を通過するシート２０の通過速度を検知してもよい。例えば、通過タイミング検出部８４は、シート２０の搬送方向の前側のエッジが検知位置を通過したタイミングと、シート２０の搬送方向の後側のエッジが検知位置を通過したタイミングとの時間差を計測する。そして、通過タイミング検出部８４は、予め設定されたシート２０の搬送方向の長さから、計測した時間差を除算して、通過速度を検知する。
さらに、集積装置１０は、動作制御部８６をさらに備えてもよい。動作制御部８６は、１つまたは複数の通過タイミング検出部８４のそれぞれにより検出されたシート２０の通過タイミングを取得する。そして、動作制御部８６は、シート２０が検知位置を適切なタイミングで通過しているか否かを判断する。例えば、動作制御部８６は、直前のシート２０が検知位置を通過してから、所定時間以上経過しても、次のシート２０が検知位置を通過しない場合には、搬送動作に異常が発生したと判断してもよい。また、例えば、動作制御部８６は、シート２０の検知位置における通過速度が予め定められた範囲内でない場合、搬送動作に異常が発生したと判断してもよい。そして、動作制御部８６は、異常が発生したと判断した場合、搬送動作を停止させたり、管理装置または管理者等に警告を通知したりする。
さらに、集積装置１０は、回転制御部８８をさらに備えてもよい。回転制御部８８は、集積部４４の羽根車５８の回転を制御する。回転制御部８８は、１つまたは複数の通過タイミング検出部８４により検知された１つまたは複数の検知位置におけるシート２０の通過タイミングを取得し、取得した通過タイミングに基づき羽根車５８の回転位相を制御する。より具体的には、回転制御部８８は、羽根車５８へと搬送されたシート２０が、羽根車５８における隣接する２つの羽根部７２の隙間に精度良く挿入されるように、羽根車５８の回転位相を制御する。これにより、集積部４４は、後段搬送部４２から順次にシート２０を確実に取り込むことができる。
図１１は、通過タイミング検出部８４を備える集積装置１０の構成の第２例を示す図である。
通過タイミング検出部８４は、第１前段搬送部３６における所定の検知位置に設けられてもよい。この場合、動作制御部８６は、第１供給部３２から第１シート２１が正常に供給されているか、第１シート２１が第１前段搬送部３６により正常に搬送されているかを判断することができる。
通過タイミング検出部８４は、第２前段搬送部３８における所定の検知位置に設けられてもよい。この場合、動作制御部８６は、第２供給部３４から第２シート２２が正常に供給されているか、第２シート２２が第２前段搬送部３８により正常に搬送されているかを判断することができる。
図１２は、スキュー検出部９０および挟持方式のベルト搬送装置の一部分の構成を示す図である。集積装置１０は、スキュー検出部９０と、スキュー制御部９２とをさらに備えてもよい。
スキュー検出部９０は、搬送経路における所定の検知位置において、シート２０（第１シート２１および第２シート２２）の搬送方向に対する傾きを検出する。スキュー制御部９２は、スキュー検出部９０により検出した傾きに基づき、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８または後段搬送部４２の動作を制御して、通過するシート２０（第１シート２１および第２シート２２）の傾きを調整する。
例えば、スキュー制御部９２は、搬送方向に対して直交する方向（幅方向）に並んで配置された右側センサ９４および左側センサ９６を含む。右側センサ９４および左側センサ９６のそれぞれは、シート２０が検知位置を通過したか否かを検知する。右側センサ９４および左側センサ９６のそれぞれは、例えば、光センサである。光センサである右側センサ９４および左側センサ９６のそれぞれは、光を発光する発光部と、発光部から発光された光を受光する受光部とを備える。発光部および受光部は、搬送経路を挟んで設けられる。このような、右側センサ９４および左側センサ９６のそれぞれは、発光部から発光された光が遮断され、受光部に届かなかった場合、シート２０が検知位置を通過していることを検知することができる。
ここで、通過するシート２０に傾きが無い場合、右側センサ９４および左側センサ９６は、シート２０における搬送方向の前側のエッジまたは後側のエッジを同一のタイミングで検出する。しかし、通過するシート２０に傾きが有る場合、右側センサ９４および左側センサ９６は、シート２０における搬送方向の前側のエッジまたは後側のエッジを異なるタイミングで検出する。
スキュー制御部９２は、右側センサ９４による前側または後側のエッジの検出タイミングと、左側センサ９６による前側または後側のエッジの検出タイミングとの差に基づき、通過するシート２０がどちら方向にどの程度傾いているのかを検出する。そして、スキュー制御部９２は、通過するシート２０の傾きを０とするように、通過するシート２０の傾きを調整する。
