(57)【要約】【課題】正極像と負極像のギャップ計測精度を向上させ、ズレ検査精度を向上した検査装置を提供する。【解決手段】検査装置は、複数の電極板が積層された積層体を含む積層型電池の検査装置において、各電極板の積層方向と垂直な面内方向の位置ズレを検査する検査装置であって、積層方向にわたって電極板の端部にＸ線を照射するＸ線源と、積層体を積層方向に沿って搬送移動させるステージと、積層体を透過したＸ線を受け、透過Ｘ線画像を得るディテクタと、積層方向に沿った複数枚の透過Ｘ線画像について、透過Ｘ線画像における電極板による像の積層方向に沿った強度のラインプロファイルの値が最大強度に対する閾値以上の領域を用いて、隣接する透過Ｘ線画像で対応する電極板の像を接続して、積層方向の全体にわたる全体透過Ｘ線画像を画像合成する画像合成部と、全体透過Ｘ線画像に基づいて積層体を構成する電極板の前記面内方向の位置を検出し、電極板の位置ズレを検査する検査部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極板が積層された積層体を含む積層型電池の検査装置において、前記積層体を構成する前記各電極板の積層方向と垂直な面内方向の位置ズレを検査する積層型電池の検査装置であって、
前記積層体の前記積層方向にわたって前記電極板の端部にＸ線を照射するＸ線源と、
前記積層体を前記積層方向に沿って搬送移動させるステージと、
前記積層体の端部に照射され、前記積層体を透過したＸ線を受け、透過Ｘ線画像を得るディテクタと、
前記積層体の前記積層方向に沿った複数枚の透過Ｘ線画像について、前記透過Ｘ線画像における前記電極板による像の前記積層方向に沿った強度のラインプロファイルの値が最大強度に対する閾値以上の領域を用いて、隣接する２つの前記透過Ｘ線画像で対応する前記電極板の像を接続して、前記積層体の前記積層方向の全体にわたる全体透過Ｘ線画像を画像合成する画像合成部と、
前記全体透過Ｘ線画像に基づいて前記積層体を構成する前記電極板の前記面内方向の位置を検出し、前記電極板の位置ズレを検査する検査部と、
を備えた、検査装置。
【請求項２】
前記画像合成部において画像合成する領域を判定するための前記閾値は、前記ラインプロファイルの最大強度に対して７５％である、請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記透過Ｘ線画像に、前記積層体と一緒に映りこむ位置に設けられ、前記積層方向に沿って、一定の長さが繰り返されて延在し、前記透過Ｘ線画像に影として映る材料を含む基準マーカをさらに備えた、請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記各透過Ｘ線画像に映り込んでいる前記基準マーカを用いて、前記基準マーカの前記一定の長さに対応する箇所を前記一定の長さとなるように換算する倍率を各部分ごとに算出し、前記全体透過Ｘ線画像における複数の前記透過Ｘ線画像の前記各部分に前記倍率を乗じて画像補正を行う画像補正部をさらに備え、
前記検査部は、画像補正後の前記全体透過Ｘ線画像に基づいて位置ズレを検査する、請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記基準マーカは、等ピッチで溝を形成した基準マーカである、請求項３又は４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記基準マーカは、等ピッチで凹凸を形成した基準マーカである、請求項３又は４に記載の検査装置。
【請求項７】
前記基準マーカは、前記積層体を含む電池の外装体に形成されている、請求項３又は４に記載の検査装置。
【請求項８】
前記基準マーカは、ステンレスを含む、請求項３から７のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項９】
前記基準マーカは、アルミニウムを含む、請求項３から８のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線源は、マイクロフォーカスＸ線源を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電極板が積層された積層体を含む積層型電池の検査装置に関する。特に、積層型リチウム２次電池の電極体の放射線による透視検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリット自動車等の電源として、リチウム２次電池が用いられ、大容量化と安全性の両立が求められている。これらの要求を実現するには、より安全性の高い積層型のリチウム２次電池が必要とされる。
【０００３】
一般的に積層型のリチウム２次電池は、銅箔やアルミニウム箔などの集電体上に、活物質等を塗料化した合剤塗料を塗布し、乾燥後にプレス機等で規定厚みまで圧縮する方法で作られた正極および負極を用いて、負極、セパレータ、正極、セパレータの順で繰り返し積層された電極体で構成されている。以下、積層型のリチウム２次電池を積層型電池、積層された電極体を積層体と記述する。
【０００４】
このような積層体を簡略化して構築するには、セパレータを負極に接着し、セパレータ付き負極と正極とを交互に複数枚積層した積層体と電解液とを、フィルムや缶などの外装体内に収め、外装体から外部に突出した複数枚の正極のリードと負極リードをそれぞれ接続し、さらに正極リードと負極リードを接続したものがある。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
（積層型電池）
特許文献１記載の積層型電池７０について図３３を用いて説明する。図３３は、積層型電池７０の展開図で、上部外装体７１と下部外装体７２に積層体７７が収納されている。積層体７７は、複数の正極とセパレータと負極とを積層したものである。
【０００６】
次に、図３４、図３５、図３６、図３７を用いて積層体７７を構成する正極、負極、セパレータについて述べる。図３４は、積層体７７の構成を示す図である。図３５は、セパレータ付き負極８１の構成図である。図３６は、正極７９の断面図で図３４のＡ−Ａ’断面である。図３７は、図３４のＢ−Ｂ’断面であり、セパレータ付き負極８１の断面図である。
【０００７】
積層体７７は、正極リード部７８が形成された正極７９とセパレータ付き負極リード部８０が形成されたセパレータ付き負極８１とで構成されている。セパレータ付き負極８１は、負極８５に貼り付けられた上部セパレータ８６と下部セパレータ８７とで構成されている。また、下部セパレータ８７、負極８５、上部セパレータ８６の順で、それぞれの対角線中心が重なるように、重ね合わせられ、接着されている。よって、セパレータ付き負極８１のセパレータ付き負極リード部８０は、負極８５に形成された負極リード部８８である。この構成において、積層体７７の構成時に、正極７９と負極８５の短絡を防止するには、上部セパレータ８６と下部セパレータ８７の外形は、負極８５の外形以上であることが必要である。正極７９は、正極芯材９０に上部正極活物質９１と下部正極活物質９２が塗布されている。セパレータ付き負極８１は、負極芯材９６に上部負極活物質９７と下部負極活物質９８が塗布された負極８５に上部セパレータ８６、下部セパレータ８７が貼り付けられている。
【０００８】
しかしながら、積層体を構成する正極が負極よりも、はみ出していると、充放電の繰り返しの使用で、リチウム析出が発生し、短絡による電気的な不良が発生する場合がある。正極のはみ出しは、積層体構築時や積層体を外装体に収める際に発生することが多い。
そのため、正極と負極とを外装体に収めた後に、正極と負極の相対位置について放射線による透視検査が行われている。正極と負極の相対位置を高精度に検査する従来の検査方法としては、例えば、特許文献２記載の方法がある。
【０００９】
（従来の検査方法）
セパレータ付き負極８１と正極７９にて構築された、積層体７７が、上部外装体７１と下部外装体７２に収められた積層型電池７０において、特許文献２記載の従来の検査方法について図３８を用いて説明する。図３８は、特許文献２に記載の従来の検査装置１００の構成を示す概略側面図である。
この検査装置１００は、Ｘ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を受線して透過Ｘ線画像を出力するディテクタ１０２と、測定物を搭載するステージ１０３と、で構成されている。
【００１０】
次に、ステージ１０３について、説明する。ステージ１０３は、積層型電池７０を搭載し、ｚ方向、ｘ方向、ｙ方向に移動することが出来る。さらにｙθに傾斜することと、ｚθに回転させることが出来る。この時のｘ方向は、ディテクタ１０２とＸ線源１０１の方向である。また、ｙ方向は、図３８の紙面上の手前奧の方向である。さらに、ｚ方向は、ステージ１０３と搭載された積層型電池７０の方向である。また、ｙθは、ｙ方向の軸を中心に傾斜する方向で、積層型電池７０をディテクタ１０２とＸ線源１０１の方向に傾斜させる。また、ｚθは、ｚ方向の軸を中心に積層型電池７０を回転させる。
