JPH11273663A - 間欠塗布品の切断位置検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗布部に設けられた貼着部材に影響されること
がなく、前記塗布部と未塗布部との境界部位を容易かつ
確実に検出することを可能にする。 【解決手段】検尺機構２４とコントローラ２６と搬送機
構２８とを備え、この検尺機構２４は、塗布部１６でオ
ン信号を得る一方、金属テープ２０および未塗布部１８
でオフ信号を得る色識別センサ３０と、この色識別セン
サ３０からのオン信号に基づいて前記塗布部１６の長さ
を検尺するカウンタ回路３２とを有する。コントローラ
２６は、検尺された塗布部１６の長さが金属テープ２０
間の塗布部１６の長さと未塗布部１８直前の塗布部１６
の長さとのいずれに対応するかを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯状体に塗布部と
未塗布部が交互に形成されるとともに、前記塗布部に貼
着部材が一定間隔で設けられた間欠塗布品を切断するた
めに、前記塗布部と前記未塗布部の境界部位を自動的に
検出する間欠塗布品の切断位置検出方法および装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、リチウムイオン電池等の種々の
電池は、一般的に、金属集電体に一定の間隔で電極材
（合剤）として正極活物質および負極活物質が塗布され
た正極集電体および負極集電体を備え、この正極集電体
とこの負極集電体とがセパレータ（絶縁材料）を介して
巻回された巻回群を、電解液と共にケース内に収容して
構成されている。

【０００３】この種の電池を構成する巻回群を形成する
巻回機では、帯状の金属箔に一定の間隔毎に正極活物質
が所定長さで塗布された正極シート（間欠塗布品）、帯
状の金属箔に一定の間隔毎に負極活物質が所定長さで塗
布された負極シート（間欠塗布品）、および帯状のセパ
レータがそれぞれロール状に巻かれており、前記正極シ
ート、前記負極シートおよび前記セパレータが巻き取り
位置に間欠的に送り出され、所定の長さ毎に切断される
とともにロータによって一体的に巻き取られている。

【０００４】この場合、正極シートおよび負極シート
を、それぞれ所定の未塗布部で切断して所定長さの正極
集電体および負極集電体を得るために、前記正極シート
および負極シートを切断位置に対し正確に位置決めする
必要がある。そこで、通常、正極シートや負極シート等
の間欠塗布品上の合剤塗布部と未塗布部とを、光電セン
サにより反射光量の差で検出する処理が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特に負極シ
ートでは、短冊状に構成された金属リチウム等の金属テ
ープ（貼着部材）が、合剤塗布部上に一定のピッチで貼
着されている。しかしながら、未塗布部の色が微妙に変
化して不安定になり易いため、市販の光電センサを使用
すると、未塗布部と金属テープとで反射光の差を検出す
ることができない場合が多い。これにより、未塗布部と
金属テープとを確実に判別することが難しく、負極シー
トを切断位置に正確に位置決めすることができないとい
う問題が指摘されている。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、塗布部に設けられた貼着部材に影響されることが
なく、前記塗布部と未塗布部との境界部位を容易かつ確
実に検出することが可能な間欠塗布品の切断位置検出方
法および装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る間欠塗布品
の切断位置検出方法および装置では、間欠塗布品が搬送
される際、センサが駆動されて前記間欠塗布品上の塗布
部で第１センサ信号が得られる一方、未塗布部および貼
着部材で第２センサ信号が得られる。次いで、第１およ
び第２センサ信号に基づいて間欠塗布品上の塗布部の長
さが検尺されるとともに、前記検尺された前記塗布部の
長さが、貼着部材間の塗布部の長さであるか、前記未塗
布部直前の塗布部の長さであるかを判別する処理が行わ
れる。

【０００８】そこで、検尺長さが未塗布部直前の塗布部
の長さに対応すると判断された際、間欠塗布品が一定距
離だけ搬送されて切断位置に自動的に配置される。これ
により、貼着部材と未塗布部とを誤認することがなく、
簡単な制御および構成で、塗布部と未塗布部との境界部
位を容易かつ確実に検出することができる。

【０００９】また、間欠塗布品が電池を構成する極板で
あり、この極板は、金属箔に合剤が間欠的に塗布される
とともに、前記合剤上に短冊状金属テープが一定間隔で
設けられている。従って、極板の切断作業が効率的かつ
高精度に遂行可能になり、電池製造工程全体の効率化が
図られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
間欠塗布品の切断位置検出装置１０の概略構成説明図で
ある。この切断位置検出装置１０は、図示しないが、電
池巻回機に組み込まれており、間欠塗布品である負極シ
ート１２をロール状態から繰り出して巻き込み部に送り
出す途上で、前記負極シート１２を切断位置に対して位
置決めする機能を有する。

