(57)【要約】【課題】製品品質に優れた電極シートを所定時間の間に安定して多数枚作成することができる電極シートの作成方法及び作成装置を提供する。【解決手段】  ロール状に巻かれた連続状の前記セパレーター２２０を連続的に巻き出す巻き出し工程と、巻き出された連続状の前記セパレーターを走行方向に順次供給する供給工程と、セパレーターを走行方向に送り出すことが可能な状態で転がり接触しているフローチングローラー３１１はセパレーターのテンションを調整するため、連動して揺動するアーム３１０と一方端が連結されており、フローチングローラーと連結されているアームの位置が基準位置よりも変位している場合に、アームが基準位置まで復帰するように、セパレーターの巻き出し速度を制御する制御工程を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極板を絶縁性シートからなる２枚のセパレーターを介して互いに絶縁しながら積層した構造を有する電極シートの作成方法であって、
ロール状に巻かれた連続状の前記セパレーターを連続的に巻き出す巻き出し工程と、
巻き出された連続状の前記セパレーターを走行方向に順次供給する供給工程と、
前記セパレーターを走行方向に送り出すことが可能な状態で転がり接触しているフローチングローラーと、一端が前記フローチングローラーと連結され連動して揺動可能なアームを用意し、前記アームの位置が基準位置よりも変位している場合に、当該変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するように、前記セパレーターの巻き出し速度を制御する制御工程を備えたことを特徴とする電極シートの作成方法。
【請求項２】
前記アームの位置情報を前記セパレーターの巻き出しを行う制御装置にフィードバックするフィードバック工程と、
前記フローチングローラーに連結されている前記アームの位置と前記基準位置の変位量を演算する変位量演算工程と、
前記供給工程による前記セパレーターの供給速度及び前記変位量演算工程にて演算された前記変位量に基づき、前記変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するのに要する前記セパレーターの巻き出し速度を演算する巻き出し速度演算工程をさらに有し、
前記巻き出し速度演算工程にて演算された前記変巻き出し速度速値に基づき、前記制御装置にて生成された前記セパレーターを順次供給するための供給速度信号に対して、前記セパレーターの巻き出し速度信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の電極シートの作成方法。
【請求項３】
電極板を絶縁性シートからなる２枚のセパレーターを介して互いに絶縁しながら積層した構造を有する電極シートの作成装置であって、
ロール状に巻かれた連続状の前記セパレーターを連続的に巻き出す巻き出しローラーと、
巻き出された連続状の前記セパレーターを走行方向に順次供給するため、前記セパレーターを挟むように対向配置されるニップローラーとインフィードローラーからなるインフィード機構と、
上下方向に変位させることにより、前記セパレーターのテンションを調整可能なフローチングローラーと、
前記フローチングローラーと一方端が連結され連動して揺動をするアームと、
前記アームの角度を検出する角度検出器を備え、
前記インフィードローラーによる前記セパレーターの供給速度及び前記角度検出器により検出された検出情報に基づき、前記フローチングローラーと連結されている前記アームの位置が基準位置よりも変位している場合に、当該変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するように、前記巻き出しローラーによる前記セパレーターの巻き出し速度を制御することを特徴とする電極シートの作成装置。
【請求項４】
前記角度検出器により検出された前記アームの検出情報は前記巻き出しローラーの周速度を制御する制御装置にフィードバックされ、前記制御装置は、前記フローチングローラーに連結されている前記アームの位置と前記基準位置の変位量に基づき、当該変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するのに要する前記巻き出しローラーの巻き出し速度の変速値を演算すると共に、当該変速値に基づき、
前記制御装置において生成した前記インフィード機構により走行方向に順次供給する前記セパレーターの回転速度信号に対して、前記巻き出しローラーによる前記セパレーターの巻き出し速度の回転速度信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の電極シートの作成装置。
【請求項５】
前記基準位置は前記アームが水平方向を向いた位置とし、
前記アームの位置が前記基準位置に対して遠ざかっている場合は、前記フローチングローラーが前記基準位置を含む水平面に対して上方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を増速し、前記フローチングローラーが前記基準位置を除く水平面に対して下方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を減速し、前記アームの位置が前記基準位置に対して近づいている場合は、前記フローチングローラーが前記基準位置を含む水平面に対して上方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を減速し、前記フローチングローラーが前記基準位置を除く水平面に対して下方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を増速する制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の電極シートの作成装置。
【請求項６】
前記巻き出しローラーを回転駆動する巻き出しモーターと、
