KR101699809B1 - 전지 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고용량의 스택형의 전지여도, 전극판의 위치 어긋남을 검사할 수 있는 전지 검사 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, X선관(방사선원)(2)과, X선관(2)으로부터 방사되는 X선빔(방사선빔)(3)의 광축에 전극판이 따르도록 전지(1)의 위치를 결정하는 위치 결정 수단과, 전지(1)를 전극판의 적층 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 전지(1)를 투과한 X선빔(3)을 검출하여 투과상으로서 출력하는 X선 검출기(5)와, 위치 결정 수단에 의해 위치 결정된 전지(1)에 대하여, 이동 수단과 X선 검출기(5)를 제어하여 전지(1)를 적층 방향으로 이동시키면서 복수의 이동 위치에서 각각 전극판을 따른 방향으로 투과한 X선빔(3)을 검출한 복수의 투과상을 취득하는 촬영 제어부(6d)와, 취득한 복수의 투과상에 대하여 서로 동일한 소정의 영역을 각각 추출한 추출 투과상을 서로 이동 위치에 따른 시프트량으로 시프트해서 가산함으로써 합성 처리하여 합성 화상을 얻는 화상 합성부(6e)를 갖는 전지 검사 장치를 제공한다.

Description

전지 검사 장치{BATTERY INSPECTION APPARATUS}

본 발명은, 용기 내에 층 형상으로 양극판(양극의 전극판)과 음극판(음극의 전극판)을 번갈아 배치하여 이루어지는 스택형의 전지의 양극판과 음극판의 위치 어긋남을 검사하는 전지 검사 장치에 관한 것이다.

최근, 휴대전화 등의 기기의 발달이나 전기자동차의 실용화로 리튬 이온 전지나 니켈 수소 전지 등의 이차전지의 수요가 확대되고 있다.

특히, 전해액을 겔 형상으로 한 리튬 이온 폴리머 전지가 액 누설되기 어려우며, 또한 에너지 밀도가 높고, 박형으로 할 수 있는 등의 이유에서 보급되기 시작하고 있다. 리튬 이온 폴리머 전지는 평면 형상의 양극판과 음극판을 세퍼레이터를 개재해서 층층이 쌓아올린 구조(이하 스택형)로 되어 있다.

이 리튬 이온 폴리머 전지에 있어서, 양극판이 음극판으로부터 돌출해 있으면, 사용 중에 돌출한 양극판에 리튬이 석출해서 쇼트하여 발화하는 경우가 있다. 그 때문에, 양극판과 음극판의 위치를 유지하여 어긋남이 발생하지 않도록 하는 것이 안전을 위해 중요하다. 이 어긋남은 봉인 후에 방사선 투시를 행하여 검사되고 있다.

이러한 스택형 전지의 방사선 투시를 행하는 종래의 전지 검사 장치로서는 특허문헌 1에 기재된 장치가 있다.

도 9는 종래의 스택형 전지의 방사선 투시에 의한 검사 방법을 나타내는 모식도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 우선, 전지(1)의 양극판(11)의 장변(長邊)을 따른 AA 방향으로 방사선을 방사하여 X선 검출기(5)로 투과상(透過像)을 검출한다. 이 방사선 투과상을 화상 처리함으로써, 층마다 단변(短邊)을 따른 방향의 양극판(11)과 음극판(12)의 위치가 적정한지 판정한다. 다음으로, 전지(1)의 양극판(11)의 단변을 따른 BB 방향으로 방사선을 방사하여, 마찬가지로 층마다 장변을 따른 방향의 양극판(11)과 음극판(12)의 위치가 적정한지 판정한다.

일본국 특개2004-22206호 공보

최근, 스택형의 리튬 이온 폴리머 전지는 고용량화되는 경향이 있다. 고용량화됨으로써 전극판의 크기는 예를 들면 1변 10㎝ 내지 30㎝로 대형화되고, 양극판과 음극판 1세트가 이루는 층의 두께는 예를 들면 0.15㎜로 박층화되며, 층수도 예를 들면 50으로 증대되고 있다(종래는 5㎝, 0.3㎜, 10층 정도).