【００１１】図１および図２に示すように、負極シート
１２は、厚さが２０ｍμの銅箔シート（帯状体）１４の
両面に、一定の長さでＬｉＣｏＶＯ₄ を主成分とする負
極活物質（合剤）が設けられた塗布部１６と、この負極
活物質が塗られていない未塗布部１８とを交互に有して
いる。未塗布部１８は、銅箔シート１4 の長手方向（矢
印Ａ方向）の幅Ｈ１が、具体的には、１６〜３０ｍｍの
長さに設定されている。

【００１２】図２に示すように、塗布部１６には、金属
リチウム箔やリチウム合金箔等の短冊状金属テープ（貼
着部材）２０が一定の間隔Ｈ２ずつ離間して設けられ
る。金属テープ２０は、負極シート１２の長手方向に所
定の幅Ｈ３を有するとともに、各金属テープ２０の間が
一定の間隔Ｈ２に設定されている。塗布部１６上では、
搬送方向（矢印Ａ方向）最後端の金属テープ２０ａと未
塗布部１８および塗布部１６の境界部位２２とが距離Ｈ
４だけ離間している。具体的には、金属テープ２０同士
の離間間隔Ｈ２が４〜８ｍｍ、この金属テープ２０の幅
Ｈ３が４〜８ｍｍ、さらに、最後端の金属テープ２０ａ
から境界部位２２までの距離Ｈ４が１０〜１５ｍｍに設
定されている。

【００１３】図１に示すように、切断位置検出装置１０
は、負極シート１２上の塗布部１６と未塗布部１８およ
び金属テープ２０とを識別し、前記塗布部１６の矢印Ａ
方向の長さを検尺する検尺機構２４と、前記検尺された
塗布部１６の長さが前記金属テープ２０間の前記塗布部
１６の長さと前記未塗布部１８の直前の長さとのいずれ
に対応するかを判定する判定回路としての機能を有する
コントローラ２６と、検尺長さが前記未塗布部１８直前
の前記塗布部１６の長さに対応すると判断された際、前
記負極シート１２を一定距離だけ矢印Ａ方向に搬送して
切断位置（図示せず）に配置する搬送機構２８とを備え
る。

【００１４】検尺機構２４は、色識別センサ３０とカウ
ンタ回路３２とを有する。色識別センサ３０は、４点の
センサ入力信号を用いており、各入力信号が基準色信号
と比較されることによってそれぞれオン／オフ信号を出
力し、前記色識別センサ３０の入力信号がコントローラ
２６に送られる。このコントローラ２６は、搬送機構２
８を構成するモータ３４を駆動制御する。

【００１５】モータ３４の駆動軸３６に搬送ローラ３８
が連結される一方、前記モータ３４には、ロータリエン
コーダ４０が連結される。ロータリエンコーダ４０は、
０．１ｍｍ／パルスのパルス信号を出力し、この出力さ
れたパルス信号がカウンタ回路３２に入力される。カウ
ンタ回路３２は、カウンタの設定値として９９．９ｍｍ
までの３桁の設定が可能であり、塗布部１６の判定で、
例えば、カウンタ値が１５０以上でカウンタ出力がなさ
れるともに、カウンタ値が１０以上でカウント値リセッ
トを行う。このカウント値リセットは、カウンタ回路３
２に設けられたリセット回路４２により行われる。

【００１６】このように構成される切断位置検出装置１
０の動作について、図３に示すタイミングチャートを参
照して以下に説明する。なお、図４には、負極シート１
２上の各部位に対応する信号パターンが概略的に示され
ている。

【００１７】先ず、図１に示すように、搬送機構２８を
構成するモータ３４が駆動され、搬送ローラ３８が矢印
方向に回転することにより、負極シート１２が図示しな
い巻き込み部に向かって矢印Ａ方向に送り出される。モ
ータ３４が回転することにより、これに連結されたロー
タリエンコーダ４０からは、０．１ｍｍ／パルスのパル
ス信号が出力される。

【００１８】一方、検尺機構２４を構成する色識別セン
サ３０が駆動され、この色識別センサ３０からの照射光
が負極シート１２で反射した反射光をカラーセンサ素子
に集光させ、その集光光が基準色信号と比較される。こ
の比較によって、負極シート１２上の塗布部１６でオン
信号（第１センサ信号）が得られる一方、金属テープ２
０および未塗布部１８でオフ信号（第２センサ信号）が
得られ、これらのセンサ信号がコントローラ２６に送ら
れている。

