(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できる電極シートの作成装置及び作成方法を提供する。【解決手段】一方が電極シート作成装置１にセパレーター１２１ＵＡを連続的に供給する供給状態となり、他方が次のセパレーター１２１ＵＢの供給に備えて待機状態となるように２個のロール体３０ＵＡ，３０ＵＢを備え、検知手段５００ＵＡによって供給側のロール体３０ＵＡに巻き残っているセパレーター１２１ＵＡの量が所定量以下となったことを検知した際に電極シート作成装置１の運転を停止し、付着手段３１１ＵＡ，３１１ＵＢが各々のセパレーター同士を互いに付着させ、供給状態を終えたロール体から巻き出された残りのセパレーターを切断手段３１２ＵＡによって切断し、電極シート作成装置１の運転を再開させる。【選択図】図４
2015015115.tif 000002
【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装置であって、
前記セパレーターを連続的に所定量巻くことで形成された２個のロール体を、前記巻き出された連続状のセパレーターの表裏が互いに同一方向となり、かつ２個のうち一方が前記電極シートの作成装置に前記連続状のセパレーターを連続的に供給する供給状態となり、他方が次の連続状のセパレーターの供給に備えて待機状態となるように並列に配置されたロール体保持手段と、
前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターの走行方向を所定方向に変えて案内するガイドローラーと、
前記セパレーターが巻き出されているロール体に巻き残っているセパレーターの量を検知する検知手段と、
前記ロール体保持手段と前記ガイドローラーとの間に配置され、待機状態のロール体より巻き出したセパレーターの先端部を仮止めさせるセパレーター保持手段を供給状態のセパレーターへの付着のために備え、前記それぞれのロール体から巻き出されたセパレーター同士を部分的に付着させる付着手段と、
前記付着手段で前記待機状態のロール体より巻き出したセパレーターに付着され、ロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断する切断手段と、
前記セパレーターが前記供給状態のロール体から巻き出されている状態において、前記検知手段によって当該ロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となったことを検知した際に、前記電極シートの作成装置の運転を停止する制御手段と、を備え、
前記制御手段によって前記電極シートの作成装置の運転が停止した際に、前記付着手段が前記各ロール体から巻き出されたセパレーターを互いに付着させるとともに、前記セパレーター同士の付着後に前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断し、前記各ロール体から巻き出されたセパレーターを互いに付着及び前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断した後に、前記電極シートの作成装置の運転を前記制御手段によって再開させることを特徴とする電極シートの作成装置。
【請求項２】
前記ロール体保持手段は、それぞれセパレーター送り出し手段を有し、前記電極シートの作成装置の運転中において、前記２個のロール体のうち、前記供給状態にある一方のロール体については、当該ロール体から巻き出されて送り出されるセパレーターの張力が前記ガイドローラーより下流側に備わった張力調整手段により定められたセパレーターの張力と同一となる状態を維持するように前記セパレーター送り出し手段が前記セパレーターの送り出し張力の調整を行うとともに、前記待機状態にある他方のロール体については、前記セパレーター送り出し手段が前記セパレーターを送り出さずにかつ前記ロール体に巻かれているセパレーターの緩みが生じないように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装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記供給状態にあるロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下になった時に、前記制御手段に前記電極シート作成の停止信号を送ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電極シートの作成装置。
【請求項４】
前記ロール体保持手段は固定配置され、前記ロール体保持手段によってそれぞれ保持された前記ロール体の何れか一方が供給状態、他方は待機状態となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電極シートの作成装置。
【請求項５】
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、
前記セパレーターを連続的に所定量巻くことで形成された２個のロール体を、前記巻き出された連続状のセパレーターの表裏が互いに同一方向となり、かつ２個のうち一方が前記電極シートを作成するために前記連続状のセパレーターを連続的に供給する供給状態となり、他方が次の連続状のセパレーターの供給に備えて待機状態となるように並列に配置した状態で前記ロール体を保持し、
前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターの走行方向を所定方向に変えて案内し、
前記セパレーターが巻き出されるロール体に巻き残っているセパレーターの量を検知し、
前記セパレーターが前記供給状態のロール体から巻き出されている状態において、当該ロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となったことを検知した際に、前記電極シートの作成を停止し、
前記電極シートの作成を停止した際に、前記ロール体保持位置と前記セパレーターを所定方向に案内する位置との間において前記それぞれのロール体から巻き出されたセパレーター同士を部分的に付着させるとともに、前記セパレーター同士の付着後に前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断し、前記各ロール体から巻き出されたセパレーターを互いに付着及び前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断した後に、前記電極シートの作成を再開させることを特徴とする電極シートの作成方法。
【請求項６】
前記２個のロール体の保持位置では、前記ロール体の保持をそれぞれ行うとともに、前記電極シートの作成中において、前記２個のロール体のうち、前記供給状態にある一方のロール体については、当該ロール体から巻き出されて送り出されるセパレーターの張力が、前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターの走行方向を所定方向に変えて案内する案内位置より下流側で調整したセパレーターの張力と同一となる状態を維持するようにセパレーターの送り出し張力の調整を行うとともに、前記待機状態にある他方のロール体については、前記セパレーターを送り出さずにかつ前記ロール体に巻かれているセパレーターの緩みが生じないようにすることを特徴とする請求項５に記載の電極シートの作成方法。
【請求項７】
前記供給状態にあるロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下になった時に当該残量の検知を行い、前記残量を検知した際に前記電極シートの作成を停止するための停止信号を生成することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電極シートの作成方法。
【請求項８】
前記ロール体の保持位置は固定位置となっており、前記ロール体の保持位置によってそれぞれ保持された前記ロール体の何れか一方が供給状態、他方は待機状態となっていることを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れかに記載の電極シートの作成方法。
【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ー、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装置及び作成方法に関する。
【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ー、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装置及び作成方法は公知である（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