前記インフィードローラーを回転駆動するインフィードモーターを備え、前記制御装置は、前記巻き出しモーターと前記インフィードモーターを同期して制御することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電極シートの作成装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばノート型パーソナルコンピュータ、ハイブリッド自動車、電気自動車等のバッテリーに使用する二次電池の構成要素をなす電極シートの作成方法及び作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばノート型パーソナルコンピュータ、ハイブリッド自動車、電気自動車等のバッテリーに使用する二次電池の構成要素をなす電極シートの作成方法及び作成装置は公知である（例えば特許文献１参照）。また、このような電極シートの構成要素をなすセパレーター（フィルム）の繰り出し（搬送）を行うフィルム搬送装置（例えば、特許文献２参照）は公知である。
【０００３】
特許文献１のような電極シートの作成装置を用いて電極シートを作成しようとすると、極板を正確に位置決めしながら載せる際、毎回セパレーターの搬送装置を停止させる必要がある。このようなセパレーターの間欠的な送り動作を行うと電極シートの生産効率が著しく低下すると共に、極板搬送ベルトの急停止や急な移動開始動作による極板自体の搬送ベルト上のずれやセパレーターとこれに重ねられた極板同士の相対的な位置ずれが生じさせないようにする特別な構造を必要とする。
【０００４】
また、特許文献２のようなフィルム搬送装置を用いてフィルムを搬送しようとすると、待機側のフィルムロールを供給側に移送するときに、フィルムに皺や弛み、伸び等が生じるのを防止するため、フィルムの供給段階からテンションを調整する必要がある。このようなフィルムロールの移送を行うと、フィルムの供給側において特別な構造を必要とすると共に、そのための制御を必要とし装置全体として制御機構が複雑となる。さらに、フィルムの供給過程においては、搬送されたフィルムのテンションの変動を抑制するために、別途、特別な構造が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０７４４０２号公報
【特許文献２】特開２００５−３３５７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された電極シート作成装置を用いて電極シートを作成しようとすると、各セパレーター上に電極板（正極板と負極板）をそれぞれ正確に位置決めしながら載せるために、電極板をセパレーターに載せる際にセパレーターの搬送装置を毎回停止させる必要がある。このようなセパレーターの間欠的な送り動作を行うとコンベアー上におけるセパレーターの急停止や急な移動開始動作によるセパレーター自体のコンベアー上のずれやセパレーターとこれに重ねられた電極板同士の相対的な位置ずれが生じてしまう。
【０００７】
また、セパレーターの間欠的な送り動作が繰り返されることにより、セパレーターが皺が寄ったり、弛んでしまうため、安定した品質を有する電極シートを短時間に多数枚作成することが困難になる。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたフィルム搬送装置を用いてフィルムを供給しようとすると、フィルムロールの回転を制動するための電磁パウダーブレーキを設けたり、供給側のフィルムロールと待機側のフィルムロールの両方に錘が設けられたフレームで、テンションを調整するバランシング機構を設けるなど、大掛かりな機構を別途必要とするため構造が複雑になるばかりでなく、そのための設置スペースも余計に必要となり装置全体が大型化してしまう。また、待機側のフィルムロールを移送するときの衝撃により、フィルムのテンションが変動し不安定となってしまう。
【０００９】
さらに、例えば特許第４８９２８１９号公報やインターネットのリチウムイオン電池に関する内容である、
http://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/21lithium_ion_battery.pdf#search='リチウムイオン電池'
から公知なように、セパレーターにいわゆるシャットダウン効果を持たせるために、セパレーターの材質として一般に多孔質でできたポリプロピレンやポリエチレンが用いられるが、上述のように、セパレーターに皺が寄ってしまったり、弛みが生じてしまうと、多数個の孔の大きさが不均一となり、安定した特性を有する電極シートを多数枚作成することは困難である。
【００１０】
本発明の目的は、製品品質に優れた電極シートを所定時間の間に多数枚作成することができる電極シートの作成方法及び作成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の電極シートの作成方法は、
電極板を絶縁性シートからなる２枚のセパレーターを介して互いに絶縁しながら積層した構造を有する電極シートの作成方法であって、
ロール状に巻かれた連続状の前記セパレーターを連続的に巻き出す巻き出し工程と、
巻き出された連続状の前記セパレーターを走行方向に順次供給する供給工程と、
前記セパレーターを走行方向に送り出すことが可能な状態で転がり接触しているフローチングローラーと、一端が前記フローチングローラーと連結され連動して揺動可能なアームを用意し、前記アームの位置が基準位置よりも変位している場合に、当該変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するように、前記セパレーターの巻き出し速度を制御する制御工程を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の電極シートの作成方法は、請求項１に記載の電極シートの作成方法において、
前記アームの位置情報を前記セパレーターの巻き出しを行う制御装置にフィードバックするフィードバック工程と、