【００１１】
次に、撮影について、説明する。
ステージ１０３に搭載された積層型電池７０は、所定の撮影位置になるようにステージ１０３にて、移動される。移動された積層型電池７０にＸ線源１０１から出力されたＸ線が照射され、積層型電池７０を透過したＸ線をディテクタ１０２にて受線することで透過Ｘ線画像が得られる。
【００１２】
次に、図３９を用いて積層型電池７０の撮影箇所について、説明する。図３９は、図３８の概略斜視図である。
図３９に示すように、積層型電池７０の１つ角にＸ線が照射され、撮影される。この時の図３９のＣ−Ｃ‘断面を図４０に示す。
【００１３】
図４０及び図４１を用いて、ズレ量の測定部について、説明をする。図４０は、図３９のＣ−Ｃ‘断面図であり、上部外装体７１と下部外装体７２に積層体７７が収められている様子を示す。図４１は、積層型電池７０の負極板８５のズレを示す概略断面図である。積層体７７の正極７９と負極８５の各層のギャップ量を測ることで電極板のズレ量を測定することができる。
【００１４】
図４２Ａ乃至図４４は、従来の測定手順を示す図である。図４２Ａは、積層体７７の上部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。図４２Ｂは、積層体７７の中央部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。図４２Ｃは、積層体７７の下部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。図４３Ａは、図４２Ａから図４２Ｃによる各Ｘ線画像を合成して得られた積層体の端部の合成Ｘ線画像の模式図である。図４３Ｂは、図４３Ａの合成Ｘ線画像である。図４４は、図４３Ａの合成Ｘ線画像の模式図に基づく正極板と負極板とのギャップの測定を示す概略図である。
図４０Ａに示すように、ステージ１０３に搭載された積層型電池７０の角の上部中心に撮影する状態で、積層型電池７０の角の上部を撮影し、上部画像１０４を得る。また、図４２Ｂに示すように、ステージ１０３により、積層型電池７０の角の中央部を中心に撮影する状態で、中央部画像１０５を得る。さらに、図４２Ｃに示すように、ステージ１０３により、積層型電池７０の角の下部を中心に撮影する状態で、下部画像１０６を得る。
図４３Ａに示すように、得られた上部画像１０４と中央部画像１０５と下部画像１０６をステージ１０３のｚ方向の移動量に基づいて画像を合成し、合成画像１０７を得る。
図４４に示すように、合成画像１０７の正極像１０９と負極像１０８のギャップを測定する。このギャップ量から正極板のズレ量を把握し検査を行う。これらの作業をステージ１０３により、他の角に対して繰り返し行うことでズレ検査が可能である。
【００１５】
（フロー）
次に、このような検査方法のフローについて図４５を用いて述べる。図４５は従来の検査方法のフローチャートである。図４５において、積層型電池７０にある角は４個として、それぞれの角をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４として説明する。
（１）検査装置１００のステージ１０３に積層型電池７０をセットする（Ｓ１０１）。
（２）積層型電池７０のＣ１を撮影できるようにステージ１０３のｚθで積層型電池７０を移動する（Ｓ１０２）。
（３）角Ｃ１の上部を中心に撮影できる状態になるようにステージ１０３でｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０の位置を移動する（Ｓ１０３）。
（４）上部を中心で撮影し、上部画像１０４を得る（Ｓ１０４）。
（５）角Ｃ１の中央部を中心に撮影できる状態になるようにステージ１０３でｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０の位置を移動する（Ｓ１０５）。
（６）中央部を中心で撮影し、中央部画像１０５を得る（Ｓ１０６）。
（７）角Ｃ１の下部を中心に撮影できる状態になるようにステージ１０３でｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０の位置を移動する（Ｓ１０７）。
（８）下部を中心で撮影し、下部画像１０６を得る（Ｓ１０８）。
（９）上部画像１０４と中央部画像１０５と下部画像１０６をステージ１０３の移動量に基づき、画像を合成し、合成画像１０７を得る（Ｓ１０９）。
（１０）得られた合成画像１０７の負極像１０８、正極像１０９の各層でのギャップを測定し、ズレを判定する（Ｓ１１０）。
（１１）ステップＳ１０２からＳ１１０を角Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４についても同様に繰り返し、角Ｃ１〜Ｃ４における電極板のズレを検査する。
（１２）ステージ１０３のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０を取り出し位置へ移動する（Ｓ１１１）。
（１３）積層型電池７０を検査装置１００から取り出す（Ｓ１１２）。
以上の工程によって取り出された積層型電池７０は、次の工程に進められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１４−１２０４５６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１０９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の検査方法では、Ｘ線ビームは平行光線でなく、コーン光線であるため、Ｘ線を積層体の中央部に照射した場合にも中央部では鮮明な電極板の像が得られるのに対して、両端部では電極板の正極像及び負極像に拡がりを含み、コントラストが低下する。その結果、電極板の位置及びギャップの計測に誤差が発生し、電極板のズレ検査の精度が低下してしまうという問題があった。特に、車載用途等、長期間にわたり、振動や衝撃が加わる環境下で、充放電の繰り返しが想定される電池の場合は、対向精度のマージンが非常に重要となる。
【００１８】
そこで、本発明は、前記従来の課題を解決するもので、正極像と負極像のギャップ計測精度を向上させ、ズレ検査精度を向上した積層型電池の検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る積層型電池の検査装置は、複数の電極板が積層された積層体を含む積層型電池の検査装置において、前記積層体を構成する前記各電極板の積層方向と垂直な面内方向の位置ズレを検査する積層型電池の検査装置であって、
前記積層体の前記積層方向にわたって前記電極板の端部にＸ線を照射するＸ線源と、
前記積層体を前記積層方向に沿って搬送移動させるステージと、
前記積層体の端部に照射され、前記積層体を透過したＸ線を受け、透過Ｘ線画像を得るディテクタと、
前記積層体の前記積層方向に沿った複数枚の透過Ｘ線画像について、前記透過Ｘ線画像における前記電極板による像の前記積層方向に沿った強度のラインプロファイルの値が最大強度に対する閾値以上の領域を用いて、隣接する２つの前記透過Ｘ線画像で対応する前記電極板の像を接続して、前記積層体の前記積層方向の全体にわたる全体透過Ｘ線画像を画像合成する画像合成部と、
前記全体透過Ｘ線画像に基づいて前記積層体を構成する前記電極板の前記面内方向の位置を検出し、前記電極板の位置ズレを検査する検査部と、
を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る検査装置によれば、正極と負極のギャップ計測精度を向上させ、ズレ検査精度を向上した検査方法を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る積層型電池の検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】積層型電池の複数の電極板が積層された積層体の端部にＸ線を照射し、透過した透過Ｘ線画像との関係を示す概略図である。
【図３】図２における透過Ｘ線画像における電極板による負極像及び正極像を示す概略図及びその強度の積層方向に沿ったラインプロファイルである。
【図４Ａ】積層体の上部にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。
【図４Ｂ】積層体の中央部にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。
【図４Ｃ】積層体の下部にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。
