(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の金属箔にその長手方向に沿って活物質が塗着された電極部分と、前記電極部分と金属箔の側端縁との間に形成された非電極部分とを有する原反を一方向に移動させる原反移動装置と、
レーザービームを、移動している非電極部分に対して照射し、電極部分に連結したタブを切り抜くレーザー出射装置と、
レーザービームでタブが切り取られた非電極部分の断材に張力を掛けつつ原反の移動に同期して引き取る断材引取機構と、
レーザービームの溶断線の近傍に配置され、非電極部分の移動と共に回転又は摺接しつつ非電極部分に接触して非電極部分を押し下げ又は押し上げ或いは傾けて非電極部分の搬送方向を電極部分の搬送方向に対して違え、レーザービームの照射点に面圧を付与するローラ又は滑り板で構成される面圧付与部とで構成されたことを特徴とするタブ形成装置。
【請求項２】
面圧付与部は、非電極部分を上下から挟持してこれを押し下げる又は押し上げる一対のローラであり、一方のローラは、非電極部分を幅方向の全長に亘って接触する長寸ローラであって、レーザービームの幅方向の往復移動幅をカバーする長さの胴体部分が凸円弧の回転体で形成され、前記胴体部分に隣接する非電極部分の側辺部分を挟持する挟持部分が円柱状で短寸に形成されており、
他方のローラは前記挟持部分に合わせた円柱状で短寸に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項３】
面圧付与部は、非電極部分を上下から挟持する一対のローラであり、一方のローラは、非電極部分を幅方向の全長に亘って接触する長寸ローラであって、レーザービームの幅方向の往復移動幅をカバーする長さの胴体部分の中央にその全周に亘ってリング状膨出部分が形成され、前記胴体部分に隣接する、非電極部分の側辺部分を挟持する挟持部分が円柱状で短寸に形成されており、
他方のローラは前記挟持部分に合わせた円柱状で短寸に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項４】
面圧付与部は非電極部分を幅方向の全長に亘って支持する長寸ローラであり、該面圧付与ローラの一端が非電極部分の被接触面を越えて面圧を付与するように傾斜して配設されていることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項５】
面圧付与部は、非電極部分の全幅を支持する長寸ローラと、該長寸ローラとで非電極部分の側辺部分を挟持する短寸ローラの組で構成され、前記一対の面圧付与ローラが長寸ローラ側に移動して挟持された側辺部分に面圧が付与されていることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項６】
面圧付与部は、非電極部分の全幅を上下から挟持しつつ回転する一対の長寸の第２上・下ローラと、その上流側に配置され、非電極部分に回転しつつ押圧接触して面圧を付与するように配置される第３ローラとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項７】
面圧付与部は、非電極部分の全幅を上下から挟持する一対の長寸の第２上・下ローラで構成され、該第２上・下ローラに振動を付与する振動発生装置が付設されていることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項８】
面圧付与部は、非電極部分の全幅を支持する長寸の第２下ローラと、第２下ローラとで非電極部分の側辺部分を挟持する短寸の第２上ローラの組で構成されており、  前記第２上・下ローラはハウジングに回転自在に枢着され、
前記ハウジングにはレーザービームの溶断に合わせて、ハウジング６を上下移動及び傾動させて非電極部分に面圧Ｚを付与するハウジング姿勢可変機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項９】
面圧付与部は照射点の下流側において、非電極部分の全幅を支持し、照射点に於いて、電極部分から非電極部分をセパレートするローラ又は滑り板であることを特徴とする請求項１に記載のタブ形成装置。
【請求項１０】
長尺の金属箔に長手方向に沿って活物質が塗着された電極部分と、前記電極部分と金属箔の側端縁の間に形成された非電極部分とを有し、一方向に搬送されている原反の前記非電極部分にレーザービームにてタブを形成するタブ形成方法であって、
移動方向に張力が加えられた状態で移動している非電極部分のタブ形成位置の近傍に面圧付与ローラ又は滑り板で構成された面圧付与部を回転又は摺接させて非電極部分を押し下げ又は押し上げ或いは傾けて非電極部分の搬送方向を電極部分の搬送方向に対して違え、レーザービームの照射点に面圧を付与し、前記タブ形成位置にレーザービームを照射してその溶断線により非電極部分を切り抜いてタブを形成することを特徴とするタブの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム２次電池やリチウムキャパシタ、電気二重層コンデンサ等の電子部品の正又は負の電極部分から引き出されるタブをレーザービームにて原反から直接切り出すタブ形成方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高エネルギー密度であるメリットを活かして、小は携帯電話、パソコンなどの電子機器、大はハイブリッド或いは電気自動車の蓄電装置など各種の電子部品に使用されている。リチウムイオン二次電池の主たる内部構造である電極組立体には、金属箔に活物質が塗着された正及び負の電極帯とセパレータとを重ね合わせて巻き付けた捲回式や、原反から矩形に切り出された正及び負電極シートとセパレータとを交互に積層した積層式のものがある。
【０００３】
捲回式の場合、大型から小型電池まで幅広く適用される。大型の場合は幅広の原反がそのまま使用されるが、これに別体のタブが溶接されて使用される。
小型の場合は幅広で長尺の原反をスリッタで所定幅に切り分けて正または負電極帯とし、この正又は負電極帯に短冊形のタブを接続し、幅の狭い正及び負の電極帯とセパレータとを巻き取り機に供給し、所定長さに巻き取ったところで切断し、リチウムイオン二次電池用の電極組立体としていた。
また、積層式の場合、トムソン刃で正又は負の電極部分を幅広の原反から矩形に打ち抜き、これに短冊形のタブを接続して正及び負の電極シートとし、タブを接続したこの正及び負の電極シートをセパレータの間に交互に積層してリチウム二次電池用の積層体としていた。
そして、この捲回式や積層式の電極組立体が容器となる外装缶に収容され、電解液が注液された後、キャップがつけられ封口され、最後に初充電されて電池としての機能が付与される。上記リチウムキャパシタ、電気二重層コンデンサも同様の構造を持つ（特許文献１）。
【０００４】
このような二次電池やリチウムキャパシタ、電気二重層コンデンサにおいて、正及び負の電極帯や矩形に打ち抜かれたシート状電極部材にタブを接続する作業は手間がかかる上に溶接不良が発生するという問題があった。そこで原反の正または負電極部分と金属箔の側端縁との間の側端縁分である非電極部分をレーザービームで矩形に切断して電極部分に連なるタブを一体的に形成する方式が模索されている。非特許文献１に従来のレーザービームによるワークの切断方法を示す。この方法はレーザービームにより溶融された金属をアシストガスにより吹き飛ばすことでワークの切断を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８―１２４５４８号公報
【特許文献２】WO２０１４／０４１５８８  Ａ１
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】http://www.monozukuri.org/mono/db-dmrc/laser-cut/kiso/
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなレーザー切断方法は高速で且つ自由な形状の切断加工ができるため非常に有用であるが、タブ切り出しのために切断線に沿ってレーザービームだけを単純に金属箔で構成された非電極部分に走らせると、レーザー幅が絞られて非常に細い場合には、連続的に発生する微小領域であるその集光位置において非電極部分は瞬時に溶融するが、溶融部分の周囲の金属部分の温度は常温で溶融温度より遥かに低いために次の瞬間には周囲に熱を奪われて再凝固して元に戻ってしまい、結果としてはレーザービームが切断線を走り抜けるだけとなってレーザービームのみによるタブの切断形成は不可能とされていた。