이 때문에, 종래와 같이 전극판의 1변을 따른 방향의 투시를 행하면, 1변이 길게 되어 있기 때문에 전극판의 투과상이 중첩되어 불선명해져 검사를 할 수 없어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 고용량의 스택형 전지여도, 전극판의 위치 어긋남을 검사할 수 있는 전지 검사 장치를 제공하는 것에 있다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 청구항 1에 기재된 발명은, 층을 이루는 복수의 사각형의 전극판을 갖는 전지의 상기 전극판의 위치 어긋남을 검사하는 전지 검사 장치이고, 방사선원(放射線源)과, 상기 방사선원으로부터 방사되는 방사선빔의 광축에 상기 전극판이 따르도록 상기 전지의 위치를 결정하는 위치 결정 수단과, 상기 전지를 상기 전극판의 적층 방향으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 전지를 투과한 상기 방사선빔을 검출하여 투과상으로서 출력하는 방사선 검출기와, 상기 위치 결정 수단에 의해 위치 결정된 상기 전지에 대하여, 상기 이동 수단과 상기 방사선 검출기를 제어해서 상기 전지를 적층 방향으로 이동시키면서 복수의 이동 위치에서 각각 상기 전극판이 상기 광축을 따른 방향으로 투과한 방사선빔을 검출한 복수의 투과상을 취득하는 촬영 제어부와, 상기 취득한 복수의 투과상에 대하여 서로 동일한 소정의 영역을 각각 추출한 추출 투과상을 서로 상기 이동 위치에 따른 시프트량으로 시프트해서 가산함으로써 합성 처리하여 합성 화상을 얻는 화상 합성부를 갖는 것을 요지로 한다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 화상 합성부에 있어서 상기 이동에 따른 상기 피검체의 투과상 위에서의 이동량에 동등한 상기 시프트량으로 시프트하여 가산한다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 화상 합성부에 의해 얻은 합성 화상으로부터 상기 전극판의 상호의 위치 어긋남을 검출하여 양부(良否)를 판정하는 검사 처리부를 갖는 것을 요지로 한다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 청구항 4에 기재된 발명은, 상기 위치 결정 수단에 의해 위치 결정된 전지에 대하여 촬영된 투과상 위에서의 위치 지정을 받음으로써 상기 소정의 영역을 설정하는 조건 설정부를 갖는 것을 요지로 한다.

본 발명에 따르면, 고용량의 스택형의 전지여도 전극판의 위치 어긋남을 검사할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 전지 검사 장치의 구성도.
도 2는 전지(1)의 구조를 나타내는 모식도.
도 3은 제1 실시형태에 따른 합성 처리에 앞선 합성 조건 설정의 흐름도.
도 4는 제1 실시형태에 따른 투과상과 ROI를 나타내는 모식도.
도 5는 제1 실시형태에 따른 투과상 위의 ROI와 전지의 위치 관계를 나타내는 모식도.
도 6은 제1 실시형태에 따른 촬영 위치 관계를 나타내는 모식도.
도 7은 제1 실시형태에 따른 촬영 및 합성 처리의 흐름도.
도 8은 제1 실시형태에 따른 합성 화상과 추출 투과상을 나타내는 모식도.
도 9는 종래의 스택형 전지의 방사선 투시에 의한 검사 방법을 나타내는 모식도.
도 10은 변형예 8에 따른 젤리롤형 전지에 의한 검사 방법을 나타내는 모식도.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(제1 실시형태의 구성)

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 전지 검사 장치의 구성도이다.

전지 검사 장치는, 전지(1)의 전극판의 위치 어긋남을 검사하는 장치이며, X선관(방사선원)(2)과, X선관(2)으로부터 방사되어 검출되는 X선빔(방사선빔)(3) 중에 전지(1)를 위치 결정시키는 위치 결정 기구(위치 결정 수단 및 이동 수단)(4)와, 전지(1)를 투과한 X선빔(3)을 검출하여 투과상(투과 데이터)으로서 출력하는 X선 검출기(방사선 검출기)(5)와, 투과상을 취득하여 합성 처리 후, 전극판의 위치 어긋남을 검출하여 양부(良否)를 판정하는 데이터 처리부(화상 합성부, 검사 처리부 및 조건 설정부)(6)와, 데이터 처리부로부터의 지령으로 위치 결정 기구를 제어하는 기구 제어부(촬영 제어부)(7)로 이루어진다.

또한, 다른 구성으로서, X선관(2)에 고전압을 공급하는 고압 발생기나 관전압(管電壓)·관전류(管電流)를 제어하는 X선 제어기, 전지(1)를 반송하여 위치 결정 기구(4)에 주고받기하는 전지 반송 기구, 불량으로 판정된 전지를 배제하는 배제 기구, X선 콜리미터나 X선 차단상(遮斷箱) 등을 갖지만, 도 1에서는 생략하고 있다.

