(57)【要約】【課題】簡易な構成ながらも、照射するレーザー光によりシート状物に確実にマーキングを施すことができるマーキング装置を提供する。【解決手段】シート電極Ｓのシート面に当接し、回転軸Ｃ周りに回転することによりシート電極Ｓを搬送するレーザー受ローラー３３と、レーザー受ローラー３３近傍のシート電極Ｓに対しレーザー光Ｌを照射するレーザーヘッド５１と、を備え、レーザー受ローラー３３は、その回転に伴って回転軸Ｃからシート面Ｓと当接する位置までの距離が変化（Ｒ１〜Ｒ２）するように構成されている。【選択図】図２
2015100805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光によりシート状物にマーキングを施すマーキング装置であって、
シート状物のシート面に当接し、回転軸周りに回転することによりシート状物を搬送するレーザー受ローラーと、
前記レーザー受ローラー近傍のシート状物に対しレーザー光を照射するレーザーヘッドと、を備え、
前記レーザー受ローラーは、その回転に伴って前記回転軸から前記シート面と当接する位置までの距離が変化するように構成されていることを特徴とするマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光によりシート状物にマーキングを施すマーキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムや薄板等のシート状物にマーキングを施し、形成したマーカーを、シート状物の欠陥の検出や、位置決め等に利用することが一般的に行われている。マーキング方法としては、レーザーヘッドからシート状物にレーザー光を照射することにより、マーカーとして孔や刻印を形成するものが広く普及している。
【０００３】
このようにレーザー光を用いてマーキングを施す場合、シート状物に反りが生じていたり、レーザーヘッド等の部品に組付誤差が生じていたりすると、レーザー光がシート状物の表面からずれた位置で焦点を形成してしまい、マーカーを適切に形成できなくなるおそれがある。このため、マーカーを確実に形成するためには、レーザー光の焦点をシート状物の表面に一致させるよう、管理を行う必要がある。
【０００４】
下記特許文献１に記載されたマーキング装置では、レーザーヘッドを基板に対し移動可能とすることで、基板の表面においてレーザー光が焦点を形成するように構成している。詳細には、基板とレーザーヘッドとの距離を測定し、その測定距離に基づいてレーザーヘッドを移動させることで、照射したレーザー光の焦点を基板表面に合わせるよう調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９４５９４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、上記特許文献１に記載されたマーキング装置では、レーザーヘッドを基板に対し移動させる機構が必要となるため、装置が複雑化するとともに、製造コストが増大するという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成ながらも、照射するレーザー光によりシート状物に確実にマーキングを施すことができるマーキング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るマーキング装置は、レーザー光によりシート状物にマーキングを施すマーキング装置であって、シート状物のシート面に当接し、回転軸周りに回転することによりシート状物を搬送するレーザー受ローラーと、前記レーザー受ローラー近傍のシート状物に対しレーザー光を照射するレーザーヘッドと、を備え、前記レーザー受ローラーは、その回転に伴って前記回転軸から前記シート面と当接する位置までの距離が変化するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係るマーキング装置によれば、レーザー受ローラーの回転に伴い、回転軸からシート面と当接する位置までの距離が変化するため、レーザー受ローラー近傍のシート状物を、レーザーヘッドへの接近と離反を繰り返すように往復動させることが可能となる。これにより、レーザー受ローラーが１回転する間に、レーザーヘッドから照射されるレーザー光がシート状物の表面で焦点を形成する状態を確実に作り出し、シート状物にマーキングを施すことが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成ながらも、照射するレーザー光によりシート状物に確実にマーキングを施すことができるマーキング装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るマーキング装置を表す側面図である。
【図２】レーザーヘッド及びレーザー受ローラーの関係を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係るマーキング装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るマーキング装置１０を表す側面図である。