【図５Ａ】図４Ａの積層体の上部にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図５Ｂ】図４Ｂの積層体の中央部にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図５Ｃ】図４Ｃの積層体の下部にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図６】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃの透過Ｘ線画像を画像合成して得られる全体透過Ｘ線画像である。
【図７】積層体の中央部にＸ線を照射した場合のＸ線源からのＸ線の拡がりを示す概略図である。
【図８Ａ】積層体の中央部にＸ線を照射した場合に、積層体の下部、中央部、上部のそれぞれで得られる透過Ｘ線画像における電極板による像の拡がりを示す概略図である。
【図８Ｂ】図８Ａの積層体の下部、中央部、上部のそれぞれで得られる透過Ｘ線画像における電極板による像の積層方向についての強度のラインプロファイルである。
【図９】画像合成部による画像合成方法のフローチャートである。
【図１０】検査部による検査方法のフローチャートである。
【図１１Ａ】積層体の上部の角にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。
【図１１Ｂ】積層体の中央部の角にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。
【図１１Ｃ】積層体の下部の角にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。
【図１２Ａ】図１１Ａの積層体の上部の角にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂの積層体の中央部の角にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図１２Ｃ】図１１Ｃの積層体の下部の角にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図１３Ａ】図１２Ｂの透過Ｘ線画像において電極板による影の積層方向に沿った強度のラインプロファイルを得る線を示す概略図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの透過Ｘ線画像から得られるラインプロファイルを示す概略図である。
【図１４Ａ】図１２Ｂの透過Ｘ線画像のみを用いた全体透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの端部のみを拡大した部分拡大図である。
【図１５Ａ】図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃの透過Ｘ線画像を用いて画像合成した全体透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの端部のみを拡大した部分拡大図である。
【図１６】実施の形態２に係る積層型電池の検査装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態２に係る積層型電池の検査装置におけるＸ線源と積層体とディテクタとの配置関係を示す側面図である。
【図１８】図１７の積層型電池の検査装置の斜視図である。
【図１９】図１８のｄ−ｄ’断面であり、積層体と基準マーカとの配置関係を示す概略側面図である。
【図２０Ａ】積層体の上部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。
【図２０Ｂ】積層体の中央部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。
【図２０Ｃ】積層体の下部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。
【図２１】図２０Ａから図２０Ｃによる各Ｘ線画像を合成して得られた積層体の端部の合成Ｘ線画像である。
【図２２】図２１の合成Ｘ線画像に基づく正極板と負極板とのギャップの測定を示す概略図である。
【図２３Ａ】実施の形態２において用いる基準マーカの構成を示す概略斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａの基準マーカの詳細なサイズを示す図である。
【図２４Ａ】上部画像を示す図である。
【図２４Ｂ】中央部画像を示す図である。
【図２４Ｃ】下部画像を示す図である。
【図２５】合成画像を示す図である。
【図２６】補正後画像を示す図である。
【図２７】実施の形態２の検査方法のフローチャートである。
【図２８Ａ】従来の検査方法のズレ量の結果とＸ線ＣＴ装置のズレ量の相関を示す図である。
【図２８Ｂ】本実施の形態２に係る検査方法のズレ量の結果とＸ線ＣＴ装置のズレ量の相関を示す図である。
【図２９】実施の形態３に係る積層型電池の検査装置におけるＸ線源と積層体とディテクタとの配置関係を示す斜視図である。
【図３０】図２９のｆ−ｆ’断面であり、積層体と基準マーカとの配置関係を示す概略側面図である。
【図３１】マーカ付き積層型電池の展開図である。
【図３２】外装体の基準マーカを示す図である。
【図３３】特許文献１に記載の従来の積層型電池の展開図である。
【図３４】特許文献１に記載の積層体の構成を示す図である。
【図３５】セパレータ付き負極の構成図である。
【図３６】正極の断面図で図３４のＡ−Ａ’断面である。
【図３７】図３４のＢ−Ｂ’断面であり、セパレータ付き負極の断面図である。
【図３８】特許文献２に記載の従来の検査装置の構成を示す概略側面図である。
【図３９】図３８の概略斜視図である。
【図４０】図３９のＣ−Ｃ’断面図である。
【図４１】積層型電池の正極板のズレを示す概略断面図である。
【図４２Ａ】積層体の上部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。
【図４２Ｂ】積層体の中央部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。
【図４２Ｃ】積層体の下部撮影時の検査装置の配置を示す概略側面図である。
【図４３Ａ】図４２Ａから図４２Ｃによる各Ｘ線画像を合成して得られた積層体の端部の合成Ｘ線画像の模式図である。
【図４３Ｂ】図４３Ａの合成Ｘ線画像である。
【図４４】図４３Ａの合成Ｘ線画像の模式図に基づく正極板と負極板とのギャップの測定を示す概略図である。
【図４５】特許文献２に記載の従来の検査方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の態様に係る積層型電池の検査装置は、複数の電極板が積層された積層体を含む積層型電池の検査装置において、前記積層体を構成する前記各電極板の積層方向と垂直な面内方向の位置ズレを検査する積層型電池の検査装置であって、
前記積層体の前記積層方向にわたって前記電極板の端部にＸ線を照射するＸ線源と、
前記積層体を前記積層方向に沿って搬送移動させるステージと、
前記積層体の端部に照射され、前記積層体を透過したＸ線を受け、透過Ｘ線画像を得るディテクタと、
前記積層体の前記積層方向に沿った複数枚の透過Ｘ線画像について、前記透過Ｘ線画像における前記電極板による像の前記積層方向に沿った強度のラインプロファイルの値が最大強度に対する閾値以上の領域を用いて、隣接する２つの前記透過Ｘ線画像で対応する前記電極板の像を接続して、前記積層体の前記積層方向の全体にわたる全体透過Ｘ線画像を画像合成する画像合成部と、
前記全体透過Ｘ線画像に基づいて前記積層体を構成する前記電極板の前記面内方向の位置を検出し、前記電極板の位置ズレを検査する検査部と、
を備える。
【００２３】
第２の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第１の態様において、前記画像合成部において画像合成する領域を判定するための前記閾値は、前記ラインプロファイルの最大強度に対して７５％であってもよい。
【００２４】
第３の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第１又は第２の態様において、前記透過Ｘ線画像に、前記積層体と一緒に映りこむ位置に設けられ、前記積層方向に沿って、一定の長さが繰り返されて延在し、前記透過Ｘ線画像に像として映る材料を含む基準マーカをさらに備えてもよい。
【００２５】
第４の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第３の態様において、前記各透過Ｘ線画像に映り込んでいる前記基準マーカを用いて、前記基準マーカの前記一定の長さに対応する箇所を前記一定の長さとなるように換算する倍率を各部分ごとに算出し、前記全体透過Ｘ線画像における複数の前記透過Ｘ線画像の前記各部分に前記倍率を乗じて画像補正を行う画像補正部をさらに備え、
前記検査部は、画像補正後の前記全体透過Ｘ線画像に基づいて位置ズレを検査してもよい。
【００２６】