위치 결정 기구(4)는, 전지(1)를 유지하는 홀더(위치 결정 수단)(4a)와, 홀더(4a)의 자세를 변경하는 자세 변경 기구(위치 결정 수단)(4b)와, 홀더(4a)의 자세를 유지한 채로 직교 3방향의 이동축을 따라 이동하는 xyz 이동 기구(이동 수단)(4c)로 이루어진다. 자세 변형 기구(4b)는 홀더(4a)를 수직축(z축)에 대해서 회전시키는 기구이다.

xyz 이동 기구(4c)의 z 이동축(승강축)은 X선빔(3)과 수직으로 교차해 있다. 정확하게는, z 이동축은 방사된 빔 중의 검출되는 X선빔(3)의 중앙인 X선 광축(L)의 방향(x축)에 수직인 방향이다.

X선관(2)으로서는, 예를 들면 X선빔(3)의 발산점인 X선 초점(F)의 크기가 1㎛ 정도인 마이크로 포커스 X선관을 사용한다.

X선 검출기(5)는 이차원의 분해능으로 X선을 검출하는 것이며, 예를 들면 X선상(線狀)을 가시광상(可視光狀)으로 변환하는 X선II(이미지 인텐시파이어)와, 이 가시광상을 촬영하여 디지털 데이터로서의 투과상을 출력하는 촬상 카메라, 및 X선II와 촬상 카메라를 제어하는 검출기 제어부 등으로 이루어진다.

기구 제어부(7)는 데이터 처리부(6)로부터의 지령으로 위치 결정 기구(4)를 제어함과 함께, 도시하지 않은 전지 반송 기구나 불량으로 판정된 전지를 배제하는 배제 기구를 제어하는 외에도, 이 기구들의 스테이터스를 데이터 처리부(6)에 송신한다.

데이터 처리부(6)는 예를 들면 통상의 컴퓨터이며, CPU, 메모리, 인터페이스, 표시부(6a), 키보드나 마우스 등의 입력부(6b) 등으로 이루어져 있다.

데이터 처리부(6)는 기구 제어부(7)에 지령을 송신하여 위치 결정 기구(4)를 제어한다.

또한, 데이터 처리부(6)는, X선 검출기(5)에 촬영 신호를 보내 검출을 실행시키며, X선 검출기(5)으로부터의 투과 데이터를 수집하여 기억시키고 투과 데이터를 표시부(6a)에 표시한다.

또한, 데이터 처리부(6)는 도시하지 않은 X선 제어부에 X선 조건이나 X선 조사 신호를 송신한다.

데이터 처리부(6)는 소프트웨어를 읽어들여 CPU가 기능하는 기능 블록으로서, 투과상 위에서 ROI(Region of Interest)(소정의 영역)의 설정을 접수하는 조건 설정부(6c)(접수 수단), 연속 촬영하기 위한 촬영 제어부(6d), 연속 촬영하여 얻은 투과 데이터의 ROI 부분을 합성하여 화상을 얻는 화상 합성부(6e), 전극판의 위치 어긋남 검출과 판정을 실행해서 전지(1)마다 양부 판정을 행하여 불량품일 경우에는 기구 제어부(7)에 판정 결과로서 불량품의 배제 신호를 송신하는 검사 처리부(6f) 등을 구비하고 있다.

도 2는 전지(1)의 구조를 나타내는 모식도이다. 도 2의 (a)는 평면도, 도 2의 (b)는 단면도, 도 2의 (c)는 도 2의 (b)의 일부 확대도이다.

스택형의 전지(1)는 예를 들면 리튬 이온 폴리머 전지이며, 전극판으로서는 모서리가 직각인 사각형이고 약 100×200㎜의 서로 동일 형상의 양극판(11)과 그보다 몇 ㎜ 큰 서로 동일 형상의 음극판(12)이 번갈아 겹쳐지며, 양극판(11)과 음극판(12) 1세트가 이루는 층의 두께는 약 0.2㎜이고, 약 30층이 겹쳐져 전체는 약 6㎜의 두께로 된다.

양극판(11)과 음극판(12) 사이에는 얇은 수지제의 세퍼레이터가 있지만 도면에서는 생략되어 있다.

전극판(양극판(11)과 음극판(12)의 총칭)(11, 12) 전체는 알루미늄과 폴리프로필렌 다층의 라미네이트 필름으로 만들어진 케이스(13)에 수납되고 전극판의 간극에는 겔 형상 전해액(14)이 충전되어 있다. 각 양극판(11)에는 양극 리드(15)가 접속되며 양극 리드(15)는 1개로 묶여져 외부로 취출되고, 각 음극판(12)에는 마찬가지로 음극 리드(16)가 접속되며 마찬가지로 외부로 취출되어 있다.