例えば、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８または後段搬送部４２は、検知位置において、右側ベルト９８および左側ベルト１００を含む。右側ベルト９８および左側ベルト１００は、搬送方向に対して直交する方向の略中心を挟んで対向して配置される。
右側ベルト９８は、搬送経路に対して右側に設けられる。左側ベルト１００は、搬送経路に対して左側に設けられる。右側ベルト９８および左側ベルト１００は、それぞれが通過するシート２０を搬送方向に搬送するように回転する。そして、右側ベルト９８および左側ベルト１００は、互いに独立に回転する。従って、右側ベルト９８および左側ベルト１００は、互いに異なる速度で回転することができる。
このような場合、スキュー制御部９２は、スキュー検出部９０により検出した傾きに基づき、右側ベルト９８および左側ベルト１００のそれぞれの回転速度を調整する。これにより、スキュー制御部９２は、通過するシート２０の傾きを調整することができる。
図１３は、Ｎ個の前段搬送部１２０を備える集積装置１０の構成を示す図である。
集積装置１０は、第１前段搬送部３６および第２前段搬送部３８に代えて、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の前段搬送部１２０を備える構成であってもよい。この場合、集積装置１０は、第１供給部３２および第２供給部３４に代えて、Ｎ個の供給部１２２を備える。
Ｎ個の前段搬送部１２０のそれぞれは、シート２０を搬送する。Ｎ個の前段搬送部１２０のそれぞれは、予め定められた種類のシート２０を搬送する。例えば、Ｎ個の前段搬送部１２０のそれぞれは、互いに異なる種類のシート２０を搬送する。本実施形態において、Ｎ個の前段搬送部１２０のそれぞれは、挟持方式のベルト搬送装置である。Ｎ個の前段搬送部１２０のそれぞれは、吸着方式のベルト搬送装置であってもよい。
Ｎ個の供給部１２２は、Ｎ個の前段搬送部１２０に対応して設けられる。Ｎ個の供給部１２２のそれぞれは、複数個のシート２０を１つずつ順次に、対応する前段搬送部１２０へと出力する。例えば、Ｎ個の供給部１２２のそれぞれは、シート２０を１つずつ順次に生成する。そして、Ｎ個の供給部１２２のそれぞれは、生成した順に１つずつ予め定められたタイミングで、対応する前段搬送部１２０に供給する。
また、本実施形態において、合流部４０は、Ｎ個の前段搬送部１２０のそれぞれから出力されたシート２０を合流位置へとガイドする。すなわち、合流部４０は、Ｎ個の前段搬送部１２０のそれぞれから出力されたシート２０が合流位置へと移動するように、シート２０を導く。
ここで、Ｎ個の供給部１２２のそれぞれは、出力するシート２０が予め定められた並び順で合流位置に到達するように、シート２０の出力タイミングが調整されている。これにより、後段搬送部４２は、複数の種類のシート２０を予め定められた順序で搬送方向に並べて集積部４４へと搬送することができる。そして、集積部４４は、後段搬送部４２により搬送された複数の種類のシート２０を搬送順に取り込み、複数の種類のシート２０を取り込んだ順に所定の位置に積み重ねる。これにより、集積部４４は、複数の種類のシート２０を予め定められた順序で積み重ねることができる。
このような構成の本実施形態に係る集積装置１０は、複数種類のシート２０の搬送を停止することなく、複数種類のシート２０を予め定められた順序で積み重ねることができる。これにより、本実施形態に係る集積装置１０によれば、複数種類のシート２０を高速に所定の位置に積み重ねることができる。
図１４は、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８、第３前段搬送部１２４および後段搬送部４２の構成の一例を示す図である。
Ｎ＝３の場合、集積装置１０は、例えば、Ｎ個の前段搬送部１２０として、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８および第３前段搬送部１２４を備える。第３前段搬送部１２４は、第３シート２３を１つずつ順次に受け取り、受け取った第３シート２３を受け取った順に搬送する。第３前段搬送部１２４は、第１前段搬送部３６等と同様に、上ベルト部７７および下ベルト部７８を有する挟持方式のベルト搬送装置である。
合流部４０は、第１シート２１を第１前段搬送部３６における終了端から合流位置（図１４のＸの位置）までガイドするとともに、第２前段搬送部３８における終了端から合流位置まで第２シート２２をガイドする。