前記フローチングローラーに連結されている前記アームの位置と前記基準位置の変位量を演算する変位量演算工程と、
前記供給工程による前記セパレーターの供給速度及び前記変位量演算工程にて演算された前記変位量に基づき、前記変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するのに要する前記セパレーターの巻き出し速度を演算する巻き出し速度演算工程をさらに有し、
前記巻き出し速度演算工程にて演算された前記巻き出し速度に基づき、前記制御装置にて生成された前記セパレーターを順次供給するための供給速度信号に対して、前記セパレーターの巻き出し速度信号を生成することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載の電極シートの作成装置は、
電極板を絶縁性シートからなる２枚のセパレーターを介して互いに絶縁しながら積層した構造を有する電極シートの作成装置であって、
ロール状に巻かれた連続状の前記セパレーターを連続的に巻き出す巻き出しローラーと、
巻き出された連続状の前記セパレーターを走行方向に順次供給するため、前記セパレーターを挟むように対向配置されるニップローラーとインフィードローラーからなるインフィード機構と、
上下方向に変位させることにより、前記セパレーターのテンションを調整可能なフローチングローラーと、
前記フローチングローラーと一方端が連結され連動して揺動をするアームと、
前記アームの角度を検出する角度検出器を備え、
前記インフィードローラーによる前記セパレーターの供給速度及び前記角度検出器により検出された検出情報に基づき、前記フローチングローラーと連結されている前記アームの位置が基準位置よりも変位している場合に、当該変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するように、前記巻き出しローラーの周速度を制御することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載の電極シートの作成装置は、請求項３に記載の電極シートの作成装置において、前記電極シート作成装置は、
前記角度検出器により検出された前記アームの検出情報は前記巻き出しローラーの周速度を制御する制御装置にフィードバックされ、前記制御装置は、前記フローチングローラーに連結されている前記アームの位置と前記基準位置の変位量に基づき、当該変位した前記アームが前記基準位置まで復帰するのに要する前記巻き出しローラーの巻き出し速度の変速値を演算すると共に、当該変速値に基づき、
前記制御装置において生成した前記インフィード機構により走行方向に順次供給する前記セパレーターの回転速度信号に対して、前記巻き出しローラーによる前記セパレーターの巻き出し速度の回転速度信号を生成することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項５に記載の電極シートの作成装置は、請求項４に記載の電極シートの作成装置において、
前記基準位置は前記アームが水平方向を向いた位置とし、
前記アームの位置が前記基準位置に対して遠ざかっている場合は、前記フローチングローラーが前記基準位置を含む水平面に対して上方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を増速し、前記フローチングローラーが前記基準位置を除く水平面に対して下方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を減速し、前記アームの位置が前記基準位置に対して近づいている場合は、前記フローチングローラーが前記基準位置を含む水平面に対して上方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を減速し、前記フローチングローラーが前記基準位置を除く水平面に対して下方側にあるならば、前記巻き出しローラーの周速度を増速する制御を行うことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の請求項６に記載の電極シートの作成装置は、請求項４または請求項５に記載の電極シートの作成装置において、
前記巻き出しローラーを回転駆動する巻き出しモーターと、
前記インフィードローラーを回転駆動するインフィードモーターを備え、前記制御装置は、前記巻き出しモーターと前記インフィードモーターを同期して制御することを特徴としている。
【００１７】
本発明によると、一定のテンションを保持しながらロール状に巻かれた２枚の連続状のセパレーターを互いに重ね合わせるように連続的に送り出し、この連続的に送り出された２枚のセパレーターを重ね合わせる際にそれらの間に電極板を互いに所定間隔隔てた状態で順次連続的に挟み込んでいくようになっているので、特許文献１に開示された電極シートの作成装置のように電極板をセパレーターに載せる際、毎回セパレーターの搬送装置を間欠的に停止させる必要がない。すなわち、セパレーターの間欠的な送り動作を行う必要がないので、電極シートの生産効率が従来技術に比べて遥かに向上するともに、コンベアー上におけるセパレーターの急停止や急な移動開始動作によってセパレーター自体のコンベアー上のずれやセパレーターとこれに重ねられた電極板同士のずれが生じるのを回避することができる。
【００１８】
また、セパレーターを連続的に供給するに当たって、常に一定のテンションを保持して搬送するために、特許文献２に開示されたフィルム搬送装置のように大掛かりな特別な構造を必要とすることなく、簡易な構造で、セパレーターに常に一定のテンションが保持されるように搬送することが可能であるため、セパレーターに皺や弛み、伸び等が生じてコンベアーに巻き込まれることによる電極シート作成装置の故障を回避することができる。そのため、セパレーターに皺や弛み、伸び等が生じてしまうことがなく、一定の品質を満たした電極シートを多数枚作成することができる。
【００１９】