제1 실시형태에서는, 전지(1)를 구성하는 전극판(11, 12) 각각의 제1 변(장변)(11a, 12a)의 양쪽을 포함하는 부분에 대해서, 이 변을 따른 방향으로 투과한 방사선빔을 검출한 복수의 투과상을 촬영하여 합성 화상을 작성한다. 또한, 전극판(11, 12) 각각의 제2 변(단변)(11b, 12b)의 양쪽을 포함하는 부분에 대해서, 이 변을 따른 방향으로 투과한 방사선빔을 검출한 복수의 투과상을 촬영하여 합성 화상을 작성한다. 그리고, 합성 화상으로부터 층마다의 전극판(11, 12)간의 각 변을 따른 방향의 위치 어긋남이 검사된다.

(제1 실시형태의 작용)

도 3 내지 도 8을 참조하여 작용을 설명한다.

제1 실시형태는, 복수의 전극판(11, 12)간의 상대적 위치 어긋남을, 전제

{전극판 각각의 크기는 정확하며 오차는 무시할 수 있음},

{어긋남은 평행 어긋남뿐},

하에 검출하는 것이다.

<제1 변 부분의 합성 조건 설정>

최초에 이하와 같이 제1 변(11a, 12a)의 양쪽을 포함하는 부분에 대해서 화상 합성 조건의 설정, 촬영 화상 합성, 판정을 행한다.

우선, 화상 합성 처리에 앞서 화상 합성 조건의 설정을 행한다. 도 3은 화상 합성 조건 설정의 흐름도이다.

스텝 S1에서, 조작자는 전지(1)를 홀더(4a)에 재치(載置)한다.

도 1을 참조해서, 위치 결정 기구(4)는 평판 형상의 전지(1)를 수평면(xy 평면)을 따라 홀더(4a)로 유지하고, X선빔(3)(의 X선 광축(L))에 전극판(11, 12)의 면이 따르도록 위치 결정하며, 또한 수평면 내에서 홀더(4a)를 회전시켜서, 전극판(11, 12)의 제1 변(11a, 12a)이 X선빔(3)(의 X선 광축(L))을 따르도록 위치 결정한다.

조작자는 xyz 이동 기구(4c)의 조작 입력을 하여 전지(1)의 제1 변(11a, 12a)의 양쪽을 포함하는 부분을 투과상 시야의 중앙에 들어가도록 한다. 또한 입력부(6b)로부터 촬영 지령이 입력되면, 데이터 처리부(6)는 X선 검출기(5)의 출력을 취득하여 전지(1)의 투과상을 기억하고 표시부(6a)에 표시한다.

스텝 S2에서, 투과상 위에서 ROI(Region of Interest)(소정의 영역)의 설정을 이하와 같이 행한다. 도 4는 제1 실시형태에 따른 투과상과 ROI를 나타내는 모식도이다.

조작자에 의한 입력부(6b)로부터의 입력에 따라서, 조건 설정부(6c)는 투과상에 겹쳐서 직사각형의 ROI를 표시시킨다. 조작자는, 투과상 위에서 전극판의 겹침이 적은 개소만을 ROI 내에 들어가도록 ROI의 크기와 위치를 설정한다.

즉, 전지(1)의 전극판의 층은 거의 평행이지만 X선빔(3)은 X선 초점(F)으로부터 발산하도록 퍼지기 때문에, 전극판이 겹치지 않은 영역이 한정되지만, 이 겹치지 않은 영역(즉 X선빔(3)이 전극판(11, 12)의 면에 평행인 것으로 간주할 수 있는 영역)을 ROI로서 설정하는 것이다.

조건 설정부(6c)는 이 입력을 접수하여 ROI의 왼쪽 위 좌표(m_R, n_R)와 사이즈(세로 화소수(M₀), 가로 화소수(N₀))를 기억한다.