【０００８】
そこで、非特許文献１に示すようにレーザー幅を大きくして溶融した微小領域の金属がその位置で凝固する前に排除しようとして溶融部分に向けてアシストガスを吹きつけたり溶融部分を吸引したりしたが、吹き付けの場合は、溶融金属が吹きつけられたアシストガスによって急冷されて大量の微細な球（金属性異物）となり、アシストガスと共に舞い上がって別の場所で電極部分に付着し、前述の不具合の原因を引き起こすこととなった。また、吸引では微小範囲の溶融金属の除去能力が不足するため過大な吸引装置が必要となる。しかも上記のように空気を使用すると騒音が発生し工場環境が著しく劣化する。上記のような幅の広い切断を行うと溶融金属が多くなり、これが吹き飛ばされた時に金属ダスト量が増加するだけでなく、前述のように吹き飛ばし時に切断端面に細く尖ったバリを多量に形成する。
【０００９】
前述のようにリチウムイオン二次電池やリチウムキャパシタ、電気二重層コンデンサでは、正及び負電極部分の間にセパレータが挟み込まれるが、上記の細く尖ったバリはこのセパレータを貫通又は貫通寸前の深さまで達するおそれがある。仮に、細く尖ったこれらバリがセパレータを貫通していなかったとしてもリチウムイオン二次電池やリチウムキャパシタ、電気二重層コンデンサは充放電に伴って収納容器が膨張・収縮を繰り返すためこれが次第に成長し、このバリが最終的にはセパレータを貫通する。そして正負極間で僅かな電流がリークすると微小短絡を起こし、この短絡が発火事故に繋がる。上記のように電極部分に付着した金属ダストも同様な不具合を引き起こす。このようにレーザーによる従来のタブの切断形成には大きな問題点がある。
【００１０】
なお、上記レーザー切断における問題点を解決する手法として、発明者らが開発した溶断部分の物理的セパレート方式（WO２０１４／０４１５８８  Ａ１  特許文献２）があるが、移動しないワーク（原反）を切断する場合には有用であるが、移動しているワークに対しては適用できないという問題がある。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、移動している原反を対象とし、騒音や金属粉塵及びバリの発生なしでレーザービームによるタブを形成することのできる方法とその装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載した発明は（図１）、
長尺の金属箔４にその長手方向に沿って活物質が塗着された電極部分１ｂと、前記電極部分１ｂと金属箔４の側端縁４ａとの間に形成された非電極部分１ａとを有する原反１を一方向に移動させる原反移動装置２０と、
レーザービームＬを、移動している非電極部分１ａに対して照射し、電極部分１ｂに連結したタブ５を切り抜くレーザー出射装置３０と、
レーザービームＬでタブ５が切り取られた非電極部分１ａの断材２に張力Ｔ２を掛けつつ原反１の移動に同期して引き取る断材引取機構１９と、
レーザービームＬの溶断線Ｓの近傍に配置され、非電極部分１ａの移動と共に回転又は摺接しつつ非電極部分１ａに接触して非電極部分１ａを押し下げ又は押し上げ或いは傾けて非電極部分１ａの搬送方向を電極部分１ｂの搬送方向に対して違え、レーザービームＬの照射点Ｐに面圧Ｚを付与するローラ又は滑り板で構成される面圧付与部Ｍとで構成されたことを特徴とする。
【００１３】
ここで隣接する電極部分１ｂには張力Ｔ１が加えられた状態で搬送され、且つタブ５が切り取られた断材２に張力Ｔ２が掛けられているため、非電極部分１ａはピンと張った状態で移動する。そのような状態の非電極部分１ａに面圧付与部Ｍが接触すると、レーザービームＬの溶断線Ｓの近傍で非電極部分１ａが持ち上げられる（又は押し下げられ或いは傾けられる）。この状態でレーザービームＬが非電極部分１ａを照射しつつ移動すると照射点Ｐが繋がった溶断線Ｓが非電極部分１ａに形成される。溶断線Ｓが形成されると前述の面圧Ｚにより溶断線Ｓの断面に段差Ｊが形成され、瞬時に断面が分離される。レーザービームＬは細く絞られた状態であるから、溶断線Ｓの断面に発生する溶融金属量はごく僅かな量となる。切り裂かれる非電極部分１ａは金属箔なので溶融金属は瞬時に凝固して溶断線Ｓの断面に固着する。そして前述のように発生する溶融金属量がごく僅かであり且つ従来技術のようにアシストガスを吹き付けないから、溶断線Ｓの断面には尖ったバリを生成しない。
【００１４】
請求項２に記載した発明は、請求項１の面圧付与部Ｍ（図２〜図９）の第１実施例Ａに関し、
面圧付与部Ｍは、非電極部分１ａを上下から挟持してこれを押し下げる又は押し上げる一対のローラ１２ａ・１２ｂであり、一方のローラ１２ｂは、非電極部分１ａを幅方向の全長に亘って接触する長寸ローラであって、レーザービームＬの幅方向の往復移動幅をカバーする長さの胴体部分１２ｂ１が凸円弧の回転体（太鼓型又はボーリン部のピンの胴体部分に似た形状）で形成され、前記胴体部分１２ｂ１に隣接する非電極部分１ａの側辺部分１ｃを挟持する挟持部分１２ｂ２が円柱状で短寸に形成されており、
他方のローラ１２ａは前記挟持部分１２ｂ２に合わせた円柱状で短寸に形成されていることを特徴とする。なお、図２〜４，６の実施例では第２上ローラ１２ａが短寸ローラ、第２下ローラ１２ｂが長寸ローラであるが、図示していないが上下を逆にしてもよい。
【００１５】
請求項３に記載した発明は、請求項１の面圧付与部Ｍ（図１０、図１１）の第１実施例Ａの変形に関し、
面圧付与部Ｍは、非電極部分１ａを上下から挟持する一対のローラ１２ａ・１２ｂであり、一方のローラ１２ｂは、非電極部分１ａを幅方向の全長に亘って接触する長寸ローラであって、レーザービームＬの幅方向の往復移動幅をカバーする長さの胴体部分１２ｂ１の中央にその全周に亘ってリング状膨出部分１２ｂ３が形成され、前記胴体部分１２ｂ１に隣接する、非電極部分１ａの側辺部分１ｃを挟持する挟持部分１２ｂ２が円柱状で短寸に形成されており、
他方のローラ１２ａは前記挟持部分１２ｂ２に合わせた円柱状で短寸に形成されていることを特徴とする。この場合も図示していないが、第２上ローラ１２ａが短寸ローラ、第２下ローラ１２ｂが長寸ローラであるが上下を逆にしてもよい。
【００１６】
上記ローラ１２ｂの胴体部分１２ｂ１が凸円弧の回転体又は胴体部分１２ｂ１にリング状膨出部分１２ｂ３が形成されているので、走行している非電極部分１ａの、レーザービームＬの往復移動幅に合致する部分に面圧Ｚを与えることが出来るようになる。
【００１７】
請求項４は、請求項１に記載の面圧付与部Ｍ（ここでは図１２を代表例とするがこれに限られない。）の第２実施例Ｂ（図１２〜１５）に関し、
面圧付与部Ｍは非電極部分１ａを幅方向の全長に亘って支持する長寸ローラであり、該面圧付与ローラＭの一端Ｙが非電極部分１ａの被接触面を越えて面圧Ｚを付与するように傾斜して配設されていることを特徴とする。
【００１８】
この場合は、傾斜して配設される面圧付与ローラＭの一端Ｙが非電極部分１ａの被接触面を越えるように傾斜して配設されているので、この一端Ｙが非電極部分１ａを押し上げ（押し下げ）方向の面圧Ｚを付与する。図では前記一端Ｙが面圧付与ローラＭの先端であるが、当然これに限られず、反対側の元端でもよい。更にこの面圧付与ローラＭは下流側の第２下ローラ２ｂの例が示してあるが、当然これに限られず、上記のように上下反対にしてもよい。
【００１９】
請求項５は、請求項１に記載の面圧付与部Ｍの第３実施例Ｃ（図１６〜１９）に関し、
面圧付与部Ｍは、非電極部分１ａの全幅を支持する長寸ローラと、該長寸ローラとで非電極部分１ａの側辺部分１ｃを挟持する短寸ローラの組で構成され、前記一対の面圧付与ローラＭが長寸ローラ側に移動（押し下げ又は押し上げ）して挟持された側辺部分１ｃに面圧Ｚが付与されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６は、請求項１に記載の面圧付与部Ｍの第４実施例Ｄ（図２０）に関し、