さらに、本発明に係る電極シート作成装置が備えるテンションコントロール装置によれば、特許文献２で開示されたフィルム搬送装置のように、フィルムロールの回転を制動するために電磁パウダーブレーキを設けたり、フィルムの供給開始時点からテンションを制御するために錘によりバランスさせるバランシング機構やテンションを調整するためのアキュムレート機構などを別途設けるといった大掛かりな機構を設けずに、簡易な構成でセパレーターのテンションを制御することができる。また、部品点数が少なく安価であって組み立てが容易であり、かつ、装置全体の小型化を図ることも可能となる。
【００２０】
このように、本発明によると極めて簡単な構成のテンションコントロール方法及び装置を用いることで、電極シートの不良品の生じる確率を格段に抑え、かつ生産効率を向上させることができる。
【００２１】
さらには、本発明を実施することにより、同一形状の電極シートを多数枚積層して形成される二次電池を作成する場合、従来に比べて積層した電極シートの大きさにバラつきが生じることがないため、同一の大きさを有する二次電池を短時間に多数個作成することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、製品品質に優れた電極シートを所定時間の間に安定して多数枚作成することができる電極シートの作成方法及び作成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電極シートの作成に使用する二次電池用電極シート作成装置の概略側面図である。
【図２】図１に示した二次電池用電極シート作成装置のテンションコントロール装置を示す概略側面図である。
【図３】図２に示したテンションコントロール装置の制御機構の一例を示したブロック図である。
【図４】電極シートの作成方法を示したフローチャート図であって、図１に示した電極シートの作成装置の初期設定を行うフローチャート図（図４（ａ）），図１に示した電極シートの作成装置の運転を行うフローチャート図（図４（ｂ））である。
【図５】図２に示したテンションコントロール装置のテンション制御の演算を行うフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
まず、本発明の一実施形態に係る二次電池用電極シート作成装置が備えるテンションコントロール装置を説明するに当たって、このテンションコントロール装置を備える電極シート作成装置について図面に基づいて説明する。図１は、電極シートの作成に使用する二次電池用電極シート作成装置の概略側面図である。
【００２５】
本願発明に係る電極シートの作成方法に使用する二次電池用電極シート作成装置１（以下、単に、「電極シート作成装置」という）は、電極板供給装置１０と、電極板搬送装置２０と、セパレーター供給装置３０と、挟込装置４０と、溶着装置５０と、切断装置６０と、検査装置７０と、不良品排出装置８０と、集積装置９０とを有している。
【００２６】
電極板供給装置１０は、電極板を順次一定の時間間隔で１枚ずつ電極板搬送装置２０に供給するためのものであり、また電極板搬送装置２０は、電極板供給装置１０から供給された電極板を電極板同士が所定間隔を隔てるようにして搬送し、１枚ずつ挟込装置４０に供給するためのものである。
【００２７】
セパレーター供給装置３０は、ロール状に巻かれた連続状の２枚のセパレーターを供給するためのもので、上段側セパレーター供給装置３０Ｕと下段側セパレーター供給装置３０Ｌとを有している。上段側及び下段側にはそれぞれテンションコントロール装置３００（図２参照）を有しており、挟込装置４０にて電極板を挟み込みながら上段側のセパレーターと下段側のセパレーターを重ね合わせる際に、一定の張力を常に保つようにして、セパレーターが皺や弛み、伸び等が生じない状態で電極シートを作成する。なお、テンションコントロール装置３００の詳細構成については後述する。
【００２８】
挟込装置４０は、上段側セパレーター供給装置３０Ｕと下段側セパレーター供給装置３０Ｌからそれぞれ供給された連続状のセパレーターの間に電極板搬送装置２０から搬送された電極板を所定間隔隔てながら順次挟み込むためのものである。挟込装置４０は、斜め上方から供給される上段側のセパレーターと斜め下方から供給される下段側のセパレーターとの間に電極板を予め決められた配置条件で挟み込むようになっている。
【００２９】
溶着装置５０は、電極板が挟み込まれた状態の上下２枚のセパレーターを、電極板がセパレーターからはみ出さないように溶着するためのもので、電極板の周囲であって、セパレーター同士の重ね合わせ部を所定間隔隔てて部分的に溶着するようになっている。
【００３０】
切断装置６０は、連続的に連なった電極シートを幅方向に切断する装置である。セパレーターを切断するカッターと、カッターを保持するカッター胴と、カッターを受けるカッター受け胴と、を含んで構成される（ここでは図示せず）。カッターは、２枚の隣接する電極板間の重ね合わせ部をそのセパレーターの走行方向と直交する幅方向に切断するようになっている。
【００３１】
検査装置７０は、切断装置６０によって切断された電極シートの良否判定を行うためのものであり、検査によって不良品と判断した場合にその不良品とされた電極シートを不良品排出装置８０により取り除くものである。
【００３２】
集積装置９０は、検査装置７０によって良品として合格した電極シートを積層して、互いにずれないように集めるものである。
【００３３】
続いて、本実施形態に係る電極シート作成装置に備えられるテンションコントロール装置３００（以下、単に「テンションコントロール装置」とする）の構造について図面に基づいて説明する。図２は、図１に示した二次電池用電極シート作成装置のテンションコントロール装置を示す概略側面図であり、図３は、図２に示したテンションコントロール装置の制御機構の一例を示したブロック図である。
【００３４】