스텝 S3에서, 촬영의 개시 위치·종료 위치를 설정한다. 도 5는 투과상 위의 ROI와 전지의 위치 관계를 나타내는 모식도이다. 도 6은 촬영 위치 관계를 나타내는 모식도이다. 조작자는 입력부(6b)에 동영상 표시 지령을 입력하면, 데이터 처리부(6)는 X선 검출기(5)가 출력하는 투과상을 취득하여 표시부(6a)에 동영상 표시한다. 이 동영상에는 설정한 ROI가 중첩 표시된다. 조작자는 이 동영상을 관찰하면서 입력부(6b)에 입력함으로써, 전지(1)를 홀더(4a)째로 상승 또는 하강시킨다. 이때, 동영상 표시의 투과상의 화면 위에서 ROI 위치는 불변이지만 전지(1)는 상하로 이동한다. 조작자 입력부(6b)에 지정 입력함으로써 투과상 위에 있어서 ROI의 하단보다 전지(1)의 상단이 아래로 되는 z 위치를 개시 위치(Z_S), ROI의 상단보다 전지(1)의 하단이 위로 되는 z 위치를 종료 위치(Z_E)로서 설정한다(도 5의 (a) 참조). 조건 설정부(6c)는 이 입력을 접수하여 개시 위치(Z_S), 종료 위치(Z_E)를 기억한다.

도 5의 (a)는 전지(1)를 개시 위치(Z_S)로부터 종료 위치(Z_E)까지 이동시켰을 때의 투과상 위에서의 ROI에 대한 전지(1)의 이동을 나타내고 있다. 도 5의 (b)는 반대로 투과상 위에서의 전지에 대한 ROI의 상대적 이동을 나타내고 있다.

스텝 S4에서, 합성 화상용의 메모리 영역을 확보한다. ROI의 사이즈 N₀×M₀에 대해서 확보하는 메모리 영역의 사이즈는 가로 화소수를 N₀, 세로 화소수를 M_C로 하여

M_C=M₀+M_R …(1)

로 한다. 여기에서, M_R은 전지(1)의 개시 위치(Z_S)로부터 종료 위치(Z_E)까지의 이동량을 검출면(5a) 위에 투영하여 투과상 위의 화소수로서 구한 것이며, 식,

M_R=Int{(|Z_E-Z_S|·FDD)÷(dpm·FOD)}+1 …(2)

으로 계산한다. 여기에서, Int는 소수점 이하를 버려서 정수로서 계산하고, dpm은 검출면(5a) 위의 z 방향 1화소 사이즈이며 정수이다. FOD(Focus to Object Distance)는 X선 초점(F)으로부터 전지까지의 거리, FDD(Focus to Detector Distance)는 X선 초점(F)으로부터 검출면(5a)까지의 거리이다(도 6 참조).

<제1 변 부분의 촬영과 합성>

다음으로, 도 7을 참조해서 촬영 및 합성 처리에 대한 작용을 설명한다. 도 7은 제1 실시형태의 촬영 및 합성 처리의 흐름도이다.

스텝 S5에서, 조작자가 입력부(6b)로부터 촬영 지령을 입력하면, 촬영 제어부(6d)는 (합성 조건 설정 시에서부터) 전지(1)의 자세를 유지한 채로 z 방향의 이동을 제어하여, 전지(1)를 개시 위치(Z_S)로부터 종료 위치(Z_E)까지 z 방향으로 이동시키면서 복수의 이동 위치에서 투과상의 취득을 반복한다. 통상, 등간격의 이동 위치에서 투과상을 촬영하지만 반드시 등간격이 아니어도 된다. 이때, 취득한 투과상의 총수를 K로 한다. 또한, 투과상을 취득할 때에 데이터 처리부(6)는 기구 제어부(7)로부터 k번째(k=0∼K-1)의 투과상(P)마다의 z 방향의 촬영 위치(Z(k))를 수신하고, k번째의 투과상(P)과 촬영 위치(Z(k))를 모두 기억한다.

다음으로 k마다 스텝 S6 내지 스텝 S8을 실시하여 합성 처리를 행한다.

스텝 S6에서, k번째의 투과상(P)으로부터 ROI부의 투과상(추출 투과상)(P_R)을, ROI 내의 모든 n, m(n=0∼N₀-1, m=0∼M₀-1)에 대하여, 식

P_R(n, m)=P(n+n_R, m+m_R) …(3)

에 의하여 추출한다. 즉, 취득한 복수의 투과상에 대하여 k에 상관없이 서로 동일한 소정의 영역(ROI)을 추출하게 된다.

여기에서, 다층인 전극판(11, 12)은 각 층이 평행하며, 적층 방향으로 이동해도 이동 전과 평행 상태는 변하지 않으므로, 모든 투과상(전 k)에 대하여 전극판의 겹침이 적은 영역을 ROI로서 추출할 수 있다.