第５の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第３又は第４の態様において、前記基準マーカは、等ピッチで溝を形成した基準マーカであってもよい。
【００２７】
第６の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第３又は第４の態様において、前記基準マーカは、等ピッチで凹凸を形成した基準マーカであってもよい。
【００２８】
第７の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第３又は第４の態様において、前記基準マーカは、前記積層体を含む電池の外装体に形成されていてもよい。
【００２９】
第８の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第３から第７のいずれかの態様において、前記基準マーカは、ステンレスを含んでもよい。
【００３０】
第９の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第３から第８のいずれかの態様において、前記基準マーカは、アルミニウムを含んでもよい。
【００３１】
第１０の態様に係る積層型電池の検査装置は、上記第１から第９のいずれかの態様において、前記Ｘ線源は、マイクロフォーカスＸ線源を含んでもよい。
【００３２】
以下、実施の形態に係る積層型電池の検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る積層型電池の検査装置１０の構成を示すブロック図である。図２は、積層型電池の複数の電極板が積層された積層体１５の端部にＸ線を照射し、透過した透過Ｘ線画像との関係を示す概略図である。実施の形態１に係る積層型電池の検査装置１０は、複数の電極板が積層された積層体を含む積層型電池の検査装置であり、積層体を構成する前記各電極板の積層方向と垂直な面内方向の位置ズレを検査する。
この積層型電池の検査装置１０は、Ｘ線源１１と、ステージ（図示せず）と、ディテクタ１２と、画像合成部３５ａと、検査部３５ｂと、を備える。Ｘ線源１１によって、積層体１５の積層方向にわたって電極板の端部にＸ線を照射する。ステージによって積層体１５を積層方向に沿って搬送移動させる。ディテクタ１２によって、積層体１５の端部に照射され、積層体１５を透過したＸ線を受け、透過Ｘ線画像を得る。画像合成部３５ａによって、積層体１５の積層方向（Ｚ方向）に沿った複数枚の透過Ｘ線画像について、透過Ｘ線画像における電極板１６、１７による像２６、２７の積層方向に沿った強度のラインプロファイルの値が最大強度に対する閾値以上の領域を用いて、隣接する２つの透過Ｘ線画像で対応する電極板１６、１７の像２６、２７を接続して、積層体１５の積層方向の全体にわたる全体透過Ｘ線画像を画像合成する。検査部３５ｂによって、全体透過Ｘ線画像に基づいて積層体１５を構成する電極板１６、１７の面内方向の位置を検出し、電極板１６、１７の位置ズレを検査する。
上記検査装置１０によって、直進方向から外れた両端のＸ線ビームによる電極板の像２６、２７の拡がりを含む箇所を除いた最適な部分を用いて画像合成を行って良好なコントラストを有する全体透過Ｘ線画像を得ることができる。そこで、より正確に電極板の積層ズレを検査できる。
【００３４】
図３は、図２における透過Ｘ線画像における電極板１６、１７による負極像２６及び正極像２７を示す概略図及びその強度の積層方向に沿ったラインプロファイルである。図４Ａは、積層体１５の上部にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体１５との配置関係を示す概略図である。図４Ｂは、積層体１５の中央部にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体１５との配置関係を示す概略図である。図４Ｃは、積層体１５の下部にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体１５との配置関係を示す概略図である。図５Ａは、図４Ａの積層体１５の上部にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。図５Ｂは、図４Ｂの積層体１５の中央部にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。図５Ｃは、図４Ｃの積層体１５の下部にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。図６は、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃの透過Ｘ線画像を画像合成して得られる全体透過Ｘ線画像である。図７は、積層体１５の中央部にＸ線を照射した場合のＸ線源からのＸ線の拡がりを示す概略図である。図８Ａは、積層体１５の中央部にＸ線を照射した場合に、積層体の下部、中央部、上部のそれぞれで得られる透過Ｘ線画像における電極板による像２６、２７の拡がりを示す概略図である。図８Ｂは、図８Ａの積層体の下部、中央部、上部のそれぞれで得られる透過Ｘ線画像における電極板による像の積層方向についての強度のラインプロファイル（ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３）である。
【００３５】
図３及び図５Ｂに示すように、Ｘ線を積層体の中央部に照射した場合、中央部を透過して得られる電極板の像はコントラストの明瞭な像となるが、上部及び下部を透過して得られる電極板の像２６、２７は、拡がってしまう。同様に、図５Ａに示すように、Ｘ線を積層体の上部に照射した場合、上部を透過して得られる電極板の像はコントラストの明瞭な像となるが、中央部を透過して得られる電極板の像２６、２７は、拡がってしまう。また、図５Ｃに示すように、Ｘ線を積層体の下部に照射した場合、下部を透過して得られる電極板の像はコントラストの明瞭な像となるが、中央部を透過して得られる電極板の像２６、２７は、拡がってしまう。
【００３６】
上記の電極板の像の拡がりについて、図７、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図７に示すように、積層体１５の中央部にＸ線を照射した場合、中央部へのＸ線に比べて上部及び下部へのＸ線は若干拡がって照射される。そのため、図８Ａの（ｂ）に示すように中央部の電極板による像２６、２７はコントラストの良好なものとなる。一方、図８Ａの（ａ）及び（ｃ）に示すように、上部及び下部の電極板による像２６、２７は、直進方向から外れるため拡がったものとなり、その影２８も現れる。図８Ｂに示すラインプロファイルにおいても、中央部の電極板の像のラインプロファイル（ｂ：ＬＰ２）は鋭いピークを描くが、上部及び下部の電極板の像のラインプロファイル（ａ：ＬＰ１）及び（ｃ：ＬＰ３）は、最大強度も低くブロードなピークを描く。
【００３７】
そこで、図５Ｂからは中央部の領域のみを用い、図５Ａからは上部の領域のみを用い、図５Ｃからは下部の領域のみを用いて画像合成を行う。画像合成は、図５ＢのＸ線を中央部に照射した透過Ｘ線画像に基づいて、上部の領域と、下部の領域とを接続するように行う。この場合において、ラインプロファイルで所定の閾値以上の領域について画像合成を行うことで良好なコントラストを有する全体透過Ｘ線画像を得ることができる。
【００３８】
以下に、この積層型電池の検査装置１０を構成する構成部材について説明する。
【００３９】
＜Ｘ線源＞
Ｘ線源１１によって、積層体１５の積層方向（Ｚ方向）にわたって電極板１６、１７の端部にＸ線を照射する。Ｘ線源１１には、例えば、拡大時の輪郭ボケを低減するマイクロファーカスＸ線で、透過性の観点から２００ｋＶのものを用いることができる。
【００４０】
＜ステージ＞
ステージ（図示せず）によって、積層体１５を積層方向（Ｚ方向）に沿って搬送移動させる。この場合、積層体１５の中央部と、上部及び下部による透過Ｘ線画像において重なりが生じるように積層体１５を移動させているが、これに限られない。例えば、それぞれの透過Ｘ線画像において積層体の積層方向の全体にわたって電極板の像のラインプロファイルが閾値以上となる場合には、それぞれの透過Ｘ線画像に重なりがほとんどないように移動させてもよい。
【００４１】
＜制御部（コンピュータ装置）＞
制御部３０は、例えば、コンピュータ装置である。このコンピュータ装置としては、汎用的なコンピュータ装置を用いることができ、例えば、図３に示すように、処理部３１、記憶部３２、表示部３３を含む。なお、さらに、入力装置、記憶装置、インタフェース等を含んでもよい。
制御部３０によって、Ｘ線源１１と、ディテクタ１２、ステージ１３と、を制御する。
【００４２】
＜処理部＞
処理部３１は、例えば、中央処理演算子（ＣＰＵ）、マイクロコンピュータ、又は、コンピュータで実行可能な命令を実行できる処理装置であればよい。
【００４３】
＜記憶部＞