面圧付与部Ｍは、非電極部分１ａの全幅を上下から挟持しつつ回転する一対の長寸の第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂと、その上流側に配置され、非電極部分１ａに回転しつつ押圧接触して面圧Ｚを付与するように配置される第３ローラ１５とで構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７は、請求項１に記載の面圧付与部Ｍの第５実施例Ｅ（図２１〜２２）に関し、
面圧付与部Ｍは、非電極部分１ａの全幅を上下から挟持する一対の長寸の第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂで構成され、該第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂに振動を付与する振動発生装置１２ｃが付設されていることを特徴とする。
【００２２】
該第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂに振動を付与すれば、その上下の振幅により溶断線Ｓの断面が互いにずれて段差Ｊが発生し、上記同様溶断線Ｓの断面において溶融金属の凝固による再接続が回避される。なお、この場合、振動が面圧Ｚを生起させる。
【００２３】
請求項８は、請求項１に記載の面圧付与部Ｍの第６実施例Ｆ（図２３〜３０）に関し、
面圧付与部Ｍは、非電極部分１ａの全幅を支持する長寸の第２下ローラ１２ｂと、第２下ローラ１２ｂとで非電極部分１ａの側辺部分１ｃを挟持する短寸の第２上ローラ１２ａの組で構成されており、
前記第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂはハウジングＨ６に回転自在に枢着され、
前記ハウジングＨ６にはレーザービームＬの溶断に合わせて、ハウジングＨ６を上下移動及び傾動させて非電極部分１ａに面圧Ｚを付与するハウジング姿勢可変機構Ｇを更に備えていることを特徴とする。
【００２４】
ハウジング姿勢可変機構Ｇを作動させることでレーザービームＬの溶断状態に合わせて最適な面圧Ｚを非電極部分１ａに付与することが出来る。
【００２５】
請求項９は、請求項１に記載の面圧付与部Ｍの第７実施例（図３１〜３３）に関し、
面圧付与部Ｍは照射点Ｐの下流側において、非電極部分１ａの全幅を支持し、照射点に於いて、電極部分から非電極部分をセパレートするローラ又は滑り板であることを特徴とする。
【００２６】
これにより、面圧付与部Ｍにて非電極部分１ａを持ち上げる又は押し下げることで面圧Ｚを非電極部分１ａに付与することができ、電極部分１ｂから非電極部分１ａを確実に分離することが出来る。
【００２７】
請求項１０に記載した発明は、長尺原反１の非電極部分１ａにレーザービームＬにてスリット状の折れ曲がった或いはカーブした溶断線Ｓを形成してタブ５を電極部分１ｂに連続させて一体的に形成する方法である。即ち、
長尺の金属箔４に長手方向に沿って活物質が塗着された電極部分１ｂと、前記電極部分１ｂと金属箔４の側端縁４ａの間に形成された非電極部分１ａとを有し、一方向に搬送されている原反１の前記非電極部分１ａにレーザービームＬにてタブ５を形成するタブ形成方法であって、
移動方向に張力Ｔ２が加えられた状態で移動している非電極部分１ａのタブ形成位置の近傍に面圧付与ローラ又は滑り板で構成された面圧付与部Ｍを回転又は摺接させて非電極部分１ａを押し下げ又は押し上げ或いは傾けて非電極部分の搬送方向を電極部分の搬送方向に対して違え、レーザービームの照射点に面圧を付与し、前記タブ形成位置にレーザービームＬを照射してその溶断線Ｓにより非電極部分１ａを切り抜いてタブ５を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、１方向に走行している原反１の非電極部分１ａに面圧Ｚを掛けながらその面圧Ｚ付与部分の近傍にレーザービームＬを走らせてその集光点Ｐを溶融させるので、これを繋ぐと折れ線状又は曲線の溶断線Ｓを形成して電極部分１ｂに繋がるタブ５を非電極部分１ａに形成することが出来る。
前記面圧Ｚは、溶断線Ｓに外力を与えて溶融部位を押し広げる作用を有するため、該溶融部位の再融着を阻害しつつ連続的に当該部位をセパレート、即ち、切断して行くことが出来る。面圧付与をローラ又は滑り板で構成した面圧付与部Ｍで行えば、走行状態でタブ形成が出来る。そしてこのように物理的外力（面圧Ｚ）で溶融部位（溶断線Ｓ）の再融着を阻害しつつ連続的に当該部位をセパレートして行くので、レーザービームＬを大幅に絞ることが出来、溶融金属量を最小限に留めることが出来る。換言すれば、溶融部位における微量の溶融金属の全てがセパレートされると共にセパレートされた溶融端でそのまま凝固して切断端を構成することになり、従来のように球状の粉となることはなくて作業環境の向上ばかりか金属粉塵の原反１への付着が解消され、組み立てた二次電池やリチウムキャパシタ、電気二重層コンデンサなどの電子部品の不測の故障の一原因を排除することができた。
そして切断では例えばビーム直径が１０μｍと言うようにレーザービームＬを極限まで細くすることが出来るので、前述のように溶融金属はごく微少に限定され且つより短時間で強固するため、切断端におけるバリの発生も皆無にすることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るタブ形成装置とその一部を拡大した斜視図である。
【図２】図１のタブ形成機構部の第１実施例Ａの切断開始状態の要部斜視図である。
【図３】図２における原反送り方向の切断状況の要部斜視図である。
【図４】図２における戻り方向から原反送り方向に至る切断状況の要部斜視図である。
【図５】図２におけるレーザービームの移動経路を示す斜視図である。
【図６】図２における太鼓状のローラ部分の要部断面図である。
【図７】図２の第１補助ローラ部分の要部断面図である。
【図８】第１実施例Ａの変形例１の要部斜視図である。
【図９】第１実施例Ａの変形例２の要部斜視図である。
【図１０】第１実施例Ａの変形例３の切断開始状態の斜視図である。
【図１１】図１０の第２ローラ部分の要部断面図である。
【図１２】第２実施例Ｂの切断開始状態の斜視図である。
【図１３】図１２の第２ローラの要部断面図である。
【図１４】第２実施例Ｂの変形例の切断開始状態の斜視図である。
【図１５】第２実施例Ｂに於いてハウジングの傾動を可変とした要部断面図である。
【図１６】第３実施例Ｃの切断開始状態の斜視図である。
【図１７】図１６における原反送り方向の切断状況の要部斜視図である。
【図１８】図１７の第２ローラの要部断面図である。
【図１９】第３実施例Ｃに於いてハウジングの上下を可変とした要部断面図である。
【図２０】第４実施例Ｄの切断開始状態の斜視図である。
【図２１】第５実施例Ｅの切断開始状態の斜視図である。
【図２２】図２１の第２ローラの要部断面図である。
【図２３】第６実施例Ｆの切断開始状態の要部斜視図である。
【図２４】図２３に続く原反送り方向の切断状況の要部斜視図である。
【図２５】図２４に続く戻り方向から原反送り方向に至る切断状況の要部斜視図である。
【図２６】図２５に続く次のタブの切断状況の要部斜視図である。
【図２７】第６実施例Ｆの機構部分の傾斜状態の要部断面図である。
【図２８】第６実施例Ｆの機構部分の水平状態の要部断面図である
【図２９】第６実施例Ｆの機構部分の概略斜視図である。
【図３０】レーザービームによる溶断線の平面図である。
【図３１】第７実施例の機構部分の概略斜視図である。
【図３２】第７実施例の機構部分の水平状態の要部断面図である。
【図３３】本発明に使用される滑り板の要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を図示実施例に沿って説明する。本発明の適用される原反１は、リチウム二次電池用或いはリチウムキャパシタ用のものを例にすれば、金属箔４の中央部分に広幅にて正又は負の活物質を帯状に塗着した電極部分１ｂと、その両側に設けられた活物質が塗着されていない非電極部分１ａとで構成されており、ロール状に巻き取られている。図１では電極部分１ｂの間に幅方向に絶縁テープを張ったものを示しているが、勿論、これに限られず、金属箔４の中央部分に広幅にて正又は負の活物質を帯状に塗着して電極部分１ｂとしたものを使用する場合もある。
【００３１】
