(57)【要約】【課題】  正極、負極およびセパレータの品質異常に繋がる異物の混入を検出して異物の発生状況を監視することができる極板巻き取り方法を提供する。【解決手段】  極板巻き取り方法は、それぞれに複数のリード線が接合された複数の帯状極板を互いに重ね合わせて巻き取る極板巻き取り方法であって、前記帯状極板に接合された前記リード線に付着する異物の発生状況を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された前記異物の発生状況をパターン化したダストパターンを生成する生成工程と、品質異常が発生したときのダストパターンを示す異常時ダストパターンと前記生成工程によって生成された前記ダストパターンとを比較する比較工程と、前記比較工程による比較結果に応じて前記複数の帯状極板を巻き取る工程の停止と製造ロットの追跡とのいずれかを実行する工程とを包含する。【選択図】  図１
2005044690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリード線がそれぞれに接合された複数の帯状極板を互いに重ね合わせて巻き取る極板巻き取り方法であって、
前記リード線に付着する異物を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された前記異物の発生状況をパターン化する生成工程と、
品質異常が発生した際の異常時ダストパターンと前記生成工程によって生成された前記ダストパターンとを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較結果に応じて前記複数の帯状極板を巻き取る工程の停止と製造ロットの追跡とのいずれかを実行する工程とを包含することを特徴とする極板巻き取り方法。
【請求項２】
前記検出工程は、前記リード線を前記帯状極板に供給する位置を示すリード線供給ポジションにおいて前記異物の発生状況を検出する、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項３】
前記検出工程は、前記帯状極板に供給するための前記リード線を切断する工程と、前記切断されたリード線を前記帯状極板に接合する工程とを含んでいる、請求項２記載の極板巻き取り方法。
【請求項４】
前記検出工程は、前記リード線が接合された複数の帯状極板を互いに重ね合わせて切断する位置を示す帯状極板切断ポジションにおいて前記異物の発生状況を検出する、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項５】
前記検出工程は、前記リード線が接合された複数の帯状極板を互いに重ね合わせて巻き取る巻き取りポジションにおいて前記異物の発生状況を検出する、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項６】
前記複数のリード線が接合された前記複数の帯状極板は、その間に絶縁シートが挿入されるように巻き取られる、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項７】
前記検出工程は、前記前記リード線に付着する異物の発生状況をダストカウンターによって検出し、
前記ダストパターンは、発生したダストの数を示すダスト発生量と発生したダストの粒径を示すダスト粒径とに関連するパターンを含んでいる、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項８】
前記検出工程は、前記前記リード線に付着する異物の発生状況をマグネットブロックによって検出し、
前記ダストパターンは、前記マグネットブロックに付着した金属粉の大きさ、形状、数および金属組成から選ばれる少なくとも１つに関連するパターンを含んでいる、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項９】
前記検出工程は、前記前記リード線に付着する異物の発生状況をシャーレと蛍光Ｘ線分析装置とによって検出し、
前記ダストパターンは、前記シャーレに付着した金属粉の大きさ、形状、数および金属組成から選ばれる少なくとも１つに関連するパターンを含んでいる、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項１０】
前記検出工程は、前記前記リード線に付着する異物の発生状況をダストカウンターと蛍光Ｘ線分析装置とによって検出し、
前記ダストパターンは、発生したダストの数を示すダスト発生量と発生したダストの粒径を示すダスト粒径とに関連するパターンを含んでいる、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項１１】
前記検出工程は、前記前記リード線に付着する異物の発生状況をシリコンウエハと蛍光Ｘ線分析装置とによって検出し、
前記ダストパターンは、前記シリコンウエハ上のダスト量、ダスト粒径の分布