テンションコントロール装置３００は、連続状のセパレーター２２０がロール状に巻かれた巻き出しローラー２５０を駆動する巻き出しモーター４１０と、ロール状に巻き出された連続状のセパレーター２２０を走行方向に順次供給するインフィード機構のインフィードローラー３１２を駆動するインフィードモーター４２０と、上下方向に変位させることによりセパレーター２２０のテンションを調整可能なフローチングローラー３１１と、フローチングローラー３１１と一方端が連結され連動して揺動をするアーム３１０と、アーム３１０の角度を検出するエンコーダー４５０を備える。
【００３５】
テンションコントロール装置３００は、セパレーター供給装置３０に設けられており、このセパレーター供給装置３０によるロール状に巻かれた連続状のセパレーター２２０の送り出しに当たって、セパレーター２２０に、適正なテンションが作用するように、多数個の案内ローラー３２０、フローチングローラー３１１、インフィードローラー３１２とニップローラー３１３から構成されるインフィード機構を介して順次連続的な送り出しが行われている。
【００３６】
案内ローラー３２０は、連続状に巻き出されたセパレーター２２０を弛むことなく支持する円筒コロ状のローラーであり、セパレーター２２０の走行方向に多数個配列されている。インフィードローラー３１２はインフィードモーター４２０により回転駆動され、ニップローラー３１３と共にセパレーター２２０を挟みながら走行方向に順次供給している。フローチングローラー３１１は、セパレーター２２０のテンションを一定に保持することができるように上下方向に変位可能に構成されている。具体的には、フローチングローラー３１１と一方端が連結されているアーム３１０と、このアーム３１０の中心軸３４１と、アーム３１０の他方端に連結されアーム３１０が水平であるときに、フローチングローラー３１１の下向きに作用する重力に対抗する荷重を有し、なおかつ、セパレーター２２０に所望のテンションを与えるための負荷荷重を有するバランサー３１４と、フローチングローラー３１１の制御上の速い微細な振動を抑制するダンパー３４２を備える。なお、後にも同様に適宜説明するが、このアーム３１０が水平方向に向いている位置を基準位置とする。
【００３７】
アーム３１０の中心軸上に回動可能に接続された大歯車３３１と、回動軸心と同心上にダンパー３４２が配置され回動可能に接続された小歯車３３２は互いに係合されているので、ダンパー３４２により、上述した微細な振動が抑制される。
【００３８】
そして、一方端にフローチングローラー３１１が連結されているアーム３１０が水平であるときに、セパレーター２２０に所望のテンションが掛かるように、アーム３１０の他方端に連結されているバランサー３１４を調整している。この調整は、後述する初期設定にて、セパレーター２２０のテンションの掛かり具合やアーム３１０の揺動具合を確認しながら行う。この調整は１回行えば、セパレーター２２０を別のものに交換しない限り、運転の都度、調整する必要はない。
【００３９】
次に、テンションコントロール装置３００の動作について説明する。まず、後述するように初期設定を行うため、操作画面５００にアーム３１０の基準位置等のパラメーターを制御装置６００に入力する。次いで、電極シート作成装置１の運転を開始してテンションコントロール装置３００の運転を開始する。具体的には、制御装置６００による回転速度信号によりインフィードモーター４２０を駆動し、インフィードローラー３１２を所定の周速度で回転させる。これにより、セパレーター２２０が走行方向に順次送り出される。エンコーダー４５０によるアーム３１０の検出情報は制御装置６００にフィードバックされており、巻き出しモーター４１０は、アーム３１０の位置が基準位置（水平位置）を保持するように、制御装置６００により、インフィードモーター４２０によるセパレーターの供給速度（以下、「インフィードモーター４２０の回転速度」という）に対し変速させながら巻き出しローラー２５０に巻かれたセパレーター２２０の巻き出し速度を可変速制御する。なお、ニップローラー３１３は、インフィードローラー３１２に対してセパレーター２２０が滑らない（スリップしない）ように規制するため、インフィードローラー３１２と対向配置して、インフィードローラー３１２と共にセパレーター２２０を挟みながら走行方向に順次供給するために設けられている。このため、コンベアー上におけるセパレーター２２０の急な移動開始動作によるセパレーター２２０自体のコンベアー上のずれやセパレーター２２０とこれに重ねられた電極板同士の相対的な位置ずれを生じることがないため、生産効率に優れるという利点を有する。なお、テンションコントロール装置３００の詳細な動作フローについては後述する。
【００４０】
また、テンションコントロール装置３００には、テンションセンサー（ここでは図示せず）が設けられており、セパレーター２２０に所定のテンションが付加されているかを、逐次確認することができるようになっている。なお、下段側のテンションコントロール装置の構造について、上述した上段側のテンションコントロール装置と構造が同じであるため、説明を省略する。
【００４１】
続いて、テンションコントロール装置３００の制御装置６００の制御機構について図面に基づいて説明する。上述した初期設定の後に、制御装置６００に基づき、インフィードモーター４２０を駆動させる。巻き出しモーター４１０を停止させたままの状態では、フローチングローラー３１１の自重により、アーム３１０が下方側に傾くことになるため、アーム３１０の位置を水平状態（基準位置）に保持するように、巻き出しモーター４１０の駆動を制御装置６００にて可変速制御する。この制御を行うに当たって、エンコーダー４５０によりアーム３１０の検出情報を検知し、この検出情報を制御装置６００にフィードバックする。そして、アーム３１０の検出情報に基づき後述する演算を行い、この演算結果に基づき、アーム３１０の位置が基準位置を保持するように、巻き出しモーター４１０の回転速度を、インフィードモーター４２０の回転速度信号に対する変速比として変化させ、巻き出しモーター４１０の回転速度信号によるセパレーター２２０の巻き出し速度を可変速制御する。
【００４２】