さらに、合流部４０は、第３シート２３を、第３前段搬送部１２４における終了端から合流位置までガイドする。図１４の例においては、合流部４０は、第３シート２３を上下に挟み込む面を有し、第３シート２３を上下に挟み込みながら第３前段搬送部１２４から合流位置（図１４のＸの位置）までガイドする。ただし、第３前段搬送部１２４における終了端から合流位置までの距離は、第３シート２３の搬送方向の長さより短い。従って、第３シート２３は、第３前段搬送部１２４の出力端から後側のエッジが出力される前に、前側のエッジが合流位置（後段搬送部４２）へと到達する。従って、合流部４０は、第３シート２３の搬送を停止させることなく、第３前段搬送部１２４から後段搬送部４２へと移動させることができる。
このように本実施形態に係る集積装置１０は、第１シート２１、第２シート２２および第３シート２３を合流位置へとガイドする合流部４０により、第１前段搬送部３６、第２前段搬送部３８および第３前段搬送部１２４から、後段搬送部４２へと、第１シート２１、第２シート２２および第３シート２３を供給させる。これにより、集積装置１０によれば、第１シート２１、第２シート２２および第３シート２３の搬送を停止することなく、第１シート２１、第２シート２２および第３シート２３を予め定められた順序で所定の位置に積み重ねることができる。
本発明の実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０ 集積装置
２０ シート
２１ 第１シート
２２ 第２シート
３２ 第１供給部
３４ 第２供給部
３６ 第１前段搬送部
３８ 第２前段搬送部
４０ 合流部
４２ 後段搬送部
４４ 集積部
４６ 検知部
４８ リジェクト制御部
５０ リジェクト部
５６ 収納部
５８ 羽根車
６２ 電極シート
６４ 第１セパレータシート
６６ 第２セパレータシート
７１ 回転部
７２ 羽根部
７３ ガイド部
７４ 先頭辺
７７ 上ベルト部
７８ 下ベルト部
８２ 補充部
８４ 通過タイミング検出部
８６ 動作制御部
８８ 回転制御部
９０ スキュー検出部
９２ スキュー制御部
９４ 右側センサ
９６ 左側センサ
９８ 右側ベルト
１００ 左側ベルト
１２０ 前段搬送部
１２２ 供給部
１２４ 第３前段搬送部

Claims (9)

  1. 第１シートを搬送する第１前段搬送部と、
    第２シートを搬送する第２前段搬送部と、
    前記第１前段搬送部から出力された前記第１シートを合流位置へとガイドし、前記第２前段搬送部から出力された前記第２シートを前記合流位置へとガイドする合流部と、
    前記第１前段搬送部および前記第２前段搬送部により搬送された前記第１シートおよび前記第２シートを前記合流位置から順次に受け取り、前記第１シートおよび前記第２シートを受け取った順に搬送方向に並べて搬送する後段搬送部と、
    前記後段搬送部により搬送された前記第１シートおよび前記第２シートを順次に取り込み、取り込んだ前記第１シートおよび前記第２シートを取り込んだ順に所定の位置に積み重ねる集積部と
    前記第１前段搬送部、前記第２前段搬送部および前記後段搬送部により搬送されている前記第１シートおよび前記第２シートの状態を検知する検知部と、
    前記第１シートおよび前記第２シートの状態に基づき不良の前記第１シートおよび前記第２シートを検出するリジェクト制御部と、
    前記不良の前記第１シートおよび前記第２シートを、搬送経路における前記検知部よりも下流において取り除くリジェクト部と、
    を備え、
    前記リジェクト部は、前記不良であると検知された前記第１シートおよび前記第２シートとともに、前記不良であると検知された前記第１シートおよび前記第２シートに対して予め定められた位置関係で搬送される他の前記第１シートおよび前記第２シートを、さらに取り除く
    集積装置。
  2. 複数個の前記第１シートを１つずつ順次に前記第１前段搬送部へと出力する第１供給部と、
    複数個の前記第２シートを１つずつ順次に前記第２前段搬送部へと出力する第２供給部と、
    をさらに備え、
    前記第１供給部および前記第２供給部は、前記第１シートおよび前記第２シートが予め定められた並び順で前記合流位置に到達するように、前記第１シートおよび前記第２シートの出力タイミングが調整されている
    請求項１に記載の集積装置。
  3. 前記集積部は、収納部と、羽根車とを有し、
    前記羽根車は、
    前記後段搬送部における終了端において前記第１シートまたは前記第２シートを羽根と羽根との間に取り込み、