스텝 S7에서, k번째의 추출 투과상(P_R)에 대하여, 촬영 위치(Z(k))로부터 합성 화상용 메모리 위의 시프트량 Δm(k)을, 식

Δm(k)=(Z(k)-Z_S)·FDD÷dpm·FOD …(4)

으로 계산한다(화소 단위). 즉, 식(4)으로 계산되는 시프트량 Δm(k)은, 개시 위치(Z_S)를 기점으로 하는 이동에 따른 전지의 투과상 위에서의 이동량과 동등한 것이다.

스텝 S8에서, 추출 투과상(P_R)을 스텝 S4에서 메모리를 확보한 합성 화상(Q)에 대하여, Δm(k)만큼 시프트해서 가산한다. 도 8은 합성 화상과 추출 투과상을 나타내는 모식도이다. 도 5의 (a)와 도 8을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 투과상 위의 전지에 대한 ROI의 이동량(도 5의 (a))과 합성 화상 위의 시프트량(도 8)은 일치하므로 합성 화상은 전지(1)의 정지 투과상으로 된다.

여기에서, Δm(k)은 정수가 아니므로, 가산은 이하와 같이 일차 보간(補間)을 이용하여 행한다. 우선, Δm(k)의 정수부 a, 소수부 b를, 식

a=Int(Δm(k))

b=Δm(k)-a …(5)

으로 하여 계산한다. 이 a, b를 이용해서, 추출 투과상(P_R)의 전(全)(n. m)(n=0∼N₀-1, m=0∼M₀-1)에 대하여, 식

Q(n, m+a)=Q(n, m+a)+(1-b)·P_R(n, m)

Q(n, m+a+1)=Q(n, m+a+1)+b·P_R(n, m) …(6)

에 의해, 합성 화상(Q)에 가산한다.

이때, 각 화소의 웨이트 R을, 식

R(n, m+a)=R(n, m+a)+(1-b)

R(n, m+a+1)=R(n, m+a+1)+b …(7)

으로 계산한다.

스텝 S6 내지 S8을 취득한 투과상의 총수 K에 대하여 반복한다.

스텝 S9에서 합성 화상용 메모리(Q)의 데이터로부터 평균 화상(Q')을 식

Q'(n, m)=Q'(n, m)÷R(n, m) …(8)

으로 계산한다.

이상의 합성 처리의 흐름에 따라, 제1 변 부분의 z 방향 전체에 대하여 전극판의 겹침이 없는 합성 화상(Q')을 얻을 수 있다.

<제1 변 부분의 판정>

다음으로, 합성 화상(Q')을 표시부(6a)에 표시한다. 조작자는 표시부(6a)에 표시된 합성 화상(Q')을 확인해서, 입력부(6b)에 제1 변 부분에 관한 양부 판정 정보를 입력한다. 검사 처리부(6f)는 입력된 제1 변 부분에 관한 양부 판정 정보를 기억한다.

<제2 변 부분의 합성 조건 설정>

<제2 변 부분의 촬영과 합성>

<제2 변 부분의 판정>

다음으로, 전극판의 제1 변과 직교하는 제2 변 부분을 이 변을 따른 방향에서 X선빔(3)(의 X선 광축(L))이 투과하도록 위치 결정하고, 제2 변 부분에 대하여 이상과 마찬가지의 조건 설정, 촬영, 합성, 판정을 행한다.

<총합 판정>

다음으로, 검사 처리부(6f)는 「제1 변 부분의 판정」에서 기억한 제1 변 부분에 관한 양부 판정 정보와 「제2 변 부분의 판정」에서 기억한 제2 변 부분에 관한 양부 판정 정보를 확인하여, 그 어느 하나가 불량으로 판정되어 있었을 경우에, 기구 제어부(7)에 판정 결과로서 불량품의 배제 신호를 송신한다. 또한, 기구 제어부(7)는 전지(1)를 배제 기구로 배제한다.

(제1 실시형태의 효과)

제1 실시형태에 따르면, 전지(1)를 전극판의 적층 방향으로 이동시키면서 전극판의 변부를 변부를 따른 방향으로 투과상 촬영하고, 촬영한 복수의 투과상에 대해서 전극이 서로 겹치지 않는 소정의 영역(ROI)만을 이용해서 화상을 합성하여 적층 방향의 전체의 투과상을 얻으므로, 전극판의 변 부분의 모든 층에 대해서 전극판이 서로 겹치지 않는 선명한 변을 따른 투과상을 얻을 수 있으며, 이것에 의해 고용량의 스택형의 전지이며 전극판이 크고 박층이어도 층마다의 전극판의 위치 어긋남을 검출하여 양부 판정을 행할 수 있다.