大型の電池に使用する場合は必要に応じて一方の非電極部分１ａを切除し、残る非電極部分１ａの必要部位に後述するようにタブ５をレーザー溶断にて形成し、続いて幅広の原反１をそのまま使用してトムソン刃又はレーザー切断にて四角形に切断することになるが、小型の電池では幅広の原反１を所定の細い幅に切り分けて使用される。それ故、この場合は、金属箔４に必要幅のマスキングをして長手方向に複数本の帯状の電極部分１ｂを形成し、複数の帯状の電極部分１ｂの間及び金属箔４の両側縁に非電極部分１ａが形成される。そして、両者の境目で切り分けて電極部分１ｂとこれに沿って設けられる非電極部分１ａとで構成された複数の細幅原反１を形成する。
なお、中型の電池に使用する場合は、幅広の原反１を中央から長手方向に沿って二分割することになる。この場合は、非電極部分１ａは電極部分１ｂの片側に設けられることになる。
【００３２】
原反１は一般的には上記のように形成されるので、両側或いは片側のみに非電極部分１ａが設けられているもの、電極部分１ｂの幅が広いものから狭いものまで様々なものがある。本明細書では煩雑さを避けるため幅広、中幅及び細幅のもの全てを一括して原反１とする。幅の広狭の違いはあるがいずれの原反１も電極部分１ｂと非電極部分１ａを有する。図１の実施例では非電極部分１ａが原反１の両側に設けられている場合であるが、当然これに限られるものではない。原反１は後述するように一方向に移動しており、送りローラ２３ａ〜２３ｎによって水平に下から支えられている。
【００３３】
本発明のタブ形成装置１００は、大略、原反移動装置２０、レーザー出射装置３０、タブ形成機構１０及び断材引取機構１９とで構成されている。
【００３４】
原反移動装置２０は、原反送出部２１、反対側の原反巻取部２２、両者の間に装備された複数の送りローラ２３ａ〜２３ｎ、原反側ダンサーローラ２４とで構成されている。以下に述べる実施例ではタブ形成機構１０が異なるだけでその他の構成は同じである。
【００３５】
原反送出部２１は送出側の原反送出用サーボモータ２１ａとこれに接続された原反送出軸２１ｂとで構成され、反対側の原反巻取部２２は巻取側の原反巻取用サーボモータ２２ａとこれに接続された原反巻取軸２２ｂとで構成され、原反送出用サーボモータ２１ａと原反巻取用サーボモータ２２ａとは同期して回転している。原反１の張力調整は両者の間に設けられた公知の原反側ダンサーローラ２４による。電極部分１ｂに付与された張力Ｔ１を図１に示す。張力Ｔ１は、タブ５が形成される非電極部分１ａを除く、原反１の全幅に均等に掛る。
【００３６】
原反側ダンサーローラ２４と送りローラ２３ａ〜２３ｎは原反送出軸２１ｂと原反巻取軸２２ｂとの間に所定間隔で配置されており、一定の重力が付与された原反側ダンサーローラ２４が上下して、移動している上記のように原反１に一定の張力Ｔ１を与え、送りローラ２３ａ〜２３ｎは移動している原反１を下から支えるようになっている。従って、非電極部分１ａも断材引取機構１９までは送りローラ２３ａ〜２３ｎに支持されている。そして、レーザー溶断位置ではレーザービームＬによりタブ５が非電極部分１ａから切り抜かれて非電極部分１ａの断材２（切り屑）が電極部分１ｂから切り離されるため、断材２部分の張力Ｔ２は断材引取機構１９の断材側ダンサーローラ１８によって与えられる。この張力Ｔ２は断材２の耳部１ｃに加えられる（図１）。
【００３７】
レーザー出射装置３０は原反１の上方に設置され、非電極部分１ａに向けてレーザービームＬを出射する装置で、面圧付与ローラＭとの協働の下、溶断により非電極部分１ａに細い折れ線状又は曲線など任意の形状のタブ５を形成する。本明細書では全体を通じて長方形又は正方形のタブ５を、走行している非電極部分１ａを切り抜くことで形成する場合を代表例として説明する（図１）。
この代表例ではレーザービームＬを原反１の移動方向に対して交差する方向（本実施例ではレーザービームＬによる溶断線Ｓが電極部分１ｂの側縁から垂直に設けられねばならない関係から、原反１（即ち、非電極部分１ａ）の移動速度に同期して非電極部分１ａと同方向に移動しつつ電極部分１ｂの側縁側と非電極部分１ａの側端縁４ａ近傍との間を往復し、且つ前記移動分を原反１（非電極部分１ａ）の移動方向に対して逆方向に前記移動距離だけ戻る（図５）。
【００３８】
図５において、線ＮはレーザービームＬの非電極部分１ａ上の移動軌跡であり、点ＰがレーザービームＬの移動始点や方向転換点を示す。移動始点をＰ１で示し、方向転換点を順次Ｐ２〜Ｐ５で示す。（非電極部分１ａにおけるレーザービームＬの移動の理解を容易にするために移動順にＰ１、Ｐ２と言うようにアラビア数字を附している。）この動きが繰り返されてタブ５が切り抜かれる。
【００３９】
このような操作を行う関係から、レーザー出射装置３０はガルバノスキャニング式のものが使用される。レーザービームＬの移動幅Ｘは非電極部分１ａに対して電極部分１ｂの側縁から非電極部分１ａの側端縁４ａ（即ち、金属箔４の側端縁４ａ）の近傍までで、レーザービームＬの移動終点となる方向転換点Ｐ２と側端縁４ａまでの切残し幅が非電極部分１ａの耳部１ｃ（或いは側辺部分１ｃとも言う）となる。耳部１ｃを図中破線で示す。図では、非電極部分１ａの移動とレーザービームＬの斜め方向の移動との合成で電極部分１ｂに対して直角方向の溶断線Ｓが形成されるように描いてある。
【００４０】
タブ形成機構１０について本明細書では７つの実施例を開示したが、勿論、これに限られるものではない。タブ形成機構１０の実施例はいずれもレーザービームＬの溶断線Ｓの近傍（図では下流側であるが、上流側でも良い。）において一方向に連続して走行している原反１の非電極部分１ａに面圧Ｚを付与するものである。
第１実施例Ａは（図２〜１１）、第２実施例Ｂは（図１２〜１５）、第３実施例Ｃは（図１６〜１９）、第４実施例Ｄは（図２０）、第５実施例Ｅ（図２１〜２２）、第６実施例Ｆ（図２３〜３０）第７実施例を図３１〜３３に示す。
【００４１】
以下、第１実施例Ａに付いて説明する。第１実施例Ａのタブ形成機構１０は、レーザービームＬの前記溶断線Ｓの前後両側に配置された４本のローラ１１ａ、１１ｂ・１２ａ、１２ｂ及び該ローラを軸支するハウジングＨ１とで構成され、その主要部分は非電極部分１ａを上下から挟持する長短２本のローラである。
【００４２】
前記４本のローラの内、レーザービームＬの溶断線Ｓを基準として上流側を第１上ローラ１１ａ、第１下ローラ１１ｂとし、下流側を第２上ローラ１２ａ、第２下ローラ１２ｂとする。この点は本明細書を通じて共通する。
本実施例では、第１上ローラ１１ａは非電極部分１ａの上側、第１下ローラ１１ｂは下側に配置され、第２上ローラ１２ａは非電極部分１ａの上側、第２下ローラ１２ｂは下側に配置されており、これら４本のローラの回転軸は非電極部分１ａに平行で且つその移動方向に対して直角に配置されている。
第１上ローラ１１ａは、第１下ローラ１１ｂから離れて更に上流側に配置され、第１下ローラ１１ｂはレーザービームＬの移動開始点Ｐ１の上流側でその近傍に配置され、第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂは非電極部分１ａに接しながら回転している。第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂの形状は円柱状で非電極部分１ａの全幅をカバーする長寸ローラである。
【００４３】
第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂは、レーザービームＬの移動終点である方向転換点Ｐ２の下流側近傍にて回転しつつ非電極部分１ａを表裏から挟持している。第２上ローラ１２ａの長さは短い円柱状のもので、非電極部分１ａの耳部１ｃだけを上から押圧するように接触している。
これに対して第２下ローラ１２ｂは、第２上ローラ１２ａに対向する部分（この部分を挟持部分１２ｂ２とする）と、レーザービームＬの溶断線Ｓをカバーする胴体部分１２ｂ１とで構成され、非電極部分１ａの全幅を下から支えている。第２下ローラ１２ｂの挟持部分１２ｂ２は、第２上ローラ１２ａに合わせて短寸の円柱状である。この挟持部分１２ｂ２に続く胴体部分１２ｂ１は凸円弧の回転体（太鼓状）である。第２下ローラ１２ｂの形状を例えて言えば、ボーリングのピンに似た形状である。この胴体部分１２ｂ１の非電極部分１ａに対する接触面は非電極部分１ａの被接触面を押し上げて下から上に面圧Ｚを与えるように配置されている。
第２上ローラ１２ａは上記のように短寸で第２下ローラ１２ｂの胴体部分１２ｂ１に対応する部分が存在しないので、前述のように該胴体部分１２ｂ１が接触する非電極部分１ａ全体に面圧Ｚが下から上に向かって加わって若干持ち上げられることになる。これにより面圧付与部Ｍは第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂで構成されることになる。