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）をロール状に巻いたフィルムロールの繰り出しを行うフィルム繰り出し装置は公知である（例えば特許文献３参照）。
【０００４】
特許文献１に開示された電極シートは、搬送コンベアーによって搬送され下セパレーター巻き出し部から巻き出された下セパレーターの上面に電極板（正極板と負極板）を移動ハンドの吸着部を介して交互に載せ、その後上セパレーター巻き出し部から巻き出された上セパレーターを、ニップロールを介して重ね合わせ、２枚のセパレーターによってそれぞれ内部に挟み込んで収容した電極板をスイング機構によって交互に重ね合わせて積層部を形成するようになっている。
【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２０１２−２０４０７０号公報
【特許文献３】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】
特許文献１に開示された二次電池用の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、各セパレーター上に電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電極シートの生産効率が著しく低下するとともに、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させないようにする特別な構造を必要とする。
【０００７】
その理由は、このような位置ずれが生じると、欠陥品としてラインから排されて歩留まりが低下してしまうか、又は、製品となると不良品となって電極板同士が接することで短絡して事故の原因となり得るおそれがあるからである。
【０００８】
一方、特許文献２に開示された電極シートの作成装置は、前記特許文献１に開示された電極シートの作成装置のセパレーターの間欠的な送り動作による、電極シートの生産効率低下の問題点に鑑みてなされた発明であり、その目的は電極シートを連続的に生産することによって電極シートの生産効率を向上させることである。
【０００９】
しかしながら、前記特許文献２において開示された構成では、セパレーターを連続して繰り出すことで、ロール状に巻かれたセパレーターロールのセパレーターは消費されてしまうため、セパレーターロールのセパレーターが全て引き出される前に人が手動で装置を停止させ、セパレーターロールから繰り出されていたセパレーターを一旦切断し、新しいセパレーターロールに交換し、繰り出されていたセパレーターと新しいセパレーターを接続してから装置を再始動させる必要があり、電極シートの生産効率を低下させる問題がある。
【００１０】
ここで、仮に前記特許文献２に開示された電極シートの作成装置において、所望の数量の電極シートを作成するのに十分な量を有するセパレーターロールを用意さえすれば、上述の問題が解決するように考えられるが、実際にはセパレーターをロール状に巻くことのできる最大径（巻き数）には制限があり、１つのセパレーターロールから作成できる電極シートの数量は限られる。
【００１１】
具体的には、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は一般に多孔質でできたポリプロピレンやポリエチレンからなり、その特性上セパレーターにテンションを大きく掛けることができない。従ってセパレーターを巻きずれや巻きほぐれの無いように整えてロール状に巻くことのできる最大径（巻き数）は上述のテンションの関係から、制限される。
【００１２】
そのため、特許文献３に開示されたフィルム繰り出し装置のように、自動で新しいロールのフィルムに切換えを行う機構が必要となる。前記特許文献３に開示されたフィルム繰り出し装置は、フィルムを供給するに当たって、走行中の供給側ロールとは別に予備の待機側ロールを予めセットしておき、この予備の待機側ロールからフィルムの始端部を引き出してフィルム接続部に隣接して設けた保持部により停止状態に支持して待機させ、走行中の供給側ロールのフィルムが消費されてしまったとき、それを検知して走行中の供給側ロールのフィルムの終端部と待機側ロールのフィルムの始端部とをフィルム接続部にて接続させて、機械を停止させることなく連続してフィルムを供給するようになっている。
【００１３】
しかしながら、前記特許文献３に開示されたフィルム繰り出し装置は、供給側ロールのフィルムが無くなった後に待機側ロールのフィルムに切り換えるローテーション機構と、供給側ロール及び待機側ロールの回転を制動する制動手段と、フィルムを予め余裕を持たせ引き回しておき、フィルムの接続中にその余裕分のフィルムを供給することで装置を停止することなく運転可能とするアキュムレート手段を備えているため、大掛かりな機構が別途必要となり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。これに加えて、フィルムの残量の検出をフィルムの移送速度とロールの回転速度から算出しているため、各速度を検出するためのセンサーが必要となり制御機構が複雑になるとともに制御演算自体も複雑となる。
【００１４】
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装置及び作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、
前記セパレーターを連続的に所定量巻くことで形成された２個のロール体を、前記巻き出された連続状のセパレーターの表裏が互いに同一方向となり、かつ２個のうち一方が前記電極シートの作成装置に前記連続状のセパレーターを連続的に供給する供給状態となり、他方が次の連続状のセパレーターの供給に備えて待機状態となるように並列に配置されたロール体保持手段と、
前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターの走行方向を所定方向に変えて案内するガイドローラーと、
前記セパレーターが巻き出されているロール体に巻き残っているセパレーターの量を検知する検知手段と、
前記ロール体保持手段と前記ガイドローラーとの間に配置され、待機状態のロール体より巻き出したセパレーターの先端部を仮止めさせるセパレーター保持手段を供給状態のセパレーターへの付着のために備え、前記それぞれのロール体から巻き出されたセパレーター同士を部分的に付着させる付着手段と、
前記付着手段で前記待機状態のロール体より巻き出したセパレーターに付着され、ロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断する切断手段と、
前記セパレーターが前記供給状態のロール体から巻き出されている状態において、前記検知手段によって当該ロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となったことを検知した際に、前記電極シートの作成装置の運転を停止する制御手段と、を備え、
前記制御手段によって前記電極シートの作成装置の運転が停止した際に、前記付着手段が前記各ロール体から巻き出されたセパレーターを互いに付着させるとともに、前記セパレーター同士の付着後に前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断し、前記各ロール体から巻き出されたセパレーターを互いに付着及び前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断した後に、前記電極シートの作成装置の運転を前記制御手段によって再開させることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の請求項５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、
前記セパレーターを連続的に所定量巻くことで形成された２個のロール体を、前記巻き出された連続状のセパレーターの表裏が互いに同一方向となり、かつ２個のうち一方が前記電極シートを作成するために前記連続状のセパレーターを連続的に供給する供給状態となり、他方が次の連続状のセパレーターの供給に備えて待機状態となるように並列に配置した状態で前記ロール体を保持し、
前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターの走行方向を所定方向に変えて案内し、
前記セパレーターが巻き出されるロール体に巻き残っているセパレーターの量を検知し、
前記セパレーターが前記供給状態のロール体から巻き出されている状態において、当該ロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となったことを検知した際に、前記電極シートの作成を停止し、