(제1 실시형태의 변형)

그 외, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

(변형예 1)

제1 실시형태에서는, 제1 변 부분과 제2 변 부분에서 각각 합성 조건 설정을 행하고 있지만, 「제2 변 부분의 합성 조건 설정」은 생략하고, 「제1 변 부분의 합성 조건 설정」에서 구한 조건을 이용하도록 해도 된다.

이것은, 예를 들면 장변과 단변에서의 길이가 그다지 변하지 않고 홀더(4a)를 회전시켰을 때의 전극판면의 경사가 충분히 작은 경우 등에서 채용할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서는, 검사할 때마다 합성 조건 설정하고 있지만, 1종류의 전지에 대하여, 「제1 변 부분의 합성 조건 설정」과 「제2 변 부분의 합성 조건 설정」을 최초의 1개에 대해서 행하고, 이후의 전지에 대해서는 생략해서, 기억해 둔 최초의 1개에 대한 각 조건을 이용하여 촬영과 합성만을 행하도록 해도 된다. 이것은 1종류의 전지에서, 전극판(11, 12)이나, 케이스(13), 등의 형상의 편차가 적어, 홀더(4a)에 재치했을 때의 전극판면의 경사 상태의 편차가 충분히 작은 경우 등에서 채용할 수 있다.

(변형예 2)

제1 실시형태에서는, 전지를 상승시켜서 촬영하고 있지만 반드시 상승 방향이 아니어도 된다.

예를 들면, 투과상 위에 있어서 ROI의 상단보다 전지(1)의 하단이 위로 되는 z 위치를 개시 위치(Z_S), 투과상 위에 있어서 ROI의 하단보다 전지(1)의 상단이 아래로 되는 z 위치를 종료 위치(Z_E)로서 설정한다. 즉 xyz 제어부(4c)는 z축을 하강 방향으로 이동하는 연속한 투과상을 촬영한다.

이때의, 시프트량 Δm(k)은, 식

Δm(k)=M_C-M₀-1+(Z(k)-Z_S)·FDD÷dpm·FOD …(9)

으로 계산한다.

또한, 개시 위치(Z_S)와 종료 위치(Z_E)의 대소 관계로부터, xyz 제어부(4c)의 z축 이동 방향을 판단하여, 적합한 시프트량 Δm(k)을 채용하도록 해도 된다.

(변형예 3)

제1 실시형태에서는, 합성 화상용의 메모리(Q)의 크기를 (M_C×N₀)로 하고 있지만, 상측과 하측의 M₀행분은 전지(1)가 찍히지 않는 영역이므로 이 부분을 생략해서 메모리(Q)의 크기를 ((M_C-2·M₀)×N₀)로 할 수도 있다.

(변형예 4)

제1 실시형태에서, 개시 위치(Z_S)와 종료 위치(Z_E)는 다음과 같이 설정해도 된다. 투과상 위에서 ROI의 상단보다 전지(1)의 상단이 아래로 되는(또는 전지(1)의 상단이 ROI 내에 들어가는) z 위치를 Z_S, ROI의 하단보다 전지(1)의 하단이 위로 되는(또는 전지(1)의 상단이 ROI 내에 들어가는) z 위치를 Z_E,로 설정해도 된다. 이렇게 설정하면 상,하단부에서 약간 노이즈가 늘어나지만, 전지의 상단(상층)에서부터 하단(하층)까지 모든 층이 들어간 합성 화상이 얻어진다.

(변형예 5)

제1 실시형태에서는, 투과상(P)을 합성 화상(Q)에 가산할 때에 보간 계산을 하고 있지만, Δm(k)를 사사오입하여 시프트량을 구해서 보간 계산을 없애도 된다.

(변형예 6)

제1 실시형태에서, 촬영 간격 ΔZ를

ΔZ=dpm×FOD÷FDD·I …(10)

로 해서, z 방향으로 개시 위치(Z_S)에서부터 시작하여 종료 위치(Z_E)까지를 넘을 때까지, 촬영 간격 ΔZ마다 투과상을 촬영하도록 해도 된다. 여기에서 I는 자연 정수이다. 이 경우, 합성 처리로서는 I화소분씩 시프트하면서 적산하면 된다. 즉, 이 경우 시프트량 Δm(k)은,

Δm(k)=k·I= …(11)

으로 되며, Δm(k)은 정수로 되므로 보간 계산이 불필요해진다.