記憶部３２は、例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュＳＳＤ、ハードディスク、ＵＳＢメモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の少なくとも一つであってもよい。
記憶部３２には、プログラム３５を含む。なお、制御部３０がネットワークに接続されている場合には、必要に応じてプログラム３５をネットワークからダウンロードしてもよい。
【００４４】
＜プログラム＞
プログラム３５には、画像合成部３５ａと、検査部３５ｂとを含んでいる。画像合成部３５ａと、検査部３５ｂとは、実行時には、記憶部３２から読み出されて処理部３１にて実行される。図９は、画像合成部３５ａによる画像合成方法のフローチャートである。図１０は、検査部３５ｂによる検査方法のフローチャートである。
図９に示すように、画像合成部３５ａによる画像合成は、以下のステップで行われる。
（１）積層体の前記積層方向に沿った複数枚の透過Ｘ線画像を得る（Ｓ０１）。
（２）複数枚の透過Ｘ線画像について、各透過Ｘ線画像における電極板による像の積層方向（Ｚ方向）に沿った強度のラインプロファイルを得る（Ｓ０２）。
（３）ラインプロファイルの値が最大強度に対する閾値以上の領域を用いて、隣接する２つの透過Ｘ線画像で対応する電極板の像を接続して、積層体の積層方向の全体にわたる全体透過Ｘ線画像を画像合成する（Ｓ０３）。なお、上記閾値は、例えば、ラインプロファイルにおける最大強度の７５％である。閾値が最大強度の７５％以上の領域は、図８Ａ、図８Ｂ等に示すように、電極板の像２６、２７が良好なコントラストを有する領域である。
以上によって良好なコントラストを有する全体透過Ｘ線画像を得ることができる。
【００４５】
図１０に示すように、検査部３５ｂによる検査は、以下のステップで行われる。
（ａ）全体透過Ｘ線画像に基づいて積層体を構成する電極板の面内方向の位置を検出する（Ｓ１１）。
（ｂ）検出した電極板の面内位置が許容範囲か否か判断して位置ズレを検査する（Ｓ１２）。
以上によって、積層型電池における電極板の位置ズレをより正確に検査できる。
【００４６】
＜表示部＞
表示部３３は、例えば、画像合成部３５ａによって算出されたラインプロファイルや、各透過Ｘ線画像、全体透過Ｘ線画像等を表示してもよい。
【００４７】
（実施例１）
図１１Ａは、積層体の上部の角にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。図１１Ｂは、積層体の中央部の角にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。図１１Ｃは、積層体の下部の角にＸ線を照射した場合の照射位置と積層体との配置関係を示す概略図である。図１２Ａは、図１１Ａの積層体の上部の角にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。図１２Ｂは、図１１Ｂの積層体の中央部の角にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。図１２Ｃは、図１１Ｃの積層体の下部の角にＸ線を照射した場合に得られる透過Ｘ線画像を示す概略図である。
【００４８】
図１２Ｂに示すように、Ｘ線を中央部に照射した場合には、中央部は良好なコントラストを有するが、上部及び下部に電極板の像が拡がった様子が見られる。図１２Ａに示すように、Ｘ線を上部に照射した場合には、上部は良好なコントラストを有するが、中央部に電極板の像が拡がった様子が見られる。図１２Ｃに示すように、Ｘ線を下部に照射した場合には、下部は良好なコントラストを有するが、中央部に電極板の像が拡がった様子が見られる。
【００４９】
図１３Ａは、図１２Ｂの透過Ｘ線画像において電極板による影の積層方向に沿った強度のラインプロファイルを得る線を示す概略図である。図１３Ｂは、図１３Ａの透過Ｘ線画像から得られるラインプロファイルを示す概略図である。図１４Ａは、図１２Ｂの透過Ｘ線画像のみを用いた全体透過Ｘ線画像を示す概略図である。図１４Ｂは、図１４Ａの端部のみを拡大した部分拡大図である。図１５Ａは、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃの透過Ｘ線画像を用いて画像合成した全体透過Ｘ線画像を示す概略図である。図１５Ｂは、図１５Ａの端部のみを拡大した部分拡大図である。
【００５０】
図１４Ａに示すように、Ｘ線を中央部に照射した場合に得られる透過Ｘ線画像では、中央部のコントラストは良好であるが、上部及び下部のコントラストは十分とは言えない。具体的には、図１３Ｂのラインプロファイル４１に示すように、中央部のラインプロファイルは高い強度を示すものの、上部及び下部では低い強度となることがわかる。そこで、所定のコントラストが得られる閾値４２を設定し、図１２Ｂの閾値４２以上の強度となる領域と、図１２Ａの閾値以上の領域と、図１２Ｃの閾値以上の領域とを用いて画像合成を行って、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す全体透過Ｘ線画像を得た。
なお、上記閾値４２は、例えば、ラインプロファイルにおける最大強度の７５％である。これは、２つの明点が近接した場合にそれぞれを２つの点として認識するには２つの点境界を弁別する必要があり、その点境界の弁別条件として一般に最大強度の２５％未満であることが知られていることに基づくものである。上記明点は、輝度が反転した黒点であっても同様である。また、透過Ｘ線画像では、電極板の像はＸ線が透過しない影として形成されるので、ディテクタによる透過Ｘ線画像において上記強度は、１００％透過する場合の透過Ｘ線の強度からの差分として換算すればよい。
【００５１】
（実施の形態２）
図１６は、実施の形態２に係る積層型電池の検査装置１０ａの構成を示すブロック図である。図１７は、実施の形態１に係る積層型電池の検査装置の方法を示す図である。図１８は、図１７の積層型電池の検査装置の斜視図である。図１９は、積層体７７と基準マーカ２０１との配置関係を示す概略図である。図１６において、図１と同じ構成要素については説明を省略する。図１７において、図３３〜図４４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５２】
実施の形態２に係る積層型電池の検査装置１０ａは、実施の形態１に係る積層型電池の検査装置と対比すると、基準マーカをさらに備える点で相違する。基準マーカ２０１は、透過Ｘ線画像に、積層体と一緒に映りこむ位置に設けられている。また、基準マーカ２０１は、積層方向（Ｚ方向）に沿って、一定の長さが繰り返されて延在し、透過Ｘ線画像に像として映る材料を含んでもよい。さらに、画像補正部３５ｃを備える点で相違する。画像補正部３５ｃによって、各透過Ｘ線画像に映り込んでいる基準マーカ２０１を用いて、基準マーカの一定の長さに対応する箇所を一定の長さとなるように換算する倍率を各部分ごとに算出し、全体透過Ｘ線画像における複数の透過Ｘ線画像の前記各部分に倍率を乗じて画像補正を行う。
【００５３】
（実施の形態２に係る開示に至る経緯について）
本発明者は、特許文献１及び２等に記載の従来の検査方法において、次の問題点があることも見出していた。つまり、図４２Ａ乃至図４２Ｃに示すように、上部画像１０４の両端部と中央部で倍率が異なる。同様に中央部画像１０５と下部画像１０６も両端部と中央部で異なる。そのため、上部画像１０４と中央部画像１０５と下部画像１０６との画像をステージ１０３の移動量に基づき、画像を合成しても、誤差が生じてしまいギャップ計測に誤差が発生し、ズレ検査の精度が低下してしまうという課題を有している。
そこで、本発明者は、各画像に写り込むように基準マーカを配置し、基準マーカ像が映り込んだ透過Ｘ線画像を基準マーカ像に基づいて各画像について画像補正を行うことで、全体合成Ｘ線画像における誤差を抑制できることを見出し、実施の形態２に係る開示に至ったものである。
【００５４】
この積層型電池の検査装置１０ａによれば、上述のように、基準マーカ２０１を用いて、画像における基準マーカ２０１の一定長さに対応する各部分の長さを互いに対応するように換算する倍率を算出している。この倍率を用いて画像の各部分を較正して正確な長さの全体透過Ｘ線画像を得ることができる。そこで、より正確に電極板の位置ずれを検出できる。、
【００５５】
以下に、この積層型電池の検査装置１０を構成する構成部材について説明する。
【００５６】
＜基準マーカ＞
図２３Ａは、実施の形態２において用いる基準マーカの較正を示す概略斜視図である。図２３Ｂは、図２３Ａの基準マーカの詳細なサイズを示す図である。
基準マーカ２０１は、マーカ取付部材２０２により、ステージ１０３に取り付けられており、ステージ１０３にて、幅１５０ｍｍ、高さ８０ｍｍ、厚み２８．８ｍｍの積層型電池７０と一緒に、ｚ方向、ｘ方向、ｙ方向に移動することが出来る。さらにｙθに傾斜することと、ｚθに回転させることが出来る。