これら４本のローラの内、上ローラ１１ａ・１２ａはハウジングＨ１に片持ちで、下ローラ１１ｂ・１２ｂは両持ちでハウジングＨ１に回転自在に枢着されている。
【００４４】
第１上補助ローラ１３ａと第１下補助ローラ１３ｂは第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂの下流側に設置され、ハウジングＨ１３に回転自在に装着されている（図２、図７）。第１上補助ローラ１３ａを前述の第２上ローラ１２ａと同様耳部１ｃだけを挟持できるように短く、第１下補助ローラ１３ｂを長くして非電極部分１ａを下から挟持しつつ支えるようにしている。いずれも外形形状は円柱状である。そして、これらは非電極部分１ａの側端縁４ａを持ち上げるように傾斜させて配置されている。これにより水平に配置された第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂから出た非電極部分１ａにねじれを付与している。
なお、図示していないが、第１上・下補助ローラ１３ａ・１３ｂの長さを逆にし、第１上補助ローラ１３ａを長く、第１下補助ローラ１２ｂを短くしてもよいし、更にはこれらの傾斜配置を逆に非電極部分１ａの側端縁４ａを低くするようにしてもよい。いずれの場合でも第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂから出た非電極部分１ａに捻じれを付与し、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂの面圧付与効果を助長できればよい。
【００４５】
第２補助ローラ１４は第１上・下補助ローラ１３ａ・１３ｂの下流に配置された円柱状のもので、非電極部分１ａの移動方向に対して直角且つ水平に配置され、非電極部分１ａの全幅をカバーし、捩じられ且つタブ５が切り抜かれた非電極部分１ａと、切り抜かれ、非電極部分１ａと共に移動しているタブ５を水平に戻す。なお、第２補助ローラ１４は図の実施例では非電極部分１ａの上に配置されているが、長寸の第１下補助ローラ１３ｂが非電極部分１ａの下に配置されている場合には非電極部分１ａの上に配置され、逆に、長寸の第１下補助ローラ１３ｂが非電極部分１ａの上に配置されている場合には非電極部分１ａの下に配置されて上記のねじれを解消する。
【００４６】
断材引取機構１９（図１参照）は第２補助ローラ１４の下流に設置され、非電極部分１ａの移動方向に対して直角に配置された断材巻取軸１９ｂと、これに接続されてこれを回転させる断材巻取用サーボモータ１９ａ、及び、その上流側（換言すれば、断材巻取軸１９ｂとタブ形成機構１０との間）に設置されている公知の構造の断材側ダンサーローラ１８とで構成されており、断材巻取用サーボモータ１９ａは前述の原反送出用及び原反巻取用サーボモータ２１ａ・２２ａと同期して回転する。タブ５が切り取られた非電極部分１ａの断材２が断材巻取軸１９ｂに接続されている。
【００４７】
次に本装置１００の動作に付いて説明する。原反１を原反送出軸２１ｂに装着し、原反１の先端部分を原反巻取軸２２ｂに取り付ける。そして、原反１の非電極部分１ａの一部
を予め電極部分１ｂの縁に沿って切り離し、断材側ダンサーローラ１８を介してその先端を断材引取機構１９の断材巻取軸１９ｂに装着する。この状態で原反移動装置２０と断材引取機構１９とを作動させると共にレーザー出射装置３０を作動させてレーザービームＬを非電極部分１ａに照射する。
【００４８】
原反１の電極部分１ｂは原反側ダンサーローラ２４の働きで原反送出軸２１ｂと原反巻取軸２２ｂとの間で一定の張力Ｔ１を受けながら原反巻取軸２２ｂの方向に一定速度で送り出されつつ巻き取られる。同時に、非電極部分１ａは前述のように断材引取機構１９の断材巻取軸１９ｂに装着され、後述するようなレーザー溶断によるタブ５の切り抜き形成を受けつつ電極部分１ｂの移動と同期して移動する。そして原反１側と同様に、断材側ダンサーローラ１８の働きにより、タブ５が切り取られた非電極部分１ａの断材２も一定の張力Ｔ２を受けつつ断材巻取軸１９ｂに巻き取られる。この間、面圧付与部Ｍを構成する第２下ローラ１２ｂの胴体部分１２ｂ１により上向きの面圧Ｚが非電極部分１ａに加わっている。
【００４９】
ここで、面圧Ｚと張力Ｔ２に付いて説明する。タブ５の切り抜き前では断材側ダンサーローラ１８の働きにより、非電極部分１ａの全幅に張力Ｔ２が掛っているので、非電極部分１ａは第２下ローラ１２ｂの太鼓状（又はボーリングのピンの胴体部分に似た形状）の胴体部分１２ｂ１により上に若干膨らんでいる。これを図２にて示す。ただし、レーザー切断に支障のない程度の平面状態が保たれている。この状態でレーザービームＬによるタブ５の切り抜きが行われる。
【００５０】
レーザービームＬによる切り抜きが移動開始点Ｐ１から始まると、図５に示すように、原反１の側辺部分１ｃ方向で原反１の移動速度に合わせて移動方向に同期してレーザービームＬが斜めに移動する（この移動ラインＮを（１）で示す。）。
移動終点である方向転換点Ｐ２に至るとレーザービームＬは非電極部分１ａの移動量に等しい距離だけ非電極部分１ａの移動を勘案しつつ非電極部分１ａの移動と反対方向の戻り終点である方向転換点Ｐ３に戻る。（この移動ラインＮを（２）で示す。）。戻り方向は非電極部分１ａの側端縁４ａと平行である。そして、移動開始点Ｐ１と戻り終点Ｐ３とを結ぶ線は、側端縁４ａに対して直角である。
戻り終点である方向転換点Ｐ３に至るとレーザービームＬは、原反１の電極部分１ｂ方向で原反１の移動速度に合わせて移動方向に同期して斜めに移動し移動終点である方向転換点Ｐ４に達する（この移動ラインを（３）で示す。）。そして前述同様、点Ｐ３と点Ｐ４とを結ぶ線は、側端縁４ａに対して直角である。
点Ｐ４に至るとレーザービームＬは非電極部分１ａの移動を勘案しつつ前記同様非電極部分１ａの移動量に等しい距離だけ非電極部分１ａの移動と反対方向の戻り終点である点Ｐ５に戻る。（この移動ラインを（４）で示す。）。戻り方向は非電極部分１ａの側端縁４ａと平行である。これにより図１の拡大図に示すような長方形或いは正方形のタブ５が非電極部分１ａに切り抜かれる。なお、レーザー出射装置３０がガルバノミラータイプなのでレーザービームＬの出射方向を自由に制御でき、これによってタブ５は長方形或いは正方形に限られず、電極部分１ｂの側縁に判円形或いはその他の形状に自由に切り抜くことが出来る。
このような動作を繰り返して非電極部分１ａに所定間隔でタブ５が形成され、残りの部分が断材２となる。
【００５１】
上記のレーザービームＬによる切り抜きの際に非電極部分１ａに加わっている張力Ｔ２は、タブ５の切り抜き前では非電極部分１ａの全幅に掛っているが、タブ５の切り抜き後では、タブ５が切り取られた部分には掛らず、狭い耳部１ｃに加わる。耳部１ｃは電極部分１ｂの幅より大幅に狭いので、張力Ｔ２は張力Ｔ１より大幅に小さい。張力Ｔ２は耳部１ｃが断裂しない大きさに設定されている（図１の上の拡大図参照）。
【００５２】
そしてタブ５が切り取られた断材２は、原反巻取軸１９ｂとタブ形成機構１０との間に設けられた断材側ダンサーローラ１８が上下することで一定の張力Ｔ２が耳部１ｃに付加された状態で原反１の移動に同期して断材引取機構１９に巻き取られる。タブ５が形成された電極部分１ｂは原反巻取部２２に巻き取られ、次の工程に送られる。原反送出部２１側の原反１がなくなると新しい原反１に交換され、古い原反１の終端と新しく供給された原反１の先端が接続され、タブ５の形成が再開される。
なお、図ではタブ５が切り取られた非電極部分１ａが原反巻取軸１９ｂに巻き取られるようになっているが、これに限られず、下にボックス（図示せず）を用意して原反巻取軸１９ｂの代わりに設けた引取ローラ（図示せず）でタブ５が切り取られた非電極部分１ａを同期して引き取り、ボックスに落とし込むようにしてもよい。
【００５３】
ここで切断のメカニズムについて説明する。前述のように切断線Ｓの近傍には第２下ローラ１２ｂが配置され、切り抜き前では、非電極部分１ａ全体に張力Ｔ２が加わった状態で、第２下ローラ１２ｂの胴体部分１２ｂ１により非電極部分１ａには上向きの面圧Ｚが加わって非電極部分１ａが上に膨らんでいる。特に、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂで耳部１ｃを挟持しているので、胴体部分１２ｂ１による上向きの面圧Ｚが加わりやすい。