前記電極シートの作成を停止した際に、前記ロール体保持位置と前記セパレーターを所定方向に案内する位置との間において前記それぞれのロール体から巻き出されたセパレーター同士を部分的に付着させるとともに、前記セパレーター同士の付着後に前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断し、前記各ロール体から巻き出されたセパレーターを互いに付着及び前記セパレーターの残量が所定量以下となった前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターを切断した後に、前記電極シートの作成を再開させることを特徴としている。
【００１７】
一般的に、二次電池用電極シートの構成要素をなすセパレーターをロール状に巻くことのできる最大径（巻き数）には制限があり、１つのセパレーターロールから作成できる電極シートの数量は限られる。そのため、電極シートを多数枚作成するためにはセパレーターロールを頻繁に交換する必要がある。この交換作業は人が手動で行っているため、電極シートの生産効率の低下が懸念されていた。
【００１８】
しかしながら、請求項１に係る電極シートの作成装置及び請求項５に係る電極シートの作成方法がこのような簡易な構成を有することで、セパレーターロールの交換作業を簡略化しつつも短時間で確実に行うことができるようになり、電極シートの生産効率を低下させることはない。そのため、ほぼ連続してセパレーターを供給することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載の電極シートの作成装置は、請求項１に記載の電極シートの作成装置において、
前記ロール体保持手段は、それぞれセパレーター送り出し手段を有し、前記電極シートの作成装置の運転中において、前記２個のロール体のうち、前記供給状態にある一方のロール体については、当該ロール体から巻き出されて送り出されるセパレーターの張力が前記ガイドローラーより下流側に備わった張力調整手段により定められたセパレーターの張力と同一となる状態を維持するように前記セパレーター送り出し手段が前記セパレーターの送り出し張力の調整を行うとともに、前記待機状態にある他方のロール体については、前記セパレーター送り出し手段が前記セパレーターを送り出さずにかつ前記ロール体に巻かれているセパレーターの緩みが生じないようにすることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明の請求項６に記載の電極シートの作成方法は、請求項５に記載の電極シートの作成方法において、前記２個のロール体の保持位置では、前記ロール体の保持をそれぞれ行うとともに、前記電極シートの作成中において、前記２個のロール体のうち、前記供給状態にある一方のロール体については、当該ロール体から巻き出されて送り出されるセパレーターの張力が、前記供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターの走行方向を所定方向に変えて案内する案内位置より下流側で調整したセパレーターの張力と同一となる状態を維持するようにセパレーターの送り出し張力の調整を行うとともに、前記待機状態にある他方のロール体については、前記セパレーターを送り出さずにかつ前記ロール体に巻かれているセパレーターの緩みが生じないようにすることを特徴としている。
【００２１】
一般的に、電極シートを構成する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ている。そのため、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となる。それ故、多数個の孔の大きさを均一に保ちながら、電極シートの作成装置に供給されるセパレーターの送り出しを正確に行い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が特に重要となる。
【００２２】
そこで、ガイドローラーの設置位置（セパレーターの走行方向を所定方向に変えて案内する案内位置）の下流側でテンションコントロールを行うのが有効であるが、これを行った場合、請求項２に係る電極シートの作成装置及び請求項６に係る電極シートの作成方法がこのような構成を有することで、供給状態のロール体から巻き出されたセパレーターについては、常に下流側のテンションが維持されるようにセパレーターの送り出しを行うことが可能になるとともに、待機状態のロール体に巻かれているセパレーターについては、緩みが生じることなく次の連続状のセパレーターの供給に備えて所望のテンションが保持されるように待機されているため、円滑にセパレーターの送り出しを行うことが可能となる。そのため、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とともに、多数個の孔の大きさが不均一になることを回避することができるため、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。そして、セパレーター同士の接続作業を円滑に行うことができるため、電極板シートの生産効率が従来技術に比べて遥かに向上する。
【００２３】
さらに、本発明に係る電極シートの作成装置が張力調整手段（テンションコントロール装置）を備えており、かつロール体保持手段が上述したようにセパレーター送り出し手段を有するため、特許文献３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手段などを別途設けるといった大掛かりな機構を設けずに、簡易な構成で同文献３で開示されたフィルム搬送装置が備える機能と同等の機能を持たせることができる。そのため、本発明に係る電極シートの作成装置によれば、上述したように簡易な構成でより確実にセパレーターの送り出しを行うことが可能となり、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ができる。これに加えて、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。
【００２４】
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、請求項１又は請求項２に記載の電極シートの作成装置において、前記検知手段は、前記供給状態にあるロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下になった時に、前記制御手段に前記電極シート作成の停止信号を送ることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明の請求項７に記載の電極シートの作成方法は、請求項５又は請求項６に記載の電極シートの作成方法において、前記供給状態にあるロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下になった時に当該残量の検知を行い、前記残量を検知した際に前記電極シートの作成を停止するための停止信号を生成することを特徴としている。
【００２６】
請求項３に係る電極シートの作成装置及び請求項７に係る電極シートの作成方法がこのような構成を有することで、セパレーターの残量をセンサーにより確実に検知することができるため、電極シートとして使用しないセパレーターの無駄を最小限にしつつセパレーターの接続作業を行うことができる。
【００２７】
さらに、センサーによりロール体に巻き残っているセパレーターの量を検知しているため、常時、人が監視する必要もなく、待機側のロール体の装着のし忘れによる電極シートの生産効率の低下を防止することができる。
【００２８】
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１乃至請求項３の何れかに記載の電極シートの作成装置において、前記ロール体保持手段は固定配置され、前記ロール体保持手段によってそれぞれ保持された前記ロール体の何れか一方が供給状態、他方は待機状態となっていることを特徴としている。
【００２９】
また、本発明の請求項８に記載の電極シートの作成方法は、請求項５乃至請求項７の何れかに記載の電極シートの作成方法において、前記ロール体の保持位置は固定位置となっており、前記ロール体の保持位置によってそれぞれ保持された前記ロール体の何れか一方が供給状態、他方は待機状態となっていることを特徴としている。
【００３０】
請求項４に係る電極シートの作成装置及び請求項８に係る電極シートの作成方法がこのような構成を有することで、特許文献３に記載された発明のように、２個のフィルムロールが案内されているフィルム支承部を反転作動させるためのローテーション機構を設ける必要がないため、２個のロール体を反転作動させるためのスペースを必要としない。さらに、大掛かりな機構を必要とせず部品点数も少なくて済むため、安価であって組み立てが容易であり、且つ、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