また、基準マーカ２０１は、積層型電池７０の各角の近接に、配置されている。例えば、積層型電池７０の各角の頂点と基準マーカ２０１との間隔は、位置による倍率誤差を最小限に留めるため１ｍｍとしてもよい。なお、ここでは、透過Ｘ線画像における一定の長さとして、図２３Ｂでは凹凸の幅をそれぞれ１．６ｍｍとしているが、これに限られず、それ以下の幅としてもよい。
また、基準マーカ２０１は、透過Ｘ線画像に像として映る材料を含んでもよい。
【００５７】
次に、撮影について、説明する。
（１）ステージ１０３に搭載された積層型電池７０と基準マーカ２０１は、積層型電池７０の角と基準マーカ２０１の配置を保ったまま、所定の撮影位置になるようにステージ１０３にて移動される。
（２）移動された積層型電池７０にＸ線源１０１から出力されたＸ線が照射され、積層型電池７０を透過したＸ線をディテクタにて受線することで透過Ｘ線画像が得られる。
【００５８】
次に、図１８を用いて積層型電池７０と基準マーカ２０１の撮影箇所について、説明する。図１８は、図１７の積層型電池の検査装置の斜視図である。
積層型電池７０の１つ角と基準マーカ２０１にＸ線が照射し、撮影される。
【００５９】
図１９を用いて、検査部による電極板のズレ量の測定について説明をする。図１９は、図１８のｄ−ｄ‘断面であり、積層体と基準マーカとの配置関係を示す概略側面図である。
図１９に示すように、上部外装体７１と下部外装体７２に画成された内部に積層体７７が収められており、その近傍に基準マーカ２０１が一緒に透過Ｘ線画像に映りこむように配置されている。ズレ量の測定は、積層体７７の正極７９と負極８５の各層のギャップ量を測ることで測定できるので、積層体７７と基準マーカ２０１が一緒に映った画像を測定に用いることで可能となる。
【００６０】
図２０Ａ乃至図２０Ｃは、従来の測定手順を示す図である。図２１は、図２０Ａから図２０Ｃによる各Ｘ線画像をそのまま合成して得られた積層体の端部の合成Ｘ線画像である。図２２は、図２１の合成Ｘ線画像に基づく正極板と負極板とのギャップの測定を示す概略図である。
（ａ）図２０Ａに示すように、ステージ１０３に搭載された積層型電池７０の角と基準マーカ２０１の積層型電池７０の厚み方向の上部中心に撮影する状態で、積層型電池７０の角と基準マーカ２０１の上部を一緒に撮影し、上部画像２０４を得る。
（ｂ）図２０Ｂに示すように、ステージ１０３により、積層型電池７０の角と基準マーカ２０１の積層型電池７０の厚み方向の中央部を中心に一緒に撮影する状態で、中央部画像２０５を得る。
（ｃ）図２０Ｃに示すように、ステージ１０３により、積層型電池７０の角と基準マーカ２０１の積層型電池７０の厚み方向の下部を中心に一緒に撮影する状態で、下部画像２０６を得る。
以上、図２０Ａ乃至図２０Ｃに示すように、上部画像２０４と中央部画像２０５と下部画像２０６において、それぞれ正極像２０９と負極像２０８と基準マーカ像２１０が得られる。
【００６１】
図２１に示すように、基準マーカ像を用いて各画像を補正して、画像を合成して補正された合成画像を得る。具体的には、各画像２０４、２０５、２０６におけるステージ１０３のｚ方向の移動量と、各画像に映り込んだ基準マーカ２０１の像、及び、基準マーカ像２１０より得られる倍率差に基づき、各画像を合成して、補正された合成画像２０７を得る。
図２２に示すように、合成画像２０７を、さらに、中央部画像２０５に映り込んだ基準マーカ像２１０より得られる倍率差に基づき、補正後の合成画像２１１を得る。補正後の合成画像２１１の正極像２０９と負極像２０８のギャップを測定する。このギャップ量からズレ量を把握し検査を行う。これらの作業をステージ１０３により、他の角に対して繰り返し行うことでズレ検査が可能となる。
【００６２】
次に、図２３Ａ及び図２３Ｂを用いて、基準マーカ２０１について説明する。図２３Ａ及び図２３Ｂは、実施の形態２に係る積層型電池の検査装置に用いる基準マーカ２０１の説明図である。図２３Ａは、基準マーカ２０１の概略斜視図である。基準マーカ２０１は、基準マーカ部３０２とマーカ取付部材２０２と接続する取付フランジ３０３で構成されており、角度の依存性を低減する目的で円柱形状のものとした。基準マーカ２０１の材質には、強度があり、Ｘ線の透過率が低い、例えば、ステンレス鋼を用いた。次に、図２３Ｂの基準マーカ２０１のｅ−ｅ‘断面図を用いて、寸法を説明する。
【００６３】
基準マーカ部３０２は、積層型電池７０の厚み２８．８ｍｍの長さで、太い部分、細い分が１．６ｍｍピッチで交互に配置されている。そこで、透過Ｘ線画像における基準マーカ像２１０では、Ａ〜Ｉの幅を測定することで各部分の倍率の差を求めることができる。ステージ１０３のｚ方向の移動で得られる上部画像２０４、中央部画像２０５、下部画像２０６のうち、中央部画像２０５が積層型電池７０の厚み方向の全域で幅Ａ〜Ｉが映るように、幅Ｅの中点を中心に、撮影される。また、上部画像２０４が、幅Ａ，Ｂ，Ｃが映り込むように撮影される。さらに、下部画像２０６が、幅Ｇ、Ｈ、Ｉ、が映り込むように撮影される。またさらに、上部画像２０４は、幅Ｂの中点が中心に±４．８ｍｍで撮影され、下部画像２０６は、幅Ｈの中点が中心に±４．８ｍｍで撮影される。よって、ステージ１０３のｚ方向の位置は、この時、上側をプラスとすると中央部画像２０５に撮像位置に対して、＋１９．２ｍｍで上部画像２０４、−１９．２ｍｍで下部画像２０６が撮影されることとなる。
【００６４】
次に、図２４Ａ乃至図２４Ｃ、図２５及び図２６を用いて、画像合成と画像補正について説明する。図２４Ａ乃至図２４Ｃ、図２５及び図２６は、実施の形態２の画像合成と画像補正の説明図である。図２４Ａは、上部画像２０４を示す図である。図２４Ｂは、中央部画像２０５を示す図である。図２４Ｃは、下部画像２０６を示す図である。図２５は、合成画像２０７を示す図である。図２６は、補正後画像２１１を示す図である。
これらの画像では、特に説明に関係しない外装体の像を省略し、説明に関係する正極像２０９と、負極像２０８と、基準マーカ像２１０と、基準マーカ像２１０の幅Ａ〜Ｉとを用いて説明する。
【００６５】
＜画像合成＞
先ず初めに、画像合成について説明する。
（１）上部画像２０４の基準マーカ像２１０の幅Ａ，Ｂ，Ｃのピクセル数をそれぞれ測定し、理論上の画素分解能０．０３ｍｍ／ピクセルを掛けて幅をそれぞれ算出する。これらの算出結果と基準マーカ２０１の実寸法１．６ｍｍから倍率の分布を求める。
（２）同様に、下部画像２０６も基準マーカ像２１０の幅Ｇ、Ｈ、Ｉのピクセル数をそれぞれ測定し、理論上の画素分解能０．０３ｍｍ／ピクセルを掛けて幅をそれぞれ算出する。これらの算出結果と基準マーカ２０１の実寸法１．６ｍｍから倍率の分布を求める。
（３）さらに、中央部画像２０５も、基準マーカ像２１０の幅Ａ〜Ｉのピクセル数をそれぞれ測定し、理論上の画素分解能０．０３ｍｍ／ピクセルを掛けて幅をそれぞれ算出する。これらの算出結果と基準マーカ２０１の実寸法１．６ｍｍから倍率の分布を求める。
（４）このようにして、得られた上部画像２０４、中央部画像２０５、下部画像２０６、のそれぞれの倍率の分布を用いて、各画像の補正を実施し、補正後の各画像を合成する。具体的には、中央部画像２０５の基準マーカ像２１０の幅Ａ，Ｂ，Ｃの倍率と、上部画像２０４の基準マーカ像２１０の幅Ａ，Ｂ，Ｃの倍率とが同じになるように、倍率補正をする。ここでは、中央部画像２０５に、上部画像２０４を合わせ込む。
【００６６】
（５）次に、中央部画像２０５の基準マーカ像２１０の幅Ｇ、Ｈ、Ｉの倍率と、下部画像２０６の基準マーカ像２１０の幅Ｇ、Ｈ、Ｉの倍率が同じになるように、倍率補正をする。ここでは、中央部画像２０５に、下部画像２０６を合わせ込む。
（６）そして、合わせ込んだ画像を、ステージ１０３のｚ方向の移動量に基づき、中央部画像２０５の上部画像２０４と下部画像２０６の対応範囲を削除し、連結する画像合成を行うと合成画像２０７となる。ステージ１０３のｚ方向移動量については、理論上の画素分解能０．０３ｍｍ／ピクセルと実際の移動量の中央部画像２０５の撮影位置±１９．３ｍｍより算出された中央部画像２０５のピクセル位置で行う。
【００６７】
＜画像補正＞
次に、画像補正について説明する。
（ｉ）合成画像２０７の基準マーカ像２１０の幅Ａ〜Ｉのピクセル数をそれぞれ測定し、理論上の画素分解能０．０３ｍｍ／ピクセルを掛けて幅をそれぞれ算出する。これらの算出結果と基準マーカ２０１の実寸法１．６ｍｍから倍率の分布を求め、幅Ａ〜Ｉの倍率の分布が全て等しくなるように、合成画像２０７を倍率補正する。この時の幅Ａ〜Ｉの補正処理を施す領域は、画像の幅方向では、各幅Ａ〜Ｉの中心±１．６ｍｍで、画像の高さ方向とする。つまり、合成画像２０７のサイズが幅２８．８ｍｍ×高さ２８．８ｍｍであった場合、各幅Ａ〜Ｉの中心±１．６ｍｍ×２８．８ｍｍということになる。このようにして、補正された画像が補正後画像２１１となる。
（ｉｉ）そして、補正後画像２１１の正極像１０９と負極像１０８のギャップを測定することで、電極板のズレ量を把握し、検査を行うことが出来る。
【００６８】
（フロー）