具体的には、エンコーダー４５０によるアーム３１０の位置を所定周期（ステップ）毎に検出し、その検出結果を制御装置６００にフィードバックする。この結果を受けて、エンコーダー４５０による現時点でのアーム３１０の検出値（現在値）と直前のアーム３１０の検出値（前回値）、及び、初期設定した基準位置に基づき、アーム３１０が水平方向に向いている位置（図３のアーム３１０の状態）を基準位置とした場合に、フローチングローラー３１１が連結されているアーム３１０の一端が上方側に傾いているのか、あるいは、下方側に傾いているのかのアーム３１０の現在値、及び、アーム３１０が基準位置から遠ざかって移動しているのか、あるいは、基準位置に近づいて移動しているのかのアーム３１０の移動状況を判定し、セパレーター２２０の巻き出し速度を巻き出しモーター４１０にて可変速制御する。
【００４３】
このフローチングローラー３１１が連結されているアーム３１０の一端が傾いている領域が上方側と下方側のいずれの領域に存在するのか（フローチングローラー３１１の現在の位置）、及び、アーム３１０が基準位置に対して遠ざかって移動しているのか、あるいは、アーム３１０が基準位置に近づいて移動しているのか（アーム３１０の移動状態）によって、インフィードモーター４２０の回転速度に対する巻き出しモーター４１０の回転速度の変速の割合を、制御装置６００により制御している。なお、この可変速制御の具体的なやり方については、図５に示すフローチャートに基づいて、後に詳細に説明する。
【００４４】
なお、本実施形態のテンションコントロール装置３００は、巻き出しモーター４１０とインフィードモーター４２０が同期して制御されるため、制御装置６００は電極シート作成装置１の制御装置の内部に設けられるので、装置の構成部品を削減し、安価でかつ、小型化を実現したテンションコントロール装置を備えた電極シート作成装置を提供できるという利点を有する。これに伴い、電極シート作成装置１自体のコスト低減や小型化にもつながる。
【００４５】
続いて、本実施形態に係るテンションコントロール装置を用いたセパレーターのテンション制御方法について図面に基づいて説明する。本実施形態に係るセパレーターのテンション制御方法（以下、単に、「テンション制御方法」とする）は、電極板を絶縁性シートからなるセパレーター２２０を介して互いに絶縁しながら積層した構造を有する電極シートのセパレーター２２０のテンションを制御するのに用いるものであり、以下の各ステップからなる。図４は、電極シートの作成方法を示したフローチャート図であって、図１に示した電極シートの作成装置の初期設定を行うフローチャート図（図４（ａ）），図１に示した電極シートの作成装置の運転を行うフローチャート図（図４（ｂ））である。
【００４６】
最初に、図４（ａ）に示す初期設定を行う。この際、後述する係数ａ，ｂやアーム３１０の位置が基準位置（水平位置）であるときのエンコーダー４５０の検出値（基準位置）などのパラメーターを操作画面５００から入力する（ステップＳ１）。係数ａ，ｂは、セパレーター２２０の種類によって異なってくるが、いずれもプラスの係数であり、かつａ＞ｂとなっている。この初期設定は、特定の種類のセパレーターを備える毎に、電極シート作成装置１の運転前に１回行えば、制御装置６００にこの初期設定値がメモリされるため、セパレーターを異なる種類のセパレーターに交換しない限り、再運転時に、初期設定を行う必要はない。次いで、アームの基準位置を読み込む（ステップＳ２）。なお、本実施形態においては、アーム３１０の基準位置とは、アーム３１０の水平位置のことを指し、この読み込みに際しては、アブソリュートエンコーダーを用いる。次いで、バランサー３１４の荷重調整を行う（ステップＳ３）。このバランサー３１４の荷重調整は、セパレーターの種類毎に行う。これは、セパレーターの種類が異なると、テンションコントロール装置３００において、セパレーター２２０に生じる張力が異なってくるためである。このようなステップＳ１乃至Ｓ３を行って初期設定を終了する。
【００４７】
続いて、テンションコントロール装置３００の実際の動作ステップについて説明する。まず、電極シートの作成装置１の運転を開始して（ステップＳ１０）、テンションコントロール装置３００の運転を開始する（ステップＳ１１）。この運転を開始するため、ロール状に巻かれた状態から互いに重なり合うように連続状のセパレーター２２０を供給するため、制御装置６００によって、インフィードローラー３１２を駆動するインフィードモーター４２０（サーボモーター）の回転速度信号ｘを生成し、インフィードモーター４２０を駆動する（ステップＳ１２）。そして、このインフィードモーター４２０の回転速度信号ｘに基づき、巻き出しローラー２５０を駆動する巻き出しモーター４１０（サーボモーター）の回転速度信号ｙを演算する（ステップＳ１３）。この演算結果に基づき、制御装置６００によって、巻き出しローラー２５０を駆動する巻き出しモーター４１０（サーボモーター）の回転速度信号ｙを生成し、巻き出しモーター４１０を駆動する（ステップＳ１４）。次いで、電極シート作成装置１の運転を続けるか停止するかを判断し（ステップＳ１５）、運転を続ける場合は、ステップＳ１２に戻る。一方、ステップＳ１５で電極シート作成装置１の運転を停止すると判断した場合は、テンションコントロール装置３００の運転を停止し（ステップＳ１６）、電極シート作成装置１の運転を停止させる（ステップＳ１７）。
【００４８】
なお、セパレーター２２０の張力が常に一定状態を保持するように、巻き出しモーター４１０によるセパレーター２２０の巻き出し速度の変速度合いを制御するためのテンション制御の演算方法について、後述する図面及びフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００４９】
なお、本実施形態において、アーム３１０の基準位置とは、図３に示すようにアーム３１０が水平状態を向いた状態のことをいうものとする。また、以下の説明において「上方側」というときは、アーム３１０を含む水平面を基準面とした場合の上側の領域のことを意味し、「下方側」とは、アーム３１０を除く水平面を基準面とした場合の下側の領域のことを意味する（図３参照）。以下、単に、「上方側」、「下方側」という。