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装置及び作成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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上段側セパレーター供給装置の第１の実施形態を示す概略側面図である。
【図３】図２に示した上段側セパレーター供給装置のＸ部拡大図（図３（ａ））、及び図２に示した上段側セパレーター供給装置のＹ部拡大図（図３（ｂ））である。
【図４】図２に示した上段側セパレーター供給装置の制御機構の一例を示したブロック図である。
【図５】図２に示した上段側セパレーター供給装置の運転準備を行うフローチャート図である。
【図６】図２に示した上段側セパレーター供給装置の運転を行うフローチャート図である。
【図７】図２に示した上段側セパレーター供給装置におけるロール体保持位置Ａ側に装着されているロール体から巻き出されたセパレーターの自動継ぎ動作を段階的に説明する図である。
【図８】図２に示した上段側セパレーター供給装置におけるロール体保持位置Ｂ側に装着されているロール体から巻き出されたセパレーターの自動継ぎ動作を図７に続いて段階的に説明する図である。
【図９】図１に示した二次電池用電極シート作成装置の上段側セパレーター供給装置の第２の実施形態を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の第１の実施形態に係るセパレーター供給装置を説明するに先立って、このセパレーター供給装置を用いた電極シート作成装置の全体構成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。
【００３４】
本発明に係る電極シート作成装置１は、図１に示すように、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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（ここでは図示せず）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１２１と下段側のセパレーター１２２を重ね合わせる際に、一定の張力を常に保つようにして、セパレーターの皺や弛み、伸び等が生じない状態で電極シートを作成する。なお、ロール体から巻き出されたセパレーターを連続して供給するセパレーター供給装置３０の詳細構成については後述する。
【００３７】
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。
【００３８】
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して連続的に連なった電極シートを作成するようになっている。
【００３９】
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。切断装置６０は、２枚の隣接する電極板間の重なり合い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。
【００４０】
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。
【００４１】
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積するためのものである。
【００４２】
続いて、本発明に係る電極シート作成装置に用いられる第１の実施形態に係るセパレーター供給装置の構造を図２乃至図４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に備わる第１の実施形態に係るセパレーター供給装置の上段側（以下、「上段側セパレーター供給装置」とする）を示す概略側面図である。また、図３は、図２に示した上段側セパレーター供給装置のＸ部拡大図（図３（ａ））、及び図２に示した上段側セパレーター供給装置のＹ部拡大図（図３（ｂ））である。また、図４は、図２に示した上段側セパレーター供給装置の制御機構の一例を示したブロック図である。
【００４３】
なお、以下の説明においては、上段側セパレーター供給装置３０Ｕについて説明し、下段側セパレーター供給装置３０Ｌについては、上段側セパレーター供給装置３０Ｕと実質的に同じ構造を有しているため、詳細説明を省略する。また、本発明において、ロール体保持位置Ａ側というときは図中の左側の領域のことを示し、ロール体保持位置Ｂ側というときは図中の右側の領域のことを示すものとする。
【００４４】
図２においては、電極シート作成装置１の運転中に、本実施形態に係る上段側セパレーター供給装置３０Ｕに装着された２個のロール体の内、一方のロール体保持位置Ａ側（図２中左側）のロール体３０ＵＡが供給側となり、他方のロール体保持位置Ｂ側（図２中右側）のロール体３０ＵＢが待機側となっている。そして、供給側のロール体３０ＵＡを介してセパレーターの連続的な供給が行われている間、待機側のロール体３０ＵＢは、次のセパレーターの供給に備えて待機状態となっている。なお、本発明においては、各々のロール体３０ＵＡ，３０ＵＢは供給状態と待機状態を交互に繰り返しながらセパレーターの連続的な供給を行うため、ロール体３０ＵＡが待機状態となる場合には、図２と異なりロール体３０ＵＢの方は供給側となる。
【００４５】
そして、図２においては、これらのロール体は、ロール体保持部３５ＵＡ，３５ＵＢによってそれぞれ保持されている。より詳細には、ロール体保持部３５ＵＡ，３５ＵＢは、供給側のロール体３０ＵＡから巻き出されたセパレーター１２１ＵＡと待機側のロール体３０ＵＢから巻き出されたセパレーター１２１ＵＢの表裏が互いに同一方向になるように並列に配置され、ロール体保持部３５ＵＡは供給側のロール体３０ＵＡを保持し、ロール体保持部３５ＵＢは待機側のロール体３０ＵＢを保持している。なお、上述のように、各々のロール体３０ＵＡ，３０ＵＢの供給状態と待機状態は交互に繰り返されるため、ロール体保持部３５ＵＡに待機側のロール体が保持されている場合は、ロール体保持部３５ＵＢに供給側のロール体が保持されることになる。
【００４６】
なお、以下の括弧内の符号は、供給側と待機側の状態を図２の状態に対して入れ替えた場合に対応している。
【００４７】
図２に示す状態においては、上段側セパレーター供給装置３０Ｕに設けられている円筒状のガイドローラー３１３に供給側のロール体３０ＵＡ（３０ＵＢ）から送り出されているセパレーター１２１ＵＡ（１２１ＵＢ）を案内させた状態で、供給側のロール体が保持されているロール体保持部３５ＵＡ（３５ＵＢ）をサーボモーター３２０ＵＡ（３２０ＵＢ）（図４参照）によって回転駆動させている。これによって、供給側のセパレーター１２１ＵＡ（１２１ＵＢ）を、ガイドローラー３１３より下流側に備わったテンションコントロール装置（ここでは図示せず）により定められたセパレーターの張力と同一となる状態を維持するように送り出すことが可能となる。
【００４８】
なお、図２に示す状態では、ロール体３０ＵＡが供給側のロール体として設定されているので、ロール体３０ＵＡから巻き出されたセパレーター１２１ＵＡがガイドローラー３１３の外周に沿って案内され、挟込装置４０側に向かってセパレーター１２１ＵＡが連続して送り出されている。一方、ロール体３０ＵＢが供給側のロール体として設定されている場合は、ロール体３０ＵＢから巻き出されたセパレーター１２１ＵＢがガイドローラー３１３の外周に沿って案内され、挟込装置４０側に向かってセパレーター１２１ＵＢが連続して送り出されるようになる。
【００４９】
また、ロール体３０ＵＡ（３０ＵＢ）の近傍にはロール体に巻き残っているセパレーターの量を検知するセンサー５００ＵＡ（５００ＵＢ）が備え付けられている。これによって、センサー５００ＵＡ（５００ＵＢ）に基づき、ロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となったことを検知した際に、後述するセパレーターの自動継ぎ動作が行われ、人がセパレーターの残量を常時監視する必要はなくなる。センサー５００ＵＡ（５００ＵＢ）には光電センサーが用いられ、ロール体に巻き残っているセパレーターの量を確実に検知するようになっている。
【００５０】
そして、セパレーターの量が所定量以下となり供給を終えた供給側のロール体３０ＵＡから巻き出されていたセパレーター１２１ＵＡと待機側のロール体３０ＵＢから巻き出されているセパレーター１２１ＵＢの先端部を付着させる接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢが備えられており、セパレーター同士の付着を自動で行うために、ロール体保持位置Ａ側とロール体保持位置Ｂ側の双方にそれぞれ備えられている。