【００５４】
移動始点Ｐ１から点Ｐ２に向かってレーザービームＬが走ると、レーザービームＬの照射により線状に照射領域が溶け、その瞬間に溶融部分において、前記面圧Ｚと張力Ｔ２により胴体部分１２ｂ１に載っている側の溶断端面１ａ２が溶融と同時に持ち上げられ、もう一方に溶断端面１ａ１に対して段差Ｊを生じる。この段差Ｊの発生と同時に両端面１ａ１・１ａ２で溶融金属の再凝固が別々に発生して再接続を生じることなく瞬時に溶断が完了する。
それ故、レーザービームＬを例えば直径が１０μｍ程度に細く絞ったとしても再融着が阻止される（図２の拡大図面）。そしてこの場合、溶融部分はごく小さいスポットでその部分の溶融金属量は微量に留まる。その結果、前述の段差Ｊが生じたとき、前述のように瞬間的に溶融金属はその切断端面においてバリを発生することなくそれぞれ再凝固して切断状態が維持される。換言すれば、本発明ではバリ発生をなくすためにレーザービームＬを極めて細く絞ることが出来る。この点は後述する方向の異なる溶断線Ｓに付いても言える。
【００５５】
レーザービームＬが点Ｐ２に至り、点Ｐ２から点Ｐ３に方向を変えるとＬ形に非電極部分１ａが切り抜かれて行く。切り抜き後では耳部１ｃに張力Ｔ２が加わり、タブ５側には張力Ｔ２が働かないが、耳部１ｃが上記のように挟持された状態で走行していて耳部１ｃの高さが固定され、一方、前記胴体部分１２ｂ１によってタブ５側が押し上げられるため、レーザービームＬの移動と共に前記の作用によりバリなしで溶断されて行く（図３）。
【００５６】
レーザービームＬが点Ｐ３に至り、点Ｐ３から点Ｐ４に方向を変えるとＵ形に非電極部分１ａが切り抜かれて行く。ここでも切り抜き後では耳部１ｃに張力Ｔ２が加わり、タブ５側には張力Ｔ２が働かないが、前記胴体部分１２ｂ１によってタブ５側が押し上げられるため、レーザービームＬの移動と共に前記の作用によりバリなしで溶断されて行く。これによりタブ５が切り抜かれる（図４）。
【００５７】
タブ５の切り抜きが終了すると、レーザービームＬは点Ｐ４から点Ｐ５に方向を変え、次のタブ５の切り抜き地点まで非電極部分１ａを線状に溶断する。レーザービームＬが次のタブ５の切り抜き位置に到達すると、前記と同様の作用にて次のタブ５を切り抜く。
【００５８】
第１実施例Ａの変形例
図の実施例は第２上ローラ１２ａが短寸円柱状のローラ、第２下ローラ１２ｂが長寸で胴体部分１２ｂ１が太鼓状となっているが、これを逆にしてもよい。即ち、図示していないが、第２上ローラ１２ａを長尺にし、第２下ローラ１２ｂを短寸にし、第２上ローラ１２ａの胴体部分を凸円弧の回転体（太鼓状）とするようにしてもよい。この場合には面圧Ｚは非電極部分１ａの上から掛かることになる。
更には、第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂと第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂの形状を逆転させ、第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂのいずれか一方を短寸に形成し、他方の胴体部分を太鼓状に形成し、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂを水平に配置した長寸ローラとしてもよい。
【００５９】
更なる変更として、図８のように第１上ローラ１１ａの胴体部分１１ａ１を更に太鼓状に形成してもよく、これにより上流側と下流側とで非電極部分１ａに面圧Ｚを２カ所から与えられることになる。
また、図９に示すように、第１上ローラ１１ａを短寸円柱状ロールとし、第１下ローラ１１ｂと第２上ローラ１２ａをボーリングのピンに似た形状のロールとし、第２下ローラ１２ｂをこれに対応できるようにその胴体部分１２ｂ１を凹円弧の回転体形状のローラとしてもよい。そしてこの第２下ローラ１２ｂの挟持部分１２ｂ２は短い円柱状である。上記形状の組み合わせは上記の場合に限られず、非電極部分１ａにいずれかのローラの胴体部分にて面圧Ｚが与えられるようなものは全て含まれる。この時、耳部１ｃの挟持は面圧Ｚの有効な発現に効果がある。
【００６０】
第１実施例Ａの更なる変形として、ローラの上記胴体部分を太鼓状に代え、胴体部分の中央に全周に亘ってリング状膨出部分１２ｂ３を形成してもよい（図１０、１１）。リング状膨出部分１２ｂ３の作用効果は太鼓状胴体部分と同じである。リング状膨出部分１２ｂ３は図の実施例に限られず、前記４つのローラのいずれかを長寸円柱状ローラにし、これの胴体部分中央に設置することができる。
【００６１】
第２実施例Ｂは第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂが非電極部分１ａに対して傾斜して配置されているものである（図１２〜１５）。図１２の実施例では、第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂが前記同様に離間させて設置された長寸円柱状のローラ、第２上ローラ１２ａは耳部１ｃを挟持する短寸円柱状のローラ、第２下ローラ１２ｂが長寸円柱状のローラで、これらは傾斜して固定状態に保持されたハウジングＨ２１に回転自在に支持されている。
そして、図１２、１３の実施例では、第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂが水平に配置されており、これに対して上下一対の第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂが上記のように傾けて設置されて、耳部１ｃが第２上ローラ１２ａにより下に押し下げられ、且つ第２下ローラ１２ｂの先端Ｙで非電極部分１ａが下から押し上げられて面圧Ｚが付与される。換言すればこれによって第１下ローラ１１ｂと第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂとの間で非電極部分１ａが捩じられる。この状態で前述のようにレーザービームＬで溶融線Ｓを形成すると、面圧Ｚと捩じりにより前述同様に溶断線Ｓの切断端面１ａ１、１ａ２に段差Ｊが発生し再溶着を阻害する。これにより上記同様のタブ５の形成が可能となる。
【００６２】
なお、この場合も図の実施例に限られず、図示していないが、上下一対の第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂの傾きを逆にしてもよいし、上下を逆にしてもよい。更に第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂを水平に、第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂを傾けるようにしてもよい。この場合も、第１、２ローラ間で非電極部分１ａに有効な面圧Ｚと捩じりが付与出来ればよい。
【００６３】
図１４は第２実施例Ｂの変形例で、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂを長寸ローラとし、反対側（側端縁４ａ側を持ち上げ、先端Ｙ側を下）に傾けるようにした場合である。
【００６４】
上記の場合はローラの傾きは固定であったが、この傾きを微妙に調整する必要がある場
合には図１５のような傾斜角度調整機構５１を用いる。傾斜角度調整機構５１は、ハウジングＨ４に取り付けられた傾動軸１２ｊに傾動用サーボモータ１２ｍが取り付けられており、傾動用サーボモータ１２ｍを作動させることで傾斜角度を調整することができる。
【００６５】
図１６〜１９は第３実施例Ｃで、短寸ローラが非電極部分１ａの耳部１ｃを押し下げるように配置されているものである。この場合も前記同様第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂは離間して保持され、長寸で水平に保持された円柱状のローラであり、第２上ローラ１２ａは耳部１ｃを挟持する短寸円柱状のローラ、第２下ローラ１２ｂは長寸で水平に保持された円柱状のローラである。いずれも固定ハウジングＨ３１に前記同様片持ち及び両持ちでそれぞれ回転自在に装着されている。そして、水平で非電極部分１ａの上下に設置された第１上・下ローラに対して第２上・下ローラが一段低く設定されており、第１下ローラ１１ｂと第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂとの間で前記同様のねじりが発生し、ねじりに起因する面圧Ｚが非電極部分１ａにかかることになる（図１８）。