次に、実施の形態２に係る積層型電池の検査方法のフローについて図２７を用いて述べる。図２７は、実施の形態２に係る検査方法のフローチャートである。
図２７において、積層型電池７０にある角と基準マーカ２０１は４個として、それぞれの角をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４として説明する。
（１）積層型電池の検査装置２００に積層型電池７０をセットする（Ｓ２１）。
（２）積層型電池７０のＣ１と基準マーカ２０１を撮影できるようにステージ１０３のｚθで積層型電池７０を移動する（Ｓ２２）。
（３）角Ｃ１と基準マーカ２０１の上部を中心に撮影できる状態になるようにステージ１０３でｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０の位置を移動する（Ｓ２３）。
（４）角Ｃ１と基準マーカ２０１の上部を中心で撮影し、上部画像２０４を得る（Ｓ２４）。
（５）角Ｃ１と基準マーカ２０１の中央部を中心に撮影できる状態になるようにステージ１０３でｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０の位置を移動する（Ｓ２５）。
（６）角Ｃ１と基準マーカ２０１の中央部を中心で撮影し、中央部画像２０５を得る（Ｓ２６）。
（７）角Ｃ１と基準マーカ２０１の下部を中心に撮影できる状態になるようにステージ１０３でｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０の位置を移動する（Ｓ２７）。
（８）角Ｃ１と基準マーカ２０１の下部を中心で撮影し、下部画像２０６を得る（Ｓ２８）。
（９）上部画像２０４、中央部画像２０５、下部画像２０６のそれぞれの基準マーカ像２１０より倍率分布を測定する（Ｓ２９）。
（１０）ステップＳ２９で得られた倍率の分布に基づき、画像合成を行うために倍率を調整する（Ｓ３０）。
（１１）上部画像２０４、下部画像２０６の各画像より得られた倍率分布に基づき補正した画像をステージ１０３の移動量と中央部画像２０５の倍率分布に基づき、画像を合成し、合成画像２０７を得る（Ｓ３１）。
（１２）合成画像２０７の倍率分布を測定する（Ｓ３２）。
（１３）合成画像２０７の基準マーカ像２１０より、倍率分布と中央部画像２０５の倍率分布に基づき、合成画像２０７を補正し、補正後の合成画像２１１を得る（Ｓ３３）。
（１４）得られた補正後の合成画像２１１の負極像２０８、正極像２０９の各層でのギャップを測定し、ズレを判定する（Ｓ３４）。
（１５）ステップＳ２２からＳ３４を角Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４についても同様に繰り返し、角Ｃ１〜Ｃ４における電極板のズレを検査する。
（１６）ステージ１０３のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向で積層型電池７０を取り出し位置へ移動する（Ｓ３５）。
（１７）積層型電池７０を積層型電池の検査装置２００から取り出す（Ｓ３６）。
以上の工程によって取り出された積層型電池７０は、次の工程に進められる。
【００６９】
次に、効果について、図２８Ａ及び図２８Ｂを用いて述べる。図２８Ａ及び図２８Ｂは、効果確認実験の結果を示す図である。図２８Ａは、従来の検査方法のズレ量の結果とＸ線ＣＴ装置のズレ量の相関を示す図である。図２８Ｂは、本実施の形態２に係る検査方法のズレ量の結果とＸ線ＣＴ装置のズレ量の相関を示す図である。
【００７０】
効果確認実験は、同一の積層型電池７０を用いて、従来の検査方法のズレ量、本実施の形態２に係る検査方法とのズレ量、Ｘ線ＣＴ装置のズレ量を測定した。Ｘ線ＣＴ装置のズレ量は、撮影後、データの再構成処理を行い積層型電池７０の角の断面形成を行い、断面にて、正極、負極のギャップを測定し、ズレ量を導いた。このＣＴより得られたズレ量と従来の検査方法のズレ量、本発明の検査方法のズレ量でそれぞれ相関をとった。つまり、Ｘ線ＣＴ装置によるズレ量を基準として評価した。
図２８Ａでは、縦軸が従来の検査方法によるズレ量で、横軸がＸ線ＣＴ装置によるズレである。縦軸、横軸ともに、単位はｍｍである。
図２８Ｂでは、縦軸が本実施の形態２に係る検査方法によるズレ量で、横軸がＸ線ＣＴ装置によるズレである。縦軸、横軸ともに、単位はｍｍである。
図２８Ａ及び図２８Ｂを比較してみると、図２８Ａの相関係数は０．９２５２、図２８Ｂの相関係数は０．９６３９であった。よって、本実施の形態２に係る検査方法により相関係数が向上したので、効果があったと判断できる。
【００７１】
次に、効果確認用に用いた積層型電池７０について、図３３を用いて述べる。効果確認用に用いた積層型電池７０は、セパレータ付き負極８１と正極７９を交互に積層した積層体７７を上部外装体７１と下部外装体７２に収められた積層型の電池である。セパレータ付き負極８１は、セパレータ部が１４２ｍｍ×７２ｍｍで、セパレータ負極リード部８０が１０ｍｍ×１０ｍｍのものである。セパレータ付き負極８１は、負極芯材９６の上部に塗布された上部負極活物質９７と負極芯材９６の下部に塗布された下部負極活物質９８からなる、合剤塗料の塗布部が１４０ｍｍ×７０ｍｍの負極８５と、負極８５の上部に配置し接着された上部セパレータ８６と負極８５の下部に配置し接着された下部セパレータ８７とで構成されているものである。厚みについては、上部セパレータ８６、下部セパレータ８７が厚み１５μｍで、負極８５が厚み１５０μｍである。
【００７２】
正極７９は、正極芯材９０の上部に塗布された上部正極活物質９１と正極芯材９０の下部に塗布された下部正極活物質９２からなり、合剤塗料の塗布部が１３５ｍｍ×６５ｍｍで、正極リード部７８が１０ｍｍ×１０ｍｍのものである。厚みは、正極７９が１８０μｍである。なお、実施の形態２では、基準マーカ２０１に円柱形状のものを用いたが、基準の幅が画像上でピクセル測定可能であれば、板形状や穴の形成されたマーカであっても、問題はない。また、基準マーカ２０１にステンレスを用いたが、アルミニウムや真鍮であっても、基準の幅が画像上でピクセル測定可能であれば、問題はない。
【００７３】
なお、実施の形態２では、実施の形態１に基づいて、さらに基準マーカを用いて画像補正を行うことについて記載してきたが、これに限定されるものではない。例えば、複数の透過Ｘ線画像の画像合成にあたって、境界となる領域に重複がない場合には実施の形態１の画像合成の方法を用いる必要がない場合がある。この場合には、上記実施の形態２に記載の構成のみによって積層型電池の検査装置を構成してもよい。
【００７４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態２における基準マーカ２０１が装置の空間的な制約で設置できない場合について図２９乃至図３２を用いて説明する。図２９は、実施の形態３の基準マーカの説明図である。図２９乃至３２において、図１７から図２８Ｂ及び図３４乃至図３７、図３８乃至図４４と同じ構成要素や原理については、同じ符号を用い、説明を省略する。
図２９は、基準マーカ２０１が装置の空間的な制約で設置できない場合を示す場合の装置構成３００を示す斜視図である。
この積層型電池の検査装置３００は、Ｘ線を照射するＸ線源１０１と、Ｘ線を受線してＸ線画像を出力するディテクタ１０２と、測定物を搭載するステージ１０３と、で構成されている。
【００７５】
次に、ステージ１０３について、説明する。
ステージ１０３は、マーカ付き積層型電池７００を搭載し、ｚ方向、ｘ方向、ｙ方向に移動することが出来る。さらにｙθに傾斜することと、ｚθに回転させることが出来る。この時のｘ方向は、ディテクタ１０２とＸ線源１０１の方向である。ｙ方向は、図３６の紙面上の手前奧の方向である。ｚ方向は、ステージ１０３と搭載されたマーカ付き積層型電池７００の方向である。ｙθは、ｙ方向の軸を中心に傾斜する方向で、マーカ付き積層型電池７００をディテクタ１０２とＸ線源１０１の方向に傾斜させる。また、ｚθは、ｚ方向の軸を中心に積層型電池７００を回転させる。
【００７６】
次に、撮影について、説明する。
ステージ１０３に搭載されたマーカ付き積層型電池７００は、所定の撮影位置になるようにステージ１０３にて、移動される。移動されたマーカ付き積層型電池７００にＸ線源１０１から出力されたＸ線が照射され、マーカ付き積層型電池７００を透過したＸ線をディテクタにて受線することで透過Ｘ線画像が得られる。
【００７７】
次に、マーカ付き積層型電池７００について図２８を用いて述べる。図３０は、図２９のｆ−ｆ‘断面図である。図３０のｆ−ｆ‘断面図で、マーカ付き積層型電池７００では、マーカ付き上部外装体７０１とマーカ付き下部外装体７０２に積層体７７が収められている。マーカ付き上部外装体７０１とマーカ付き下部外装体７０２により、外装体の基準マーカ７１１が形成されている。外装体の基準マーカ７１１は、積層体７７の近傍にあり、画像に一緒に映りこむように配置されている。
【００７８】