【００１９】そこで、電池巻回機本体からコントローラ
２６に検出タイミング信号が入力されると、搬送機構２
８による負極シート１２の搬送速度が減速されるととも
に、検尺機構２４による検尺処理が開始される。すなわ
ち、コントローラ２６に検出タイミング信号が入力され
ると、色識別センサ３０で得られた塗布部１６の検出信
号であるオン信号がカウンタ回路３２のゲート信号（計
数許可信号）となり、このカウンタ回路３２のカウント
が開始される。なお、カウンタ回路３２のプリセット値
は、金属テープ２０の貼り付けピッチ（Ｈ２＋Ｈ３）の
２倍以上の値に設定されている。

【００２０】次いで、色識別センサ３０からコントロー
ラ２６にオフ信号が入力されると、リセット回路４２が
駆動されてカウンタ回路３２による計数処理が停止され
る。このため、コントローラ２６では、カウンタ回路３
２からのカウント値と、ロータリエンコーダ４０からの
パルス信号とに基づいて、負極シート１２の塗布部１６
の長さが演算される。そして、演算された塗布部１６の
長さが金属テープ２０間の前記塗布部１６の間隔Ｈ２に
対応しているか、最後端の金属テープ２０ａから境界部
位２２の間、すなわち、未塗布部１８の直前の前記塗布
部１６の長さである距離Ｈ４に対応するかが判別され
る。

【００２１】ここで、最後端の金属テープ２０ａより上
流側では、検尺される塗布部１６の長さが金属テープ２
０間の間隔Ｈ２に対応している。従って、未塗布部１８
直前の塗布部１６からのオン信号が入力されると、この
塗布部１６の幅である距離Ｈ４が金属テープ２０間の該
塗布部１６の間隔Ｈ２よりも大きいため、カウンタ回路
３２でのカウンタ値が大きくなる。その際、カウンタ値
が１５０以上でカウンタ出力がなされるように設定され
ており、コントローラ２６には、未塗布部１８の直前の
塗布部１６が検出されたという信号がカウンタ回路３２
から入力される。

【００２２】コントローラ２６では、カウンタ出力信号
が入力されると、負極シート１２の境界手前位置である
ことが記憶され、さらにこの境界手前位置が検出される
と、タイマによる計時が開始されてこの負極シート１２
が図示しない切断機構に対応して配置される。次に、負
極シート１２が所定の位置で切断された後、巻き込み機
によりこの負極シート１２、正極シートおよびセパレー
タ（図示せず）が互いに重ね合わされた状態で巻き込ま
れ、電池巻回体が得られる。

【００２３】コントローラ２６には、電池巻回機からス
タート信号が入力され、搬送機構２８が駆動制御されて
上記の処理が継続される。また、電池巻回機にトラブル
等が発生した際には、コントローラ２６にリセット信号
（キャンセル信号）が入力され、このコントローラ２６
のイニシャルリセットが行われる。

【００２４】この場合、本実施形態では、色識別センサ
３０により負極シート１２上の塗布部１６と金属テープ
２０および未塗布部１８とを識別するとともに、この塗
布部１６が検出されている間、すなわち、色識別センサ
３０からオン信号が得られている間、カウンタ回路３２
による検尺処理が行われる。次いで、検尺された塗布部
１６の長さが、金属テープ２０間の間隔Ｈ２に対応する
か、最後端の金属テープ２０ａと境界部位２２との間の
距離Ｈ４に対応するか、の判断がなされる。これによ
り、簡単な制御および構成で、境界部位２２の位置を容
易かつ正確に検出することができるという効果が得られ
る。

【００２５】例えば、図５に示す負極シート１２では、
金属テープ２０の幅Ｈ３が６ｍｍ、前記金属テープ２０
の貼り付けピッチが２０ｍｍ、すなわち、各金属テープ
２０間の塗布部１６の距離Ｈ２が１４ｍｍ、最後端の金
属テープ２０ａと境界部位２２との距離Ｈ４が１５ｍｍ
に設定されている。そして、カウンタ回路３２のカウン
タ設定値が９９．９ｍｍまで３桁の設定が可能であれ
ば、金属テープ２０間の塗布部１６と最後端の金属テー
プ２０ａと境界部位２２との間の塗布部１６とを安定し
て判別することが可能になる。