【００１４】
図１に表すように、マーキング装置１０は、その端部に巻出ローラー３１、巻取ローラー３２がそれぞれ配置され、両者の間には４つの中間ローラー２１、２２、２３、２４が配置されている。また、中間ローラー２１の上方には欠点検出用カメラ４１が配置され、中間ローラー２２の下方には欠点検出用カメラ４２が配置されている。さらに、中間ローラー２３及び中間ローラー２４の間には、レーザー受ローラー３３、レーザーヘッド５１及び読取センサ５２が配置されている。
【００１５】
巻出ローラー３１は、略円柱形状を呈し、円柱の中心軸でもある回転軸の周りに回転可能なローラーである。巻出ローラー３１の外周面には、シート電極Ｓが捲回されている。シート電極Ｓはリチウムイオン二次電池に使用される電極であり、アルミ箔又は銅箔からなるシート状の電極基材に活物質を塗布することにより形成されている。
【００１６】
シート電極Ｓは、巻出ローラー３１から巻取ローラー３２に亘って展開され、その端部が巻取ローラー３２に対し固定されている。巻出ローラー３１同様、巻取ローラー３２も略円柱形状を呈し、円柱の中心軸でもある回転軸の周りに回転可能なローラーである。図示しない電動モータの駆動により、巻取ローラー３２が回転軸周りに矢印Ａ２の方向に回転すると、シート電極Ｓを矢印Ａ６の方向に引き込むとともに、その外周面に捲回していく。これに対応して、巻出ローラー３１に捲回されているシート電極Ｓが矢印Ａ５の方向に引き出され、巻出ローラー３１が回転軸周りに矢印Ａ１の方向に回転する。
【００１７】
巻出ローラー３１及び巻取ローラー３２の間に配置される４つの中間ローラー２１、２２、２３、２４は、いずれも略円柱形状を呈し、それぞれの円柱の中心軸でもある回転軸の周りに回転可能なローラーである。このうち、中間ローラー２１及び中間ローラー２３はシート電極Ｓの下方に配置され、その外側面でシート電極Ｓの下面側のシート面に当接し、シート電極Ｓを支持している。中間ローラー２１及び中間ローラー２３は、巻取ローラー３２に引き込まれるシート電極Ｓが上方を通過することにより、それぞれの回転軸周りに回転する。
【００１８】
中間ローラー２２は、中間ローラー２１及び中間ローラー２３の間で、且つ、両者の下方に配置され、その外側面でシート電極Ｓの上面側のシート面に当接している。これにより、巻出ローラー３１から矢印Ａ５の方向に略水平に引き出されたシート電極Ｓは、中間ローラー２１を通過した後に下方に向けて搬送され、さらに中間ローラー２２を通過した後に上方に向けて搬送される。
【００１９】
中間ローラー２４は、巻取ローラー３２寄りの位置に配置され、その外側面でシート電極Ｓの上面側のシート面に当接している。中間ローラー２４は、後述するレーザー受ローラー３３によって上下動するシート電極Ｓを上方から押さえることで、巻取ローラー３２におけるシート電極Ｓの安定的な捲回を可能としている。
【００２０】
中間ローラー２１の上方には、シート電極Ｓの上面側のシート面に向けて欠点検出用カメラ４１が配置されている。また、中間ローラー２２の下方には、シート電極Ｓの下面側のシート面に向けて欠点検出用カメラ４２が配置されている。欠点検出用カメラ４１、４２は、いずれもシート電極Ｓのシート面を撮影するカメラであり、撮影した画像は解析装置（図示せず）において解析され、シート電極Ｓの欠損の有無等を判別している。
【００２１】
レーザー受ローラー３３は、中間ローラー２３及び中間ローラー２４の間に配置されている。レーザー受ローラー３３は、略円柱形状を呈するローラーであり、その外側面がシート電極Ｓの下面側のシート面に当接し、シート電極Ｓを支持している。巻取ローラー３２が回転してシート電極Ｓが捲回されることにより、レーザー受ローラー３３はシート電極Ｓを巻取ローラー３２側に搬送するように、その回転軸Ｃを中心として矢印Ａ３の方向に回転する。
【００２２】
レーザーヘッド５１は、レーザー受ローラー３３の上方で、その照射口５１ａをレーザー受ローラー３３側に向けて配置されている。レーザーヘッド５１は、所定の曲率を有する光学レンズ（図示せず）を内蔵している。レーザーヘッド５１は、小出力のレーザー発振器（図示せず）から発振されて、光学レンズを介すことでエネルギー密度を高められたレーザー光を、照射口５１ａからレーザー受ローラー３３近傍のシート電極Ｓのシート面に向けて照射する。照射口５１ａから照射されたレーザー光Ｌは、その焦点をシート電極Ｓのシート面上に形成することで、マーカーとなる貫通孔をシート電極Ｓに形成することができる。
【００２３】
読取センサ５２は、レーザー受ローラー３３及び中間ローラー２４の間で、且つ、シート電極Ｓの下方に配置される。読取センサ５２は、レーザー受ローラー３３を通過したシート電極Ｓに適正に貫通孔が形成されているか否かを検出するセンサである。貫通孔が適切に形成されていない場合は、制御装置（図示せず）によってマーキング装置１０の運転を停止し、作業者に確認を促すための報知を行う等の処置を行う。
【００２４】