【００５１】
接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢは、図３（ａ）に示すように、シリンダーロッド３１１ｄと、シリンダーロッド３１１ｄの一部が摺動可能に収容されているシリンダーボディー３１１ｅと、シリンダーロッド３１１ｄに連結され一体的に往復移動するとともに待機状態にあるロール体から巻き出される待機側セパレーターの先端部を保持するアームヘッド３１１ａから構成されている。
【００５２】
接着アームを作動させると、供給側と待機側のセパレーター同士が接着アームのアームヘッドの押し付け部３１１ｃにより左右から押し付け合わされることになるが、この押し付け部３１１ｃは、ゴム、スポンジ、発泡素材などの柔らかい素材によって覆われており、セパレーターに接着アームを押し付けた際にセパレーターが潰れて損傷することがない。
【００５３】
また、接着アームは、待機側のロール体から巻き出されるセパレーターの先端部を保持して、次のセパレーターの供給に備えて待機させる機能も有している。
【００５４】
以下に、接着アームによる待機側のセパレーターへの具体的な保持方法について図面に基づいて説明する。図３（ａ）に示すように、接着アームのアームヘッド３１１ａは断面が略矩形状に形成され、アームヘッド３１１ａ上面部には吸引孔３１１ｂがセパレーターの幅方向に複数個並列して配列されており、これらの吸引孔３１１ｂから空気（エア）を吸引し、このセパレーター先端部をアームヘッド３１１ａの上面部に吸着させることにより待機側のセパレーター先端部の保持（吸着）を行っている。このため、待機側セパレーターは緩みなどが生じることなく接着アームに保持され、次のセパレーターの供給に備えて新ロール体が待機されることになる。なお、このエアによる吸引は待機側の接着アームについてのみ行い、吸着のオン・オフは、図４に示すように、制御装置４００から信号中継函６００ＵＡ，６００ＵＢに作動信号を送り行っている。
【００５５】
一方、接着アームの下方位置であって供給側のロール体とセパレーター同士の付着部分との間には切断アームが備えられており、接着アームによりセパレーター同士を付着させた後は、セパレーターの残量が所定量以下となった供給側のロール体３０ＵＡから巻き出されていたセパレーター１２１ＵＡを切断アーム３１２ＵＡによって切断するように構成されている。なお、上述したように、ロール体３０ＵＡ，３０ＵＢは供給状態と待機状態が交互に繰り返されることになるため、切断アーム３１２ＵＡ，３１２ＵＢはロール体保持位置Ａ，Ｂ側の双方にそれぞれ備えられており、例えば、図４において供給側のロール体３０ＵＡに巻き残っているセパレーターの量が所定量以下となったときは、後述する切断動作を切断アーム３１２ＵＡによって行う。
【００５６】
以下に、切断アームの詳細な構造を説明する。切断アーム３１２ＵＡ，３１２ＵＢは、図３（ｂ）に示すように、シリンダーロッド３１２ｃと、シリンダーロッド３１２ｃの一部が摺動可能に収容されているシリンダーボディー３１２ｄと、シリンダーロッド３１２ｃに連結され一体的に往復移動するアームヘッド３１２ａと、アームヘッド３１２ａの先端部に設けられているヒートカッター３１２ｂから構成されている。
【００５７】
接着アーム及び切断アームの作動は、空気圧制御によって行っており、図３（ａ），（ｂ）及び図４に示すように、接着あるいは切断のタイミングに合わせて制御装置４００から信号中継函６００ＵＡ，６００ＵＢに作動信号を送り、信号中継函６００ＵＡ，６００ＵＢに内蔵されている切換弁（ここでは図示せず）によって空気の流れる方向を切換え、切換弁から接着アームのシリンダーボディー３１１ｅ及び切断アームのシリンダーボディー３１２ｄに通じる流路により空気圧を供給して、接着アーム及び切断アームの作動を行っている。
【００５８】
なお、制御装置４００は、電極シート作成装置１の制御装置であり、当然セパレーター供給装置による自動継ぎ動作を制御するという重要な機能も有しており、供給側のロール体３０ＵＡから巻き出されているセパレーター１２１ＵＡの量が所定量以下となったことをセンサー５００ＵＡにより検知した際に、図４に示すように、電極シート作成装置１の運転を自動停止させる制御も行っている。
【００５９】
次に、本発明に係るセパレーター供給装置の自動継ぎ動作を、図５乃至図８に基づいて説明する。図５は、図２に示した上段側セパレーター供給装置３０Ｕの運転準備を行うフローチャート図である。また、図６は、図２に示した上段側セパレーター供給装置３０Ｕの運転を行うフローチャート図である。また、図７は、図２に示した上段側セパレーター供給装置３０Ｕにおけるロール体保持位置Ａ側に装着されているロール体３０ＵＡから巻き出されたセパレーターの自動継ぎ動作を段階的に説明する図である。また、図８は、図２に示した上段側セパレーター供給装置３０Ｕにおけるロール体保持位置Ｂ側に装着されているロール体３０ＵＢから巻き出されたセパレーターの自動継ぎ動作を図７に続いて段階的に説明する図である。
【００６０】
はじめに、本発明に係る上段側セパレーター供給装置３０Ｕを使用したセパレーターの自動継ぎ動作を行うに当たっての運転準備作業について図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００６１】
なお、以下の運転準備作業の図５に示す符号を付した記載部分においては、ロール体保持位置Ａ側を供給状態とし、ロール体保持位置Ｂ側を待機状態としていることを前提としている。
【００６２】
まず、運転準備作業のスタートを行うに当たって、上段側セパレーター供給装置３０Ｕのロール体保持位置Ａ側を供給側又は待機側の何れの状態に設定するか決定する（ステップＳ１）。
【００６３】
次いで、供給側の新ロール体の装着を行う（ステップＳ２）。具体的には、ロール体保持部３５ＵＡに供給側として新しいロール体３０ＵＡの装着を行う。
【００６４】
次いで、ロール体から巻き出たセパレーターを電極シート作成装置１の切断装置６０まで通す（ステップＳ３）。具体的には、ロール体３０ＵＡからセパレーター１２１ＵＡを巻き出して複数個のガイドローラー３１３で案内しながら、切断装置６０（図１参照）のカッター胴とカッター受け胴（ここでは図示せず）の位置まで、このセパレーター１２１ＵＡの送り出しを行う。
【００６５】
次いで、手動によりブレーキスイッチをオンするなどしてブレーキを入れて供給側のロール体３０ＵＡを固定する（ステップＳ４）。具体的には、回転可能なフリー状態になっているロール体３０ＵＡに、サーボモーター３２０ＵＡのトルク制御によりモーターを励磁させてブレーキをかける。
【００６６】
以上の工程を経ることにより、上段側セパレーター供給装置３０Ｕの運転準備作業が完了する。なお、この運転準備作業は、例えば電極シート作成装置１を保守点検するため、上段側セパレーター供給装置３０Ｕから装着済みのロール体の取り外しを行い、保守点検後に再度運転できる状態にする場合などに行えば良く、運転の都度、準備作業する必要はない。
【００６７】
一方、上述とは異なりロール体保持位置Ａ側を待機状態と設定し、ロール体保持位置Ｂ側を供給状態と設定した場合は、ロール体保持位置Ａ側とロール体保持位置Ｂ側の作業を入れ替えて運転準備作業を行い、同様の工程を経ることにより運転準備作業を完了させる。
【００６８】
なお、以上の説明においては、上段側セパレーター供給装置３０Ｕの運転準備作業について説明したが、下段側セパレーター供給装置３０Ｌにおいても、同様の工程を経ることにより運転準備作業を完了させる。
【００６９】
次に、本発明に係る電極シート作成装置１に用いられる第１の実施形態に係る上段側セパレーター供給装置３０Ｕによるセパレーターの自動継ぎ動作について図６及び図７に基づいて説明する。
【００７０】
なお、以下のステップＳ１１乃至ステップＳ１８に対応する図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示す具体例では、電極シート作成装置１の運転開始時において、ロール体保持位置Ａ側が供給状態となり、ロール体保持位置Ｂ側が待機状態となる場合の自動継ぎ動作について段階的に示している。つまり、同図は、ロール体保持位置Ａ側には供給状態としてロール体保持部３５ＵＡにロール体３０ＵＡが装着され、ロール体保持位置Ｂ側には待機状態としてロール体保持部３５ＵＢにロール体３０ＵＢが装着された状態が前提となって、自動継ぎ動作が行われている。従って、以下のステップＳ１０乃至ステップＳ１８に対応する具体例に示す説明についてもロール体保持位置Ａ側を供給状態としたことを前提としている。
【００７１】