    取り込んだ前記第１シートまたは前記第２シートを保持しながら回転させて前記収納部の上の放出位置まで移動させ、
    前記放出位置において保持している前記第１シートまたは前記第２シートを羽根と羽根との間から放出させて、前記収納部の内部へと落とすことにより前記収納部の内部に前記第１シートおよび前記第２シートを取り込んだ順に積み重ねる
    請求項１または２に記載の集積装置。
  4. 前記第１前段搬送部、前記第２前段搬送部および前記後段搬送部のそれぞれは、搬送経路に沿って対向して配置された上ベルト部および下ベルト部を有し、前記上ベルト部および前記下ベルト部により前記第１シートおよび前記第２シートを挟んで保持しながら、前記第１シートおよび前記第２シートを搬送する
    請求項１から３の何れか１項に記載の集積装置。
  5. 前記第１前段搬送部、前記第２前段搬送部および前記後段搬送部のそれぞれは、一部分が搬送経路に沿って配置されたベルトを有し、前記ベルトの一方の面により前記第１シートおよび前記第２シートを吸着しながら、前記第１シートおよび前記第２シートを搬送する
    請求項１から３の何れか１項に記載の集積装置。
  6. 前記不良であると検知されたことにより前記リジェクト部により取り除かれたシートと同一種類のシートを、搬送経路における前記リジェクト部よりも下流の補充位置で、前記不良であると検知されたことにより前記リジェクト部により取り除かれたシートが前記補充位置を通過する予定のタイミングにおいて供給し、前記不良であると検知されたシートに対して前記予め定められた位置関係で搬送されていることにより前記リジェクト部により取り除かれたシートと同一種類のシートを、前記補充位置で、前記不良であると検知されたシートに対して前記予め定められた位置関係で搬送されていることにより前記リジェクト部により取り除かれたシートが前記補充位置を通過する予定のタイミングにおいて供給する補充部
    をさらに備える請求項１から５の何れか１項に記載の集積装置。
  7. 搬送経路における所定の検知位置において、前記第１シートおよび前記第２シートの通過タイミングを検出する通過タイミング検出部と、
    前記通過タイミングに基づいて、前記羽根車の回転位相を制御する回転制御部と、
    をさらに備える請求項３に記載の集積装置。
  8. 搬送経路における所定の検知位置において、前記第１シートおよび前記第２シートにおける前記搬送方向に対する傾きを検出するスキュー検出部と、
    検出した前記傾きに基づき前記第１前段搬送部、前記第２前段搬送部または前記後段搬送部の動作を制御して、通過する前記第１シートおよび前記第２シートの前記傾きを調整するスキュー制御部と、
    を備える請求項１から７の何れか１項に記載の集積装置。
  9. 集積装置を用いた第１シートおよび第２シートの集積方法であって、
    前記集積装置は、
    前記第１シートを搬送する第１前段搬送部と、
    前記第２シートを搬送する第２前段搬送部と、
    前記第１前段搬送部および前記第２前段搬送部により搬送された前記第１シートおよび前記第２シートを順次に受け取り、前記第１シートおよび前記第２シートを受け取った順に搬送方向に並べて搬送する後段搬送部と、
    前記後段搬送部により搬送された前記第１シートおよび前記第２シートを順次に取り込み、取り込んだ前記第１シートおよび前記第２シートを取り込んだ順に所定の位置に積み重ねる集積部と
    前記第１前段搬送部、前記第２前段搬送部および前記後段搬送部により搬送されている前記第１シートおよび前記第２シートの状態を検知する検知部と、
    前記第１シートおよび前記第２シートの状態に基づき不良の前記第１シートおよび前記第２シートを検出するリジェクト制御部と、
    前記不良の前記第１シートおよび前記第２シートを、搬送経路における前記検知部よりも下流において取り除くリジェクト部と、
    を備え、
    前記第１前段搬送部から出力された前記第１シートを合流位置へとガイドし、前記第２前段搬送部から出力された前記第２シートを前記合流位置へとガイドする合流部により、前記第１前段搬送部および前記第２前段搬送部から、前記後段搬送部へと、前記第１シートおよび前記第２シートを供給させ、
    前記リジェクト部が、前記不良であると検知された前記第１シートおよび前記第２シートとともに、前記不良であると検知された前記第１シートおよび前記第２シートに対して予め定められた位置関係で搬送される他の前記第１シートおよび前記第２シートを、さらに取り除く
    集積方法。
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