続いて、図２を参照して、マーキング装置１０のレーザーヘッド５１によるマーキングについて詳述する。図２は、レーザーヘッド５１及びレーザー受ローラー３３の関係を表す模式図である。説明の簡便のため、図２ではレーザー受ローラー３３と当接するシート電極Ｓの表示を省略している。
【００２５】
上述したように、レーザーヘッド５１の照射口５１ａから照射されたレーザー光Ｌは、シート電極Ｓのシート面上で焦点を形成することで、マーカーとなる貫通孔をシート電極Ｓに形成する。したがって、シート電極Ｓに適切に貫通孔を形成するためには、レーザー光Ｌの焦点を、確実にシート電極Ｓのシート面上に形成する必要がある。
【００２６】
マーキング装置１０では、レーザー受ローラー３３の回転軸Ｃを偏芯させることで、上記要求を満たしている。すなわち、図２（Ａ）に表すように、レーザー受ローラー３３は、その直径がＤの略円柱形状を呈しているが、その回転軸Ｃは、円柱の中心軸からオフセットしている。これにより、回転軸Ｃから最も近い外側面までの距離はＲ１となり、回転軸Ｃから最も離れた外側面までの距離はＲ２（＞Ｒ１）となる。
【００２７】
このように構成されたレーザー受ローラー３３が、矢印Ａ３で表すように、回転軸Ｃ周りに１回転すると、回転軸Ｃから、レーザー受ローラー３３のレーザーヘッド５１側の外側面までの距離は、Ｒ１からＲ２までの間で変動する。したがって、レーザー受ローラー３３の外側面と当接して下方から支持されているシート電極Ｓは、レーザー受ローラー３３の回転周期に合わせて上下動し、レーザーヘッド５１に接近又は離反するように往復動することとなる。
【００２８】
図２（Ａ）に表すように、レーザー受ローラー３３が、回転軸Ｃから距離Ｒ２の位置にある外側面をレーザーヘッド５１側に向けた状態にあるとき、照射口５１ａから当該外側面までの距離は、最小のＸ１となる。この距離Ｘ１は、照射口５１ａから照射されたレーザー光Ｌが焦点を形成するには短すぎるため、レーザー受ローラー３３近傍のシート電極Ｓに貫通孔が形成されることはない。
【００２９】
その後、レーザー受ローラー３３が矢印Ａ３の方向に回転すると、回転軸Ｃからレーザーヘッド５１側の外側面までの距離はＲ２から減少する一方、照射口５１ａから当該外側面までの距離はＸ１から増加する。そして図２（Ｂ）に表すように、回転軸Ｃからレーザーヘッド５１側の外側面までの距離がＲ３（Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２）、照射口５１ａから当該外側面までの距離がＸ２（Ｘ１＜Ｘ２）となったとき、レーザー光Ｌの焦点Ｆが、レーザー受ローラー３３によって支持されるシート電極Ｓのシート面上に形成される。これにより、レーザー光Ｌによってシート電極Ｓに貫通穴が形成される。
【００３０】
さらにその後、レーザー受ローラー３３が矢印Ａ３の方向に回転すると、回転軸Ｃからレーザーヘッド５１側の外側面までの距離はＲ３から減少する一方、照射口５１ａから当該外側面までの距離はＸ２から増加する。そして図２（Ｃ）に表すように、レーザー受ローラー３３が、回転軸Ｃから距離Ｒ１の位置にある外側面をレーザーヘッド５１側に向けた状態にあるとき、照射口５１ａから当該外側面までの距離は、最大のＸ３（Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３）となる。このとき、レーザー光Ｌの焦点Ｆは、シート電極Ｓのシート面よりも上方に形成されるため、レーザー受ローラー３３近傍のシート電極Ｓに貫通孔が形成されることはない。
【００３１】
さらにその後、レーザー受ローラー３３が矢印Ａ３の方向に回転すると、回転軸Ｃからレーザーヘッド５１側の外側面までの距離はＲ１から増加する一方、照射口５１ａから当該外側面までの距離はＸ３から減少する。そして再び、回転軸Ｃからレーザーヘッド５１側の外側面までの距離がＲ３となり、照射口５１ａから当該外側面までの距離がＸ２となったとき、レーザー光Ｌの焦点Ｆが、レーザー受ローラー３３によって支持されるシート電極Ｓのシート面上に形成され、レーザー光Ｌによってシート電極Ｓに貫通穴が形成される。
【００３２】
このように、マーキング装置１０によれば、レーザー受ローラー３３の回転に伴い、回転軸Ｃからシート面と当接する位置までの距離が変化（Ｒ１〜Ｒ２）するため、レーザー受ローラー３３近傍のシート電極Ｓを、レーザーヘッド５１に接近又は離反するように往復動させることが可能となる。これにより、レーザー受ローラー３３が１回転する間に、レーザーヘッド５１が照射するレーザー光Ｌの焦点Ｆがシート電極Ｓの表面と一致する部位を２度作り出し、シート電極Ｓに確実に貫通孔を形成することが可能となる。
【００３３】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ：マーキング装置
３３  ：レーザー受ローラー
５１  ：レーザーヘッド
５１ａ：（レーザーヘッドの）照射部
Ｃ    ：回転軸
Ｌ    ：レーザー光
Ｓ    ：シート電極（シート状物）
【図１】
2015100805.tif 000003
【図２】
2015100805.tif 000004