【００６６】
図１６は点Ｐ１から点Ｐ２に向かって溶断している場合で、前記面圧Ｚにより溶断線Ｓの溶断端面１ａ１、１ａ２に段差Ｊを生じる。
図１７は耳部１ｃに沿って溶断している場合で、第２上ローラ１２ａが耳部１ｃを押し下げ、これによって切り抜かれたタブ５の先端がタブ５自体の弾発力により水平に戻ろうとして耳部１ｃの溶断端面との間で段差Ｊを生じる。以後、第１実施例Ａと同様にして非電極部分１ａを切り抜いて行く。以後第１実施例Ａと同様にしてタブ５を切り抜いて行く。
【００６７】
なお、これとは逆に耳部１ｃを押し上げる場合は、図示していないが、第２下ローラ１２ｂが短寸のローラとなり、第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂの位置が図１６の反対になる。
【００６８】
上記の場合は、第１・２上・下ロール１１ａ・１１ｂ、１２ａ・１２ｂが固定の場合であるが、第２上・下ロール１２ａ・１２ｂの上下方向の高さを調整する場合には、図１９に示すような昇降機構４１が用いられる。
昇降機構４１は、第２上・下ロール１２ａ・１２ｂが取り付けられたハウジングＨ３２と、このハウジングＨ３２に装着された昇降用サーボモータ１２ｐ及びこの昇降用サーボモータ１２ｐに取り付けられ、ハウジングＨ３２を昇降させる昇降軸１２ｎとで構成されている。第１・２上・下ロール１１ａ・１１ｂは別途図示しない固定ハウジングに枢着されている。
【００６９】
そしてこの場合、第２上・下ロール１２ａ・１２ｂは昇降用サーボモータ１２ｐを作動させることによりハウジングＨ３２が昇降し、第２上・下ロール１２ａ・１２ｂの第１上・下ロール１１ａ・１１ｂに対する高さを調整する。なお、前述同様、第１上・下ロール１１ａ・１１ｂと第２上・下ロール１２ａ・１２ｂを反対にして昇降用サーボモータ１２ｐを第１上・下ロール１１ａ・１１ｂ側に取り付けても良い。
【００７０】
図２０は第４実施例Ｄで、第１・２上・下ローラ１１ａ・１１ｂ、１２ａ・１２ｂの他に第３ローラ１５を用いる場合である。第１・２上・下ローラ１１ａ・１１ｂ、１２ａ・１２ｂは円柱状で非電極部分１ａの上下に水平に配置されている。これに対して第３ローラ１５は短寸で水平に配され、非電極部分１ａの中央を上から（又は下から）押圧して非電極部分１ａに面圧Ｚを与えている場合である。これにより第１実施例Ａと同様の原理で折れ線状に溶断される。
【００７１】
図２１は第５実施例Ｅで、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂのハウジングＨ４に例えば超音波発生装置やバイブレータのような振動発生装置１２ｃを付加した場合である。溶断
時に振動を非電極部分１ａに付与し、溶断線Ｓに振動を与えることにより非電極部分１ａに面圧Ｚを付与し、上記の原理で非電極部分１ａを切り抜くことになる。
【００７２】
なお、上記第１から第５実施例では第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂは離間した状態で軸支されているが、次に述べる図２３のように上下に配置し、非電極部分１ａを上下から挟持しつつ回転するようにしてもよい。
【００７３】
第６実施例Ｆ（図２３〜３０）はタブ形成機構１０を構成する４本のローラ１１ａ・１１ｂ、１２ａ・１２ｂの内、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂが上下移動及び傾動するものである（図２３〜３０）。その機構部は、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂ、ハウジングＨ６、ローラ昇降機構１２Ｌとローラ傾動機構１２ｋとで構成されたハウジング姿勢可変機構Ｇとで構成されており、これらを図２７〜２９に従って説明する。
【００７４】
第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂは既述のように長寸円柱状で水平に取り付けられている。ここでは第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂは上下に配置され、非電極部分１ａを挟持している例を示したが、勿論、これに限られず、第１実施例Ａの図２で示したように離間してもよい。
第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂは第１実施例Ａと同様、円柱状で水平に取り付けられ、上側の第２上ローラ１２ａが短く、第２下ローラ１２ｂが長いローラである。そしてこれらは第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂとは切り離してハウジングＨ６に枢着されている。
【００７５】
ハウジングＨ６の上に伸びたアームには、第２下ローラ１２ｂが両持ちで、第２上ローラ１２ａが片持ちで軸支されている。そして、ハウジングＨ６は第２下ローラ１２ｂの下方にて原反１の移動方向に伸びた傾動軸１２ｊに傾動自在に取り付けられている。
このハウジングＨ６の底部両端には車輪１７が回転可能に取り付けられている。そして、ハウジングＨ６の下方に配置されたカム１６上を転動するように載置されている。カム１６にはカム１６を水平移動させるソレノイド１２ｑとカム１６を水平移動させる図示しないガイドが装備されている。ローラ傾動機構１２ｋは、ハウジングＨ６、車輪１７、傾動軸１２ｊ、カム１６及びソレノイド１２ｑと図示しないガイドで構成される。
【００７６】
そして前記ローラ傾動機構１２ｋ全体を昇降させるローラ昇降機構１２Ｌは、昇降用サーボモータ１２ｐと、カム１６の昇降をガイドする図示しないガイドバーとで構成されている。
【００７７】
前記カム１６の上面には、第１水平カム面１６ａ、第１傾斜面１６ｂ、第２水平カム面１６ｃ、第３水平カム面１６ｄ、第２逆傾斜面１６ｅ及び第４水平カム面１６ｆが設けられている。第１水平カム面１６ａは最も高く、第２水平カム面１６ｃと及び第４水平カム面１６ｆが同じ高さで、第３水平カム面１６ｄが最も低い。そして、第１傾斜面１６ｂが第１水平カム面１６ａと第２水平カム面１６ｃとを繋ぎ、第２逆傾斜面１６ｅが第３水平カム面１６ｄと第４水平カム面１６ｆとを繋ぐ。
【００７８】
次に、第６実施例Ｆのタブ形成機構１０の作用を説明する。図２８，２９はハウジングＨ６が水平状態に保持されている状態で、車輪１７は第２及び第４水平カム面１６ｃ・１６ｆ上に載っている。この状態で昇降用サーボモータ１２ｐが作動すると第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂは水平を保ったまま昇降する。
【００７９】
これに対して、ソレノイド１２ｑを作動させるとカム１６が水平移動し、車輪１７が第１傾斜面１６ｂ、第２逆傾斜面１６ｅを介して第１水平カム面１６ａ及び第３水平カム面１６ｄに移動するとハウジングＨ６が傾動軸１２ｊを中心にして回転してハウジングＨ６が傾き、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂが傾斜する（図２７）。これらの動きを組み合わせることによって非電極部分１ａに面圧Ｚ及び歪を与えて溶融と同時に溶融部分に段差Ｊを発生させて瞬時にバリなしで溶断を完結する。
なお、ローラ傾動機構１２ｋの主機能はカム１６とソレノイド１２ｑであるが、これらに代えて減速機とギア列を介したサーボモータを用い、ハウジングＨ６を傾動させるようにしてもよい。
【００８０】
次にレーザービームＬによる溶断を図５及び図３０にて説明する。移動開始点Ｐ１にレーザービームＬを照射し、点Ｐ２に向かってレーザービームＬを走らせる。移動開始点Ｐ１では、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂは最上点Ｐｕに位置し且つ先端Ｙ側が上がった状態で保持されている。最上点Ｐｕは非電極部分１ａの走行面に一致する高さである。これにより非電極部分１ａは先端Ｙにより面圧Ｚが付与され、上に持ち上げられている。即ち、カム１６は引き出された状態で図２７の状態である。
【００８１】