まず、自動継ぎ動作の運転をスタートさせるに当たって、電極シート作成装置１の運転を開始し、供給側のセパレーターの巻き出し制御を開始するとともに、この供給側のセパレーターの残量の検知を開始する（ステップＳ１０）。具体的には図示していないが、操作画面７００による指示に基づき制御装置４００から駆動信号を送り、ロール体保持部３５ＵＡに連結されているサーボモーター３２０ＵＡを回転駆動させ（図４参照）、ロール体３０ＵＡからセパレーター１２１ＵＡを巻き出す巻き出し制御を開始するとともに、センサー５００ＵＡに基づき、ロール体３０ＵＡに巻き残っているセパレーター１２１ＵＡの量の検知を開始する。
【００７２】
次いで、センサー５００ＵＡによるセパレーターの残量の検知を行っている際に次の自動継ぎ動作の準備作業を行う。なお、以下の説明において、図７（ａ）に対応するステップＳ１１乃至ステップＳ１３、及び図７（ｅ）に対応するステップＳ２０乃至ステップＳ２３については図示を省略する。
【００７３】
まず、待機側に新ロール体を装着する（ステップＳ１１）。具体的には、ロール体保持位置Ｂ側に待機用としてロール体保持部３５ＵＢに新しいロール体３０ＵＢを装着する。
【００７４】
次いで、待機側に装着した新ロール体のセパレーター先端部を接着アームへ保持させるとともに、継ぎ時に供給側セパレーターと接する待機側セパレーター部分に粘着テープ等を貼る（ステップＳ１２）。具体的には、ロール体３０ＵＢから巻き出したセパレーター１２１ＵＢ先端部を上述のように接着アーム３１１ＵＢのアームヘッド３１１ａに保持させる。そして、継ぎ動作時にセパレーター同士を付着させるために、この保持の際に、セパレーター１２１ＵＢがアームヘッド正面部の押し付け部３１１ｃに接する面と反対側の面であって、現在供給側のセパレーター１２１ＵＡと対面する側の面に、セパレーターの幅方向に亘って粘着テープの貼り付け又は粘着剤の塗布をする。
【００７５】
次いで、手動により待機側の新ロール体のブレーキを入れる（ステップＳ１３）。具体的には、手動によりスイッチ等を操作してサーボモーター３２０ＵＢにブレーキをかけ、ロール体３０ＵＢを固定する。なお、ロール体３０ＵＢの固定方法は、上述の運転準備作業（ステップＳ４）と同様である。
【００７６】
以上の工程を経ることにより待機状態側の自動継ぎ動作の準備作業が完了する。これによって、セパレーター１２１ＵＢが巻かれているロール体３０ＵＢは、巻き出しを行わずに単なる装着状態となり、図７（ａ）に示す状態が維持される。
【００７７】
なお、この状態においては、図７（ａ）に示すように、ロール体３０ＵＢは待機状態にあり、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢ及び切断アーム３１２ＵＡはともに静止した状態を保っている。
【００７８】
次いで、図７（ｂ）に示すように、供給側のロール体３０ＵＡに巻き残っているセパレーター１２１ＵＡの量が所定量以下となったことをセンサー５００ＵＡが検知したら（ステップＳ１４）、電極シート作成装置１に用いられている溶着装置５０を待機位置まで離す（ステップＳ１５）。その理由は、電極シート作成装置１の溶着装置５０（図１参照）が電極板を挟み込んだ状態の上下２枚のセパレーターを溶着する位置で停止することにより溶着熱でシートが加熱され続け、電極シートの品質が劣化等することがないようにするためであり、具体的には、溶着装置５０をセパレーターから所定距離離間させて待機させる。
【００７９】
次いで、図７（ｂ）に示すように、制御装置４００に基づき電極シート作成装置１の運転を自動停止させる（ステップＳ１６）。
【００８０】
なお、この状態では、制御装置４００（図４参照）の作動信号に基づき、図７（ｂ）の矢印に示すように、ロール体保持位置Ａ側の接着アーム３１１ＵＡ及びロール体保持位置Ｂ側の接着アーム３１１ＵＢのシリンダーロッド３１１ｄをともに前進方向に作動させ次工程に備え待機状態となっている。
【００８１】
次いで、図７（ｃ）に示すように、接着アームを作動させて待機側と供給側の新旧のセパレーター同士を付着させる（ステップＳ１７）。具体的には、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢをさらに前進方向に作動させてセパレーター１２１ＵＡ，１２１ＵＢ同士を重ね合わせながら押し付け、供給を終えたロール体３０ＵＡから巻き出されているセパレーター１２１ＵＡと、あらかじめ粘着テープの貼り付け又は粘着剤を塗布してこれから供給されるために待機しているセパレーター１２１ＵＢの先端部を付着させる。
【００８２】
なお、この状態においては、図７（ｃ）に示すように、セパレーター１２１ＵＡ，１２１ＵＢが接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢのアームヘッド３１１ａ正面部の押し付け部３１１ｃに押し付けられているが、押し付け部３１１ｃは、上述の通り柔らかい素材によって覆われているため、セパレーターが潰れたり破れたりして損傷することはない。
【００８３】
次いで、図７（ｄ）に示すように、供給側の旧ロール体のセパレーターを切断する（ステップＳ１８）。具体的には、制御装置４００（図４参照）の作動信号に基づき、切断アーム３１２ＵＡのシリンダーロッド３１２ｃを前進方向に作動させアームヘッド３１２ａ先端部に設けられているヒートカッター３１２ｂをセパレーターの供給を終えたロール体３０ＵＡとセパレーター同士の付着部の間にセパレーターの幅方向に亘って押し付けることにより溶断する。
【００８４】
なお、図７（ｄ）に示すように、セパレーター１２１ＵＡ，１２１ＵＢを介して、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢのアームヘッド３１１ａが押し付けられ、セパレーター同士の付着状態が維持されている。
【００８５】
このようにして、上述の工程（ステップＳ１０乃至ステップＳ１８）を終了する。その後、ロール体保持位置Ａ側，Ｂ側の供給状態と待機状態が入れ替わり、図７（ｅ）に示すように、ロール体保持位置Ｂ側を供給状態として電極シート作成装置１の運転が自動再開される。
【００８６】
なお、自動再開の直前に、図７（ｅ）の矢印に示すように、切断アーム３１２ＵＡを後退させ初期位置に戻すとともに、接着アーム３１１ＵＢのアームヘッド３１１ａに保持されていたセパレーター１２１ＵＢ先端部の保持を解除し、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢを後退させて初期位置に戻す。
【００８７】
次いで、図７（ｅ）に示すように、供給側のセパレーターの巻き出し制御を開始するとともに、この供給側のセパレーターの残量の検知を開始する（ステップＳ１９）。具体的には、ロール体保持部３５ＵＢに連結されているサーボモーター３２０ＵＢを制御装置４００（図４参照）の駆動信号に基づき回転駆動させ、ロール体３０ＵＢからセパレーター１２１ＵＢを巻き出す巻き出し制御を開始するとともに、センサー５００ＵＢに基づき、このロール体３０ＵＢに巻き残っているセパレーター１２１ＵＢの量の検知を開始する。
【００８８】
次いで、電極板供給装置１０から、継ぎ部のセパレーターと組み合わさる１枚または複数枚の電極板が供給されるのを停止する（ステップＳ２０）。その理由は、自動再開させた直後は、図７（ｄ）に示す前工程において供給側及び待機側のセパレーター同士の付着を行ったことにより、図７（ｅ）に示すように、所定長さの継ぎ部を含んだセパレーターが矢印の方向に送り出されことになるが、このときに、このセパレーターの部分に１枚または複数枚の電極板が供給されてしまうと、継ぎ部を含むセパレーターで挟まれた電極板を有する電極シートが作成されてしまい、安定した品質を有する電極シートを提供することができなくなるためである。
【００８９】
この電極板の供給を停止する枚数は、電極シートの寸法上の諸要因、セパレーターの種類、送り速度等の設計事情に応じて適宜変更可能である。なお、継ぎ部を含むセパレーター部分と組み合わさる電極板の供給を停止した後、電極板供給装置１０による電極板の供給を再開する。
【００９０】
次いで、図７では図示しないが、継ぎ部を含むセパレーターを切断装置６０（図４参照）によって所定のシートの枚数分だけ切断した後に、このセパレーター部分から作成されたシートを不良品として不良品排出装置８０から排出し（ステップＳ２１）、手動により次に待機側となる位置に装着されている旧ロール体のブレーキを切る（ステップＳ２２）。具体的には、手動によりスイッチ等の解除を行い、供給を終え次に待機状態となるロール体保持部３５ＵＡに装着されているロール体３０ＵＡにかかっているブレーキを解除する。ステップＳ１９乃至ステップＳ２２は図７（ｅ）に示す状態に対応している。
【００９１】
次いで、供給を終えたロール体３０ＵＡの残芯の回収を行う（ステップＳ２３）。
【００９２】