【００２６】さらにまた、図６に示す負極シート１２で
は、幅Ｈ３が４ｍｍの金属テープ２０を９ｍｍの貼り付
けピッチで、順次、設けるとともに、最後端の金属テー
プ２０ａと境界部位２２との距離Ｈ４が１５ｍｍに設定
されている。従って、金属テープ２０が途中で１枚貼り
付けられていない場合であっても、この貼り付けミスが
生じた塗布部１６の間隔が１３ｍｍであり、誤検出を惹
起することはない。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る間欠塗布品の切断位置検出
方法および装置では、センサを介して間欠塗布品上の塗
布部と未塗布部および貼着部材とが識別され、前記塗布
部の長さが検尺される。次に、この検尺された塗布部の
長さが、貼着部材間の塗布部の長さか、未塗布部直前の
塗布部の長さか、の判別が行われる。このため、貼着部
材と塗布部とを誤認することがなく、簡単な制御および
構成で、塗布部と未塗布部との境界部位を容易かつ確実
に検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る間欠塗布品の切断位置
検出装置の概略構成説明図である。

【図２】前記間欠塗布品である負極シートの平面説明図
である。

【図３】前記切断位置検出装置のタイミングチャートで
ある。

【図４】前記切断位置検出装置の信号パターンの概略説
明図である。

【図５】前記負極シートの具体的な実施例の説明図であ
る。

【図６】前記負極シートの別の具体的な実施例の説明図
である。

【符号の説明】 １０…切断位置検出装置 １２…負極シート １４…銅箔シート １６…塗布部 １８…未塗布部 ２０、２０ａ…金
属テープ ２２…境界部位 ２４…検尺機構 ２６…コントローラ ２８…搬送機構 ３０…色識別センサ ３２…カウンタ回
路 ３４…モータ ４０…ロータリエ
ンコーダ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状体に塗布部と未塗布部が交互に形成さ
   れるとともに、前記塗布部に貼着部材が一定間隔で設け
   られた間欠塗布品を切断するために、前記塗布部と前記
   未塗布部の境界部位を自動的に検出する間欠塗布品の切
   断位置検出方法であって、 前記間欠塗布品を搬送しながらセンサを駆動して、前記
   塗布部で第１センサ信号を得る一方、前記未塗布部およ
   び前記貼着部材で第２センサ信号を得る工程と、 前記第１および第２センサ信号に基づいて、前記間欠塗
   布品上の前記塗布部の長さを検尺する工程と、 前記検尺された前記塗布部の長さが、前記貼着部材間の
   塗布部の長さと前記未塗布部直前の塗布部の長さとのい
   ずれに対応するかを判別する工程と、 前記未塗布部直前の前記塗布部の長さに対応すると判断
   された際、前記間欠塗布品を一定距離だけ搬送して切断
   位置に配置する工程と、 を有することを特徴とする間欠塗布品の切断位置検出方
   法。
2. 【請求項２】請求項１記載の切断位置検出方法におい
   て、前記間欠塗布品は、電池を構成する極板であり、 前記極板は、金属箔に前記塗布部である合剤が間欠的に
   塗布されるとともに、前記合剤上に短冊状金属テープが
   一定間隔で設けられることを特徴とする間欠塗布品の切
   断位置検出方法。
3. 【請求項３】帯状体に塗布部と未塗布部が交互に形成さ
   れるとともに、前記塗布部に貼着部材が一定間隔で設け
   られた間欠塗布品を切断するために、前記塗布部と前記
   未塗布部の境界部位を自動的に検出する間欠塗布品の切
   断位置検出装置であって、 前記塗布部と前記未塗布部および前記貼着部材とを識別
   し、前記間欠塗布品上の前記塗布部の長さを検尺する検
   尺機構と、 前記検尺された前記塗布部の長さが、前記貼着部材間の
   塗布部の長さと前記未塗布部直前の塗布部の長さとのい
   ずれに対応するかを判別する判定回路と、 前記未塗布部直前の前記塗布部の長さに対応すると判断
   された際、前記間欠塗布品を一定距離だけ搬送して切断
   位置に配置する搬送機構と、 を備えることを特徴とする間欠塗布品の切断位置検出装
   置。
4. 【請求項４】請求項３記載の切断位置検出装置におい
   て、前記検尺機構は、前記塗布部で第１センサ信号を得
   る一方、前記未塗布部および前記貼着部材で第２センサ
   信号を得るセンサと、 前記第１および第２センサ信号に基づいて、前記間欠塗
   布品上の前記塗布部の長さを検尺するためのカウンタ回
   路と、 を備えることを特徴とする間欠塗布品の切断位置検出装
   置。
5. 【請求項５】請求項３記載の切断位置検出装置におい
   て、前記間欠塗布品は、電池を構成する極板であり、 前記極板は、金属箔に前記塗布部である合剤が間欠的に
   塗布されるとともに、前記合剤上に短冊状金属テープが
   一定間隔で設けられることを特徴とする間欠塗布品の切
   断位置検出装置。