次いで、レーザービームＬの点Ｐ２方向への移動と共に昇降用サーボモータ１２ｐが作動して耳部１ｃを挟持した第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂが傾斜状態を保持したまま徐々に下がり、移動終点である点Ｐ２で第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂは最下点Ｐｄに達する。この時点でも先端Ｙは面圧Ｚを付与した状態が続く。最下点Ｐｄは最上点Ｐｕより１段下がった位置で、第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂにて耳部１ｃを引き下げた状態になる。
【００８２】
移動終点である点Ｐ２に達するとこれと同時にソレノイド１２ｑが作動してカム１６を押し戻して第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂを水平にする。この時点では非電極部分１ａは耳部１ｃが第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂに挟持された状態で最下点Ｐｄに引っ張り下ろされており、ソレノイド１２ｑが作動して第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂを水平にすることで水平状態を保つ第１上・下ローラ１１ａ・１１ｂとの間でねじり応力が非電極部分１ａに付与される。
【００８３】
前記のように第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂが最上点Ｐｕから最下点Ｐｄに至るのに合わせてレーザービームＬは点Ｐ１から点Ｐ２に移動するが、面圧Ｚが非電極部分１ａに加わっているので、レーザービームＬの照射点における溶融と同時に溶融部分に段差Ｊが発生し、凝固による再接続は妨げられ、溶融と同時に溶断されることになる。
【００８４】
続いてレーザービームＬは点Ｐ２から点Ｐ３へ非電極部分１ａの移動と逆方向に移動する。同時に非電極部分１ａは順方向に移動しているので、非電極部分１ａの順方向の移動量を勘案して点Ｐ３は金属箔４の側端縁４ａに対して直角に引いた、移動前の点Ｐ１を通る直線上にあることになる。点Ｐ２から点Ｐ３に至る直線は側端縁４ａに平行で、この直線と側端縁４ａの間が耳部１ｃとなる。レーザービームＬが点Ｐ３に達すると最下点Ｐｄに位置する第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂに対してソレノイド１２ｑが作動して先端Ｙが上になるように第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂを傾斜させる。これによりＬ形に溶断された溶断線Ｓの横で非電極部分１ａを若干持ち上げ面圧Ｚを非電極部分１ａに与える。
【００８５】
そして点Ｐ３からレーザービームＬは逆方向に戻り点Ｐ４に至る。この間、昇降用サーボモータ１２ｐが逆作動して耳部１ｃを挟持した第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂが傾斜状態を保持したままレーザービームＬの移動と共に徐々に最上点Ｐｕ迄上がる。
【００８６】
点Ｐ４では、レーザービームＬは点Ｐ４から点Ｐ５へ非電極部分１ａの移動と逆方向に移動する。点Ｐ５は金属箔４の側端縁４ａに対して直角に引いた、移動前の点Ｐ１に一致する位置である。点Ｐ４から点Ｐ５に至る直線は電極部分１ｂの側縁に平行である。レーザービームＬが点Ｐ５に達すると最下点Ｐｄに位置する第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂに対してソレノイド１２ｑが作動して先端Ｙが上になるように第２上・下ローラ１２ａ・１２ｂを傾斜させる。これによりＬ形に溶断された溶断線Ｓの横で非電極部分１ａを若干持ち上げ面圧Ｚを非電極部分１ａに与える。
この間、傾斜して持ち上げられた第２下ローラ１２ｂの先端により溶断されて切り離された非電極部分１ａが持ち上げられ、前述同様の段部Ｊを形成し、溶融と同時に溶断が完了する。このような動作を繰り返してタブ５が電極部分１ｂに合わせて一体的に切り出される。
【００８７】
次に、図３１、３２に従って、本発明の第７実施例に付いて説明する。この場合は、面圧付与部Ｍは段付きローラ４０で、両側に太径部分４０ａが設けられ、中央に細径部分４０ｂが設けられており、同軸で回転する。そして、電極部分１ｂから切り取られた両側の非電極部分１ａの下に太径部分４０ａが配置され、中央の電極部分１ｂは中央の細径部分４０ｂに乗って運ばれている。原反１の両側の非電極部分１ａは太径部分４０ａによって上に押し上げられ、電極部分１ｂはそのままの送り高さを持って送り出される。これにより両者の間にはセパレート角が形成され、確実に分離される。
【００８８】
なお、上記の実施例では面圧付与部Ｍは段付きローラ４０であったが、面圧付与部Ｍはこれに限られず、溶断された電極部分１ｂと非電極部分１ａとを確実に分離できるようなものであれば足り、図３３に示すように、非電極部分１ａとの摺接面が円弧状に形成された楕円形（或いは図示していないが半月状）のＭで示す滑り板で構成してもよい。滑り板Ｍは滑り性に優れた４フッ化エチレンのような樹脂が好ましい。
【００８９】
なお、図３１〜３３の実施例では、電極部分１ｂが浮き上がらないようにレーザービームＬの近傍で電極部分１ｂを上から押えローラ４０ｃを設けることが好ましい。また、原反１の一方の非電極部分１ａからタブ５を切り抜き、他の非電極部分１ａはそのまま切り落とすためレーザー出射装置３０’は固定式のもので足る。このレーザービームをＬ’で示す。
滑り板Ｍは、図の実施例では非電極部分１ａを押し上げる場合を示しているが、逆に押し下げるようにしても良いし、傾斜させても良い。
【００９０】
以上により、移動している原反を対象とし、騒音や金属粉塵及びバリの発生なしでレーザービームによるタブを形成することができるようになった。
【符号の説明】
【００９１】
Ａ：第１実施例、Ｂ：第２実施例、Ｃ：第３実施例、Ｄ：第４実施例、Ｅ：第５実施例、Ｆ：第６実施例、Ｇ：ハウジング姿勢可変機構、Ｈ１，Ｈ４，Ｈ６，Ｈ１３，Ｈ２１，Ｈ３１，Ｈ３２：ハウジング、Ｊ：段差、Ｌ・Ｌ’：レーザービーム、Ｍ：面圧付与部（ローラ、滑り板）、Ｎ：レーザービームの移動ライン、Ｐ：照射点（点、集光点）、Ｐ１：移動始点、Ｐ２〜Ｐ５：方向変更点、Ｐｄ：最下点、Ｐｕ：最上点、Ｓ：溶断線、Ｔ１・Ｔ２：張力、Ｘ：レーザービームの移動幅、Ｙ：一端（先端）、Ｚ：面圧、１：原反、１ａ：非電極部分、１ａ１：第１上・下ローラ側の溶断端面（切断端面）、１ａ２：第２上・下ローラ側の溶断端面（切断端面）、１ｂ：電極部分、１ｃ：耳部（側辺部分）、２：断材、４：金属箔、４ａ：側端縁、５：タブ、１０：タブ形成機構、１１ａ：第１上ローラ、１１ａ１：胴体部分、１１ａ２：挟持部分、１１ｂ：第１下ローラ、１１ｂ１：胴体部分、１１ｂ２：挟持部分、１２ａ：第２上ローラ、１２ｂ：第２下ローラ、１２ｂ１：胴体部分、１２ｂ２：挟持部分、１２ｂ３：リング状膨出部分、１２ｃ：振動発生装置、１２ｊ：傾動軸、１２Ｌ：ローラ昇降機構、１２ｋ：ローラ傾動機構、１２ｍ：傾動用サーボモータ、１２ｎ：昇降軸、１２ｐ：昇降用サーボモータ、１２ｑ：ソレノイド、１３ａ：第１上補助ローラ、１３ｂ：第１下補助ローラ、１４：第２補助ローラ、１５：第３ローラ、１６：カム、１６ａ：第１水平カム面、１６ｂ：第１傾斜面、１６ｃ：第２水平カム面、１６ｄ：第３水平カム面、１６ｅ：第２逆傾斜面、１６ｆ：第４水平カム面、１７：車輪、１８：断材側ダンサーローラ、１９：断材引取機構、１９ａ：断材巻取用サーボモータ、１９ｂ：断材巻取軸、２０：原反移動装置、２１：原反送出部、２１ａ：原反送出用サーボモータ、２１ｂ：原反送出軸、２２：原反巻取部、２２ａ：原反巻取用サーボモータ、２２ｂ：原反巻取軸、２３ａ〜２３ｎ：送りローラ、２４：原反側ダンサーローラ、３０・３０’：レーザー出射装置、４０：段付きローラ、４０ａ：太径部分、４０ｂ：細径部分、４１：昇降機構、５１：傾斜角度調整機構、１００：タブ形成装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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