또한, I로서, ROI의 행수(M₀)를 채용할 수도 있다. 이 경우, 합성 처리의 시프트량 Δm(k)은 M₀의 정수배, 즉,

Δm(k)=k·M₀ …(12)

로 된다. 이 경우의 합성 처리는, 추출 투과상을 빈틈없이 깔도록 나열하는 처리(타일링(tiling))로 되어 단순한 처리가 된다.

(변형예 7)

제1 실시형태에서는, 전극판의 1변을 따른 방향에서 촬영하고 있지만, 전지 코너부의 경사 투시(전극판면을 따른 방향으로 코너부에서 교차하는 2개의 면 중 어느 쪽에 대해서도 경사진 방향의 투시)에도 적용할 수 있다.

경사 투시를 이용한 검사 방법에는 일본국 특개2011-39014호 공보가 있다.

(변형예 8)

제1 실시형태에서는, 층을 이루는 복수의 사각형의 전극판을 갖는 전지를 촬영 대상으로 하고 있지만, 양음극판을 세퍼레이터와 함께 편평 형상으로 권취를 행한 구조의 전지(젤리롤형)에 있어서, 도 10과 같이 직사각형의 대상 영역에 주목함으로써 층을 이루는 복수의 사각형의 전극판으로 간주함으로써 젤리롤형 전지에도 적용할 수 있다.

1 : 전지 2 : X선관
3 : X선빔 4 : 위치 결정 기구
4a : 홀더 4b : 자세 변경 기구
4c : xyz 이동 기구 5 : X선 검출기
5a : 검출기 입력면 6 : 데이터 처리부
6a : 표시부 6b : 입력부
6c : 조건 설정부 6d : 촬영 제어부
6e : 화상 합성부 6f : 검사 처리부
7 : 기구 제어부 F : X선 초점
L : 광축 11 : 양극판
11a : 양극판 제1 변 부분 11b : 양극판 제2 변 부분
12 : 음극판 12a : 음극판 제1 변 부분
12b : 음극판 제2 변 부분 13 : 케이스
14 : 겔 형상 전해액 15 : 양극 리드
16 : 음극 리드

Claims (4)

1. 층을 이루는 복수의 사각형의 전극판을 갖는 전지의 상기 전극판의 위치 어긋남을 검사하는 전지 검사 장치이고,
   상기 전극판의 적층 방향에 광축이 평행하도록 부채꼴 형상으로 방사선빔을 방사하는 방사선원(放射線源)과, 상기 방사선원으로부터 방사되는 방사선빔의 광축에 상기 전극판이 평행하도록 상기 전지의 위치를 결정하는 위치 결정 수단과,
   상기 전지를 상기 전극판의 적층 방향으로 이동시키는 이동 수단과,
   상기 전지를 투과한 상기 방사선빔을 검출하여 투과상(透過像)으로서 출력하는 방사선 검출기와,
   상기 위치 결정 수단에 의해 위치 결정된 상기 전지에 대하여, 상기 이동 수단과 상기 방사선 검출기를 제어해서 상기 전지를 적층 방향으로 이동시키면서 복수의 이동 위치에서 각각 상기 전극판이 상기 광축을 따른 방향으로 투과한 방사선빔을 검출한 복수의 투과상을 취득하는 촬영 제어부와,
   상기 취득한 복수의 투과상의 각각에 대하여, 상기 방사선빔의 광축에 근방하는 복수의 전극판의 투과상에 있어서, 상기 방사선원으로부터 전극판으로 향하는 경사진 방사선빔으로 촬영되는 다른 전극판의 투과상과 겹치지 않은 투과상이 촬영되는 영역을 추출하고, 이 추출 투과상을 서로 상기 이동 위치에 따른 시프트량으로 시프트해서 가산함으로써 합성 처리하여 합성 화상을 얻는 화상 합성부,
   를 갖는 것을 특징으로 하는 전지 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 화상 합성부는, 상기 이동에 따른 상기 전지의 투과상 위에서의 이동량에 동등한 상기 시프트량으로 시프트하여 가산하는, 전지 검사 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 화상 합성부에 의해 얻은 합성 화상으로부터 상기 전극판의 상호의 위치 어긋남을 검출하여 양부(良否)를 판정하는 검사 처리부를 갖는 것을 특징으로 하는, 전지 검사 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 위치 결정 수단에 의해 위치 결정된 전지에 대하여 촬영된 투과상 위에서의 위치 지정을 받음으로써 소정의 영역을 설정하는 조건 설정부를 갖는 것을 특징으로 하는, 전지 검사 장치.

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