【００５０】
また、変位量ｄは、アーム３１０が図３に示す基準位置（アーム３１０が水平方向を向く位置）からどれだけ変化しているかを表す変位量であり、アーム３１０が上方側に位置する場合は、ｄはプラス、アーム３１０が下方側に位置する場合は、ｄはマイナスとなる。そして、アーム３１０が上方側で基準位置から遠ざかるに従って、ｄの値は大きくなっていく。また、アーム３１０で基準位置から遠ざかるに従って、ｄの値は小さくなっていく。
【００５１】
アーム３１０は、図３に示す水平状態から、その一端が下方側に移動するように、一定の角度範囲（例えば、６０〜９０度）だけ図３における時計回り方向（CW）に回転すると共に、その一端が上方側に移動するように、一定の角度範囲（例えば、６０〜９０度）だけ図３における反時計回り方向（CCW）に回転するようになっている。より詳細には、アブソリュートエンコーダー４５０によるアーム３１０の角度θを検出するに当たって、本実施形態の場合、アーム３１０がCW方向に回転してその一端が最も下方側に位置した場合のθL（図示せず）が最も小さくなる値となり、アーム３１０がCCW方向に回転するに従って、アーム３１０の角度θの値が増加し、その一端が最も上方側に位置した場合のθU（図示せず）が最も大きな値となるように、上記エンコーダー４５０の出力を設定している。
【００５２】
なお、以下で説明するΔθとは、上記エンコーダー４５０によってある時点において検出したアーム３１０の角度からその直前において上記エンコーダー４５０によって検出した角度を引いた値、即ちアーム３１０の移動方向と角速度を表しており、Δθ＞０の場合は、CCW方向、即ち反時計回り方向にアーム３１０が回転していることを示している。また、Δθ＜０の場合は、CW方向、即ち時計回り方向にアーム３１０が回転していることを示している。また、Δθ＝０の場合は、アーム３１０が停止していることを示している。
【００５３】
また、以下のフローチャートの説明において、上述したようにｘはインフィードモーター４２０の回転速度を示し、ｙは巻き出しモーター４１０の回転速度を示している。そして、巻き出しモーター４１０の回転速度をｙ＝ａ×ｄ＋ｘとｙ＝ｂ×ｄ＋ｘの２種類の回転速度で表し、ａ＞ｂ＞０とするため、ｙ＝ａ×ｄ＋ｘが、インフィードモーター４２０の回転速度ｘに対する巻き出しモーター４１０の回転速度yの変化の割合を大きくさせた状態、ｙ＝ｂ×ｄ＋ｘが、インフィードモーター４２０の回転速度ｘに対する巻き出しモーター４１０の回転速度yの変化の割合を小さくさせた状態を示している。
【００５４】
以下の説明に基づき、アーム３１０の動き方の態様を考察すると以下の４パターンとなる。なお、いずれのパターンにおいても、アーム３１０が水平位置に向いているときに最適な張力がセパレーター２２０に掛かるので、いずれの４パターン中にアーム３１０が位置していても、アーム３１０が水平方向に向くようにセパレーター２２０の送り出し運動を変化させる。具体的には、
（１）パターン１：ｄ≧０、かつΔθ＞０の場合
（２）パターン２：ｄ≧０、かつΔθ≦０の場合
（３）パターン３：ｄ＜０、かつΔθ＜０の場合
（４）パターン４：ｄ＜０、かつΔθ≧０の場合
となる。以下、各パターンについて、アーム３１０の状態を図３に基づいて説明すると共に、その制御ルーチンを図５のフローチャートを基づいて説明する。
【００５５】
最初に、パターン１の場合について説明する。パターン１によると、その前提条件において、図５のフローチャートのステップＳ１１０からＳ１１１を経てステップＳ１１３に達している。これを図３のアーム３１０の状態と比較して説明すると、パターン１においては、アーム３１０が上方側に位置し（ステップＳ１１０の判定）、かつ基準位置（アーム３１０が水平方向に向いている状態）から遠ざかる（ステップＳ１１１の判定）ようになっている。この場合、巻き出しモーター４１０の回転速度ｙを速くし、アーム３１０を上方側で、反時計方向に回転させようとするセパレーター２２０の送り量の割合を大きくして、アーム３１０をその基準位置、即ち図３における水平状態に速やかに近づける必要がある。ここで、パターン１では、アーム３１０が上方側に位置するのでｄ≧０であり、かつ上記巻き出しモーター４１０の回転速度ｙを速くする必要性に伴いａ＞ｂ＞０であることから、巻出しモーター４１０に記載されたステップＳ１１３に記載されたｙ＝ａ×ｄ＋ｘであることが必要とされる。このようにステップＳ１１３で巻き出しモーター４１０の回転速度をｙ＝ａ×ｄ＋ｘとしてインフィードモーター４２０の回転速度ｘよりもかなり増速させてセパレーター２２０をどんどん巻き出すようにして、アーム３１０を基準位置、即ちアーム３１０が水平方向に向く状態に近づける方向、即ちΔθ＜０となるようにして、アーム３１０を時計方向回りに回転させる。
【００５６】
次いで、パターン２の場合について説明する。パターン２によると、その前提条件において、図５のフローチャートのステップＳ１１０からＳ１１１を経てステップＳ１１４に達している。これを図３のアーム３１０の状態と比較して説明すると、パターン２においては、アーム３１０が上方側に位置し（ステップＳ１１０の判定）、かつ基準位置（アーム３１０が水平方向に向いている状態）に近づく（ステップＳ１１１の判定）ようになっている。この場合、巻き出しモーター４１０の回転速度ｙを遅くし、アーム３１０がその基準位置、即ち図３における水平位置を通り過ぎて下方側に行き過ぎないようにする（オーバーシュートしないようにする）必要がある。ここで、アーム３１０が上方側に位置するのでｄ≧０であり、かつ上記巻き出しモーター４１０の回転速度ｙを遅くする必要性に伴いａ＞ｂ＞０であることから、巻き出しモーター４１０の回転速度ｙは、ステップＳ１１４に記載されたｙ＝ｂ×ｄ＋ｘであることが必要とされる。このようにステップＳ１１４で巻き出しモーター４１０の回転速度をｙ＝ｂ×ｄ＋ｘとしてインフィードモーター４２０の回転速度ｘよりも少し増速させて、セパレーター２２０を巻き出す増速の割合を減らして、アーム３１０が基準位置に対して下方側にオーバーシュートしないようにしながら、アーム３１０を時計方向回りに回転させて基準位置に近づける。