以上の工程を終了した後においても、制御装置４００（図４参照）からの運転終了に関する指令がない限り電極シート作成装置１の運転を継続し、ロール体３０ＵＡの残芯を回収したロール体保持位置Ａ側に対し次の自動継ぎ準備作業を行う。
【００９３】
続いて、本発明に係る電極シート作成装置１に用いられる上段側セパレーター供給装置３０Ｕを使用したセパレーターの自動継ぎ動作が継続される場合について、図６及び図８に基づいて説明する。
【００９４】
なお、以下のステップＳ３１乃至ステップＳ３８に対応する図８（ａ）乃至図８（ｄ）に示す具体例では、ロール体保持位置Ａ側が待機状態となり、ロール体保持位置Ｂ側が供給状態となる場合の自動継ぎ動作について段階的に示している。つまり、同図は、ロール体保持位置Ａ側にはロール体保持部３５ＵＡに待機用のロール体３０ＵＡが装着され、ロール体保持位置Ｂ側にはロール体保持部３５ＵＢに供給用のロール体３０ＵＢが装着された状態を前提としている。
【００９５】
まず、センサー５００ＵＢによるセパレーターの残量の検知を行っている際に次の自動継ぎ動作の準備作業を行う。なお、以下の説明において、図８（ａ）に対応するステップＳ３１乃至ステップＳ３３、及び図８（ｅ）に対応するステップＳ４０乃至ステップＳ４３については図示を省略する。
【００９６】
また、図８（ａ）に示す状態においては、ロール体３０ＵＡは待機状態にあり、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢ及び切断アーム３１２ＵＢはともに静止した状態を保っている。
【００９７】
次いで、待機側に新ロール体を装着する（ステップＳ３１）。具体的には、ロール体保持位置Ａ側に待機用としてロール体保持部３５ＵＡに新しいロール体３０ＵＡを装着する。
【００９８】
次いで、待機側に装着した新ロール体のセパレーター先端部を接着アームへ保持させるとともに、継ぎ時に供給側セパレーターと接する待機側セパレーター部分に粘着テープ等を貼る（ステップＳ３２）。具体的には、ロール体３０ＵＡから巻き出したセパレーター１２１ＵＡ先端部を上述のように接着アーム３１１ＵＡのアームヘッド３１１ａに保持させる。そして、継ぎ動作時にセパレーター同士を付着させるために、この保持の際に、セパレーター１２１ＵＡがアームヘッド正面部の押し付け部３１１ｃに接する面と反対側の面であって、現在供給側のセパレーター１２１ＵＢと対面する側の面に、セパレーターの幅方向に渡って粘着テープの貼り付け又は粘着剤の塗布をする。
【００９９】
次いで、手動により待機側の新ロール体のブレーキを入れる（ステップＳ３３）。具体的には、手動によりスイッチ等を操作してサーボモーター３２０ＵＡにブレーキをかけ、ロール体３０ＵＡを固定する。
【０１００】
以上の工程を経ることにより自動継ぎ動作の準備作業が完了する。このステップＳ３１乃至ステップＳ３３は図８（ａ）に示す状態に対応している。
【０１０１】
次いで、供給側のロール体３０ＵＢに巻き残っているセパレーター１２１ＵＢの量が所定量以下となったことをセンサー５００ＵＢが検知したら（ステップＳ３４）、電極シート作成装置１に用いられている溶着装置５０を待機位置まで離す（ステップＳ３５）。その理由は、電極シート作成装置１の溶着装置５０（図１参照）が電極板を挟み込んだ状態の上下２枚のセパレーターを溶着する位置で停止することにより溶着熱でシートが加熱され続け、電極シートの品質が劣化等することがないようにするためであり、具体的には、溶着装置５０をセパレーターから所定距離離間させて待機させる。
【０１０２】
次いで、制御装置４００に基づき電極シート作成装置１の運転を自動停止させる（ステップＳ３６）。
【０１０３】
このステップＳ３４乃至ステップＳ３６については、図８において直接図示はしていないが、図８（ｂ）に示す状態に関連して行われる。
【０１０４】
この状態においては図８（ｂ）の矢印に示すように、制御装置４００（図４参照）の作動信号に基づき、ロール体保持位置Ａ側の接着アーム３１１ＵＡ及びロール体保持位置Ｂ側の接着アーム３１１ＵＢのシリンダーロッド３１１ｄをともに前進方向に作動させ、次工程に備え待機状態になる。
【０１０５】
次いで、接着アームを作動させて待機側と供給側の新旧のセパレーター同士を接着させる（ステップＳ３７）。具体的には、図８（ｄ）に示すように、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢをさらに前進方向に作動させてセパレーター１２１ＵＡ，１２１ＵＢ同士を重ね合わせながら押し付け、供給を終えたロール体３０ＵＢから巻き出されているセパレーター１２１ＵＢと、あらかじめ粘着テープの貼り付け又は粘着剤を塗布してこれから供給されるために待機しているセパレーター１２１ＵＡの先端部を付着させる。
【０１０６】
次いで、供給側の旧ロール体のセパレーターを切断する（ステップＳ３８）。具体的には、図８（ｄ）に示すように、制御装置４００（図４参照）の作動信号に基づき、切断アーム３１２ＵＢのシリンダーロッド３１２ｃを前進方向に作動させアームヘッド３１２ａ先端部に設けられているヒートカッター３１２ｂを供給側のロール体３０ＵＢとセパレーター同士の付着部の間にセパレーターの幅方向に亘って押し付けることにより溶断する。
【０１０７】
この状態においては図８（ｄ）に示すように、セパレーター１２１ＵＡ，１２１ＵＢを介して、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢのアームヘッド３１１ａが押し付けられ、セパレーター同士の付着状態が維持される。
【０１０８】
このようにして、上述の工程（ステップＳ３１乃至ステップＳ３８）を終了する。その後、ロール体保持位置Ａ側，Ｂ側の供給状態と待機状態が入れ替わり、図８（ｅ）に示すように、ロール体保持位置Ａ側を供給状態として電極シート作成装置１の運転が自動再開される。
【０１０９】
なお、自動再開の直前の状態においては、図８（ｅ）の矢印に示すように、切断アーム３１２ＵＢを後退させ元の位置に戻すとともに、接着アーム３１１ＵＡのアームヘッド３１１ａに保持されていたセパレーター１２１ＵＡ先端部の保持を解除し、接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢを後退させて初期位置に戻して静止状態を維持しておく。
【０１１０】
次いで、供給側のセパレーターの巻き出し制御を開始するとともに、この供給側のセパレーターの残量の検知を開始する（ステップＳ３９）。具体的には、図８（ｅ）に示すように、ロール体保持部３５ＵＡに連結されているサーボモーター３２０ＵＡを制御装置４００（図４参照）の駆動信号に基づき回転駆動させ、ロール体３０ＵＡからセパレーター１２１ＵＡを巻き出す巻き出し制御を開始するとともに、センサー５００ＵＡに基づき、このロール体３０ＵＡに巻き残っているセパレーター１２１ＵＡの量の検知の開始を行う。この状態は、セパレーターがある程度巻き出された図８（ｅ）に示す状態の直前の状態に関連している。
【０１１１】
次いで、電極板供給装置１０から、継ぎ部のセパレーターと組み合わさる１枚または複数枚の電極板が供給されるのを停止する（ステップＳ４０）。なお、電極板の供給を停止する理由は、自動再開させた直後は、図８（ｅ）から図８（ｆ）に示すように、前工程において供給側及び待機側のセパレーター同士の付着を行ったことにより、所定長さの継ぎ部を含んだセパレーターが矢印の方向に送り出されことになるが、このときに、このセパレーターの部分に１枚または複数枚の電極板が供給されてしまうと安定した品質を有する電極シートを提供することができなくなるためである。
【０１１２】
そして、継ぎ部を含むセパレーター部分と組み合わさる電極板の供給を停止した後、電極板供給装置１０による電極板の供給を再開する。
【０１１３】
次いで、図８では図示しないが、継ぎ部を含むセパレーターを切断装置６０（図４参照）によって所定のシートの枚数分だけ切断した後に、このセパレーター部分から作成されたシートを不良品として不良品排出装置８０から排出し（ステップＳ４１）、手動により次に待機側となる位置に装着されている旧ロール体のブレーキを切る（ステップＳ４２）。具体的には、手動によりスイッチ等の解除を行い、供給を終え次に待機状態となるロール体保持部３５ＵＢに装着されているロール体３０ＵＢにかかっているブレーキを解除する。
【０１１４】
次いで、図８（ａ）乃至図８（ｆ）では図示していないが、供給を終えたロール体３０ＵＢの残芯の回収を行う（ステップＳ４３）。
【０１１５】
以上の工程を終了した後においても、制御装置４００からの運転終了に関する指令がない限り電極シート作成装置１の運転を継続し、再びステップＳ１１以降の工程を繰り返す。一方、運転終了の指令があれば、この指令を受けて電極シート作成装置１の運転を終了する。
【０１１６】
続いて、本発明に係る二次電池用の電極シートの作成装置及び作成方法の作用について説明する。
【０１１７】