積層体７７と外装体の基準マーカ７１１が一緒に映った画像を用いることで、実施の形態２と同様の要領で倍率分布が把握でき、合成画像及び補正画像を得られるので、正極像と負極像のギャップを正確に測定することが出来る。
図３１は、マーカ付き積層型電池７００の展開図である。マーカ付き積層型電池７００の外装体の基準マーカ７１１について述べる。マーカ付き積層型電池７００の各角Ｃ１〜Ｃ４に、外装体の基準マーカ７１１は配置されている。
【００７９】
次に、外装体の基準マーカ７１１について図３２を用いて述べる。図３２は、外装体の基準マーカ７１１を示す図である。
外装体の基準マーカ７１１には、基準マーカ部７１２が形成されている。外装体の材質は、積層型電池の外装体に一般的に用いられるアルミニウムの複合材料である。基準マーカ部７１２は、マーカ付き積層型電池７００の厚み２８．８ｍｍの長さで、凸部分、凹分が１．６ｍｍピッチで交互に配置されている。外装体の基準マーカ７１１の像では、Ａ〜Ｉの幅を測定することで倍率の差を求めることができる。
そこで、実施の形態２と同様の要領で、上部画像、中央部画像、下部画像は、ステージ１０３のｚ方向の移動で得られる。具体的には、中央部画像がマーカ付き積層型電池７００の厚み方向の全域で幅Ａ〜Ｉが映るように、幅Ｅの中点を中心に撮影される。また、上部画像が、幅Ａ，Ｂ，Ｃが映り込むように撮影される。さらに、下部画像が、幅Ｇ、Ｈ、Ｉ、が映り込むように撮影される。
さらに、上部画像は、幅Ｂの中点が中心に±４．８ｍｍで撮影され、下部画像は、幅Ｈの中点が中心に±４．８ｍｍで撮影される。よって、ステージ１０３のｚ方向の位置は、この時、上側をプラスとすると中央部画像に撮像位置に対して、＋１９．２ｍｍで上部画像、−１９．２ｍｍで下部画像が撮影される。
したがって、実施の形態３においても実施の形態２と同等の補正後画像が得られ、正極像と負極像のギャップを測定することで、実施の形態２と同等の精度で、ズレ量を把握し検査を行うことが出来る。なお、基準マーカ部７１２を外装体に形成したが、缶形状の外装体に、基準マーカ７１１のような部材を装着しても、基準の幅が画像上でピクセル測定可能であれば、問題はない。
【００８０】
なお、上記各実施の形態に係る積層型電池の検査装置及び検査方法とは直接に関係なく、任意的に画像繋ぎのミスや積層枚数の過不足を検知してもよい。この場合には、例えば、合成された画像において、正極７９及び負極８５と認知されるものをカウントし、規定の枚数となっていることを確認してもよい。
【００８１】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る積層型電池の検査装置は、各透過Ｘ線画像における電極板による像の積層方向（Ｚ方向）に沿った強度のラインプロファイルを得ている。このラインプロファイルの値が最大強度に対する閾値以上の領域を用いて画像合成を行っているので、良好なコントラストを有する全体透過Ｘ線画像が得られる。そこで、正極と負極のギャップの測定精度が向上できるので、１次電池や全個体電池等の２次電池やコンデンサ等の積層型デバイスの検査にも適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１０ａ  積層型電池の検査装置
１１  Ｘ線源
１２  ディテクタ
１３  ステージ
１４  角
１５  積層体
１６  負極板
１７  正極板
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  Ｘ線ビーム
２６  負極像
２７  正極像
２８  負極影
３０  制御部（コンピュータ装置）
３１  処理部
３２  記憶部
３３  表示部
３５  プログラム
３５ａ  画像合成部
３５ｂ  検査部
３５ｃ  画像補正部
４１  ラインプロファイル
４２  閾値
４３ａ、４３ｂ  繋ぎ位置
７０    積層型電池
７１    上部外装体
７２    下部外装体
７７    積層体
７８    正極リード部
７９    正極
８０    セパレータ付き負極リード部
８１    セパレータ付き負極
８５    負極
８６    上部セパレータ
８７    下部セパレータ
８８    負極リード部
９０    正極芯材
９１    上部正極活物質
９２    下部正極活物質
９６    負極芯材
９７    上部負極活物質
９８    下部負極活物質
１００  検査装置
１０１  Ｘ線源
１０２  ディテクタ
１０３  ステージ
１０４  上部画像
１０５  中央部画像
１０６  下部画像
１０７  合成画像
１０８  負極像
１０９  正極像
２００  積層型電池の検査装置
２０１  基準マーカ
２０２  マーカ取付部材  
２０４  上部画像
２０５  中央部画像
２０６  下部画像
２０７  合成画像
２０８  負極像
２０９  正極像
２１０  基準マーカ像
２１１  補正後の合成画像
３０２  基準マーカ部
３０３  取付フランジ
６００  積層型電池の検査装置
７００  マーカ付き積層型電池
７０１  マーカ付き上部外装体
７０２  マーカ付き下部外装体
７１１  外装体の基準マーカ
７１２  外装体の基準マーカ部
【図１】
2020085690.tif 000003
【図２】
2020085690.tif 000004
【図３】
2020085690.tif 000005
【図４Ａ】
2020085690.tif 000006
【図４Ｂ】
2020085690.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2020085690.tif 000009
【図５Ｂ】
2020085690.tif 000010
【図５Ｃ】
2020085690.tif 000011
【図６】
2020085690.tif 000012
【図７】
2020085690.tif 000013
【図８Ａ】
2020085690.tif 000014
【図８Ｂ】
2020085690.tif 000015
【図９】
2020085690.tif 000016
【図１０】
2020085690.tif 000017
【図１１Ａ】
2020085690.tif 000018
【図１１Ｂ】
2020085690.tif 000019
【図１１Ｃ】
2020085690.tif 000020
【図１２Ａ】
2020085690.tif 000021
【図１２Ｂ】
2020085690.tif 000022
【図１２Ｃ】
2020085690.tif 000023
【図１３Ａ】
2020085690.tif 000024
【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
2020085690.tif 000029
【図１６】
2020085690.tif 000030
【図１７】
2020085690.tif 000031
【図１８】
2020085690.tif 000032
【図１９】
2020085690.tif 000033
【図２０Ａ】
2020085690.tif 000034
【図２０Ｂ】
2020085690.tif 000035
【図２０Ｃ】
2020085690.tif 000036
【図２１】
2020085690.tif 000037
【図２２】
2020085690.tif 000038
【図２３Ａ】
2020085690.tif 000039
【図２３Ｂ】
2020085690.tif 000040
【図２４Ａ】
2020085690.tif 000041
【図２４Ｂ】
2020085690.tif 000042
【図２４Ｃ】
2020085690.tif 000043
【図２５】
2020085690.tif 000044
【図２６】
2020085690.tif 000045
【図２７】
2020085690.tif 000046
【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
2020085690.tif 000048
【図２９】
2020085690.tif 000049
【図３０】
2020085690.tif 000050
【図３１】
2020085690.tif 000051
【図３２】
2020085690.tif 000052
【図３３】
2020085690.tif 000053
【図３４】
2020085690.tif 000054
【図３５】
2020085690.tif 000055
【図３６】
2020085690.tif 000056
【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４２Ｃ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４】
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【図４５】
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