【００５７】
次いで、パターン３の場合について説明する。パターン３によると、その前提条件において、図５のフローチャートのステップＳ１１０からＳ１１２を経てステップＳ１１３に達している。これを図３のアーム３１０の状態と比較して説明すると、パターン３において、アーム３１０が下方側に位置し（ステップＳ１１０の判定）、かつ基準位置（アーム３１０が水平方向に向いている状態）から遠ざかる（ステップＳ１１２の判定）ようになっている。この場合、巻き出しモーター４１０の回転速度ｙをインフィードモーター４２０の回転速度ｘよりもかなり遅くし、アーム３１０を下方側で、時計方向に回転させようとするセパレーター２２０の送り量の割合を小さくして、アーム３１０をその基準位置、即ち図３における水平状態に速やかに近づける必要がある。そのため、アーム３１０は下方側に位置するのでｄ＜０であり、かつ上記巻き出しモーター４１０の回転速度ｙを遅くする必要性に伴いａ＞ｂ＞０であることから、巻き出しモーター４１０の回転速度ｙは、ステップＳ１１４に記載されたｙ＝ａ×ｄ＋ｘであることが必要とされる。このようにステップＳ１１３で巻き出しモーター４１０の回転速度をｙ＝ａ×ｄ＋ｘとしてインフィードモーター４２０の回転速度ｘに比べてかなり減速させて、セパレーター２２０の巻き出しをかなり抑えて、アーム３１０を基準位置に近づける方向、即ちΔθ＞０となるようにして、アーム３１０を反時計方向回りに回転させる。
【００５８】
次いで、パターン４の場合について説明する。パターン４によると、その前提条件において、図５のフローチャートのステップＳ１１０からＳ１１２を経てステップＳ１１４に達している。これを図３のアーム３１０の状態と比較して説明すると、パターン４において、アーム３１０が下方側に位置し（ステップＳ１１０の判定）、かつ基準位置（アーム３１０が水平方向に向いている状態）に近づく（ステップＳ１１２の判定）ようになっている。この場合、巻き出しモーター４１０の回転速度ｙをインフィードモーター４２０の回転速度ｘよりも速くしてアーム３１０をその基準位置、即ち図３における水平位置を通り過ぎて上方側に行き過ぎないようにする（オーバーシュートしないようにする）必要がある。そのため、アーム３１０が下方側に位置するのでｄ＜０であり、かつ上記巻出しモーター４１０の回転速度ｙを速くする必要性に伴いａ＞ｂ＞０であることから、巻き出しモーター４１０の回転速度ｙは、ステップＳ１１４に記載されたｙ＝ｂ×ｄ＋ｘであることが必要とされる。このようにステップＳ１１４で巻き出しモーター４１０の回転速度をｙ＝ｂ×ｄ＋ｘとしてインフィードモーター４２０の回転速度ｘに比べて少し減速させて、セパレーター２２０の巻き出す減速の割合を減らしながら、アーム３１０が基準位置に対して上方側にオーバーシュートしないようにしながら、アーム３１０を反時計方向回りに回転させて基準位置に近づける。
【００５９】
このステップＳ１１０乃至ステップＳ１１４を繰り返すと共に、セパレーター２２０の巻き出し速度を適正な巻き出し速度とすることができるので、アーム３１０をセパレーター２２０の張力適正な張力とすべくアーム３１０を水平方向に向かせることができる。このようにセパレーター２２０の張力を好ましい値に保持しながらセパレーター２２０を走行させることができるので、セパレーター２２０自身に皺が寄ったり、弛み及び伸び等が生じることなく連続的に送り出されることになり、電極板がずれることのない一定の品質を保持した電極シートを短時間に安定して多数枚作成することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、係数ａ及び係数ｂを一定の定数として初期設定時に操作画面５００から入力しているがこれに限定されない。例えば、セパレーターの種類により、これらの係数ａ及び係数ｂを変更して入力しても良いし、これらの係数ａ及び係数ｂを、セパレーターの種類やアーム３１０の移動状況及び上述のアーム３１０の変位量ｄ等の諸元に基づき変化する変数として、制御装置６００により演算させても良い。
【００６１】
なお、上述した巻き出しモーター４１０の増速・減速制御の演算及びこの制御を行うフローチャートは一例であり、これに限定されない。
【００６２】
さらに、上述の実施形態で紹介した各構成要素の形状や寸法、数値、材質はあくまで例示的なもので、本発明の範囲を逸脱しない限り、様々な形状や寸法、数値、材質を適宜選択できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６３】
１    二次電池用電極シート作成装置
１０    電極板供給装置
２０    電極板搬送装置
３０    セパレーター供給装置
３０Ｕ    上段側セパレーター供給装置
３０Ｌ    下段側セパレーター供給装置
４０    挟込装置
５０    溶着装置
６０    切断装置
７０    検査装置
８０    不良品排出装置
９０    集積装置
２２０    セパレーター
２５０    巻き出しローラー
３００    テンションコントロール装置
３１０    アーム
３１１    フローチングローラー
３１２    インフィードローラー
３１３    ニップローラー
３１４    バランサー
３２０    案内ローラー
３３１    大歯車
３３２    小歯車
３４１    中心軸
３４２    ダンパー
４１０    巻き出しモーター（サーボモーター）
４２０    インフィードモーター（サーボモーター）
４５０    エンコーダー
５００    操作画面
６００    制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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