上述の実施形態で上段側セパレーター供給装置３０Ｕの自動継ぎ動作に関して詳しく説明したことからも明らかなように、ロール状に巻かれた連続状のセパレーターを人手によることなく自動で、ほぼ連続的に供給することができるため、従来技術の特許文献２に記載された発明のようにセパレーターロールのセパレーターが全て引き出される前に人が手動で装置を停止させ、セパレーターロールから繰り出されていたセパレーターを一旦切断し、新しいセパレーターロールに交換し、繰り出されていたセパレーターと新しいセパレーターを接続してから装置を再始動させるといった手間が必要なくなる。
【０１１８】
それ故、セパレーターをロール状に巻くことのできる最大径（巻き数）に制限がありロール体の交換頻度が多いとしても、セパレーターロールの交換作業を簡略化しつつ短時間で確実に行うことができるようになり、ほぼ連続してセパレーターを供給することができ、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。
【０１１９】
また、本発明に係るセパレーター供給装置において、ロール体保持位置に装着されている供給側のロール体から巻き出されたセパレーターの張力が、ガイドローラーより下流側に備わったテンションコントロール装置により定められたセパレーターの張力と同一となる状態を維持するようにサーボモーターによってセパレーターの送り出し張力の調整を行うようになっているので、供給側のロール体から巻き出されたセパレーターについては、常に一定のテンションを保持した状態でほぼ連続的に供給することが可能となる。
【０１２０】
一方、待機状態にある他方のロール体については、セパレーターを送り出さずにかつロール体に巻かれているセパレーターの緩みが生じないようにサーボモーターによって制御するようになっているので、次の連続状のセパレーターの供給に備えて所望のテンションが保持されるように待機可能となり、円滑にセパレーターの自動継ぎ動作を行うことができ、セパレーターをほぼ連続的に送り出すことが可能となる。
【０１２１】
また、本発明に係るセパレーター供給装置によると、上述したように、従来技術の特許文献３に記載された発明のように大掛かりな機構を別途設ける必要がなく簡易な構造を備えた小規模の装置を実現することができるとともに、常に一定のテンションを維持したセパレーターを供給することができるため、安定した品質を有する電極シートを多数枚作成することが可能となる。
【０１２２】
これによって、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とともに、一般に多孔質でできたポリプロピレンやポリエチレンを材質とするセパレーターの多数個の孔の大きさが不均一になることを回避することができ、一定の品質を満たした電極シートを安定して多数枚作成可能となる。これに加えて、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できる。
【０１２３】
また、供給状態にあるロール体に巻き残っているセパレーターの量が所定量以下になった時に、供給状態側に備わったセンサーが信号中継函に信号を素早く送り、それを制御装置にフィードバックして電極シート作成の停止信号を送ることができるため、電極シートとして使用しないセパレーターの無駄を最小限にしつつセパレーターの自動継ぎ動作を行うことが可能となる。
【０１２４】
また、本発明に係るセパレーター供給装置によると、２カ所のロール体保持部３５ＵＡ，３５ＵＢは固定配置されており、供給側のロール体と待機側のロール体の設置位置を切り換えることなく、ロール状に巻かれた連続状のセパレーター１２１ＵＡ，１２１ＵＢをほぼ連続的に供給することができる。
【０１２５】
なお、本実施形態では接着アーム及び切断アームは、空気圧制御によって作動させる構造として説明したが、この代わりに油圧制御等によって作動させる構造やモーター駆動により作動させる構造を適用しても同等の作用を奏し得ることは言うまでもない。
【０１２６】
また、本実施形態において、待機側のセパレーター先端部に粘着テープを貼り付けたり粘着剤を塗布することによって、新旧のセパレーター同士を付着させているが、これに限定されず、例えば、ヒーターを押し付けることによって熱溶着させても良い。
【０１２７】
また、本実施形態において、切断アームは先端部に設けられているヒートカッターを発熱させて、この発熱したヒートカッターを供給を終えたセパレーターの幅方向に亘って押し付けることにより溶断する場合について説明したが、これに限定されずカッター刃により機械的に供給を終えたセパレーターの切断を行っても良い。
【０１２８】
また、本実施形態の場合、ロール体に巻き残っているセパレーターの量は、セパレーターの終端部に貼り付けられているセパレーター量読み取りテープを光電センサーに読み取らせることによって行っているが、これに限定されず、例えば反射型センサーをロール体の芯から所定の側面位置に配置することにより検出光の反射や透過の有無の判別を行い、セパレーターの量を検知しても良い。
【０１２９】
また、本実施形態では、供給側のロール体についてのみ、セパレーターの残量の検知を行っているが、前記ロール体の残量を検知するセンサーにより、待機側のロール体についてロール体の有無の検知を行っても良い。このような構成にすることにより、待機側のロール体の装着し忘れをセンサーにより検知することができる。
【０１３０】
これに伴って、待機側のロール体の装着し忘れをセンサーにより検知した際にアラームを発する構造にすることも可能である。これにより、電極シート作成装置の運転が自動停止する前に装着し忘れを早期に発見して待機側のロール体をすぐに補充できるため、装置を必要以上に停止させることなく電極シートの作成を継続することができる。
【０１３１】
なお、本発明に係る電極シート作成装置における運転準備作業及び自動継ぎ動作準備作業は、手動で行っても良いし自動で行わせても良い。
【０１３２】
また、本発明に係る電極シート作成装置の運転操作については、操作画面によって行っているが、これ以外にも使用頻度や使用環境などに応じて適宜スイッチなどを設けて操作を行っても良い。
【０１３３】
なお、以上説明した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。すなわち、本発明における電極シートの作成方法は、上述した電極シート作成装置の構成に限定して実現されるものではない。
【０１３４】
具体的には、上段側セパレーター供給装置が、図９に示すように、第２の実施形態に係るセパレーター供給装置３０Ｕ’のような構造となっていても良い。すなわち、セパレーター供給装置の大きさやロール体の大きさ、さらに接着アーム３１１ＵＡ，３１１ＵＢや切断アーム３１２ＵＡ，３１２ＵＢの配置位置等に応じて、適宜ガイドローラー３１３の位置を変更しあるいは複数個所設けて、セパレーター１２１ＵＡ，１２１ＵＢの走行方向を調整しても良い。
【０１３５】
なお、以上説明した第１の実施形態及び第２の実施形態に係るセパレーター供給装置においては、上段側セパレーター供給装置３０Ｕ，３０Ｕ’について説明したが、下段側セパレーター供給装置３０Ｌ，３０Ｌ’についても上段側セパレーター供給装置３０Ｕ，３０Ｕ’と対応する構成を有して同様に作動するようになっているので、上段側セパレーター供給装置３０Ｕ，３０Ｕ’と同等の作用効果を有することは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３６】
１    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，３０Ｕ’    上段側セパレーター供給装置
３０Ｌ，３０Ｌ’    下段側セパレーター供給装置
３０ＵＡ，３０ＵＢ    ロール体
３５ＵＡ，３５ＵＢ    ロール体保持部（保持手段）
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
１２１ＵＡ，１２１ＵＢ    セパレーター
３１１ＵＡ，３１１ＵＢ    接着アーム（付着手段）
３１２ＵＡ，３１２ＵＢ    切断アーム（切断手段）
３１３    ガイドローラー
３２０ＵＡ，３２０ＵＢ    サーボモーター（セパレーター送り出し手段）
４００    制御装置（制御手段）
５００ＵＡ，５００ＵＢ    センサー（検知手段）
６００ＵＡ，６００ＵＢ    信号中継函
７００    操作画面
【図１】
2015015115.tif 000003
【図２】
2015015115.tif 000004
【図３】
2015015115.tif 000005
【図４】
2015015115.tif 000006
【図５】
2015015115.tif 000007
【図６】
2015015115.tif 000008
【図７】
2015015115.tif 000009
【図８】
2015015115.tif 000010
【図９】
2015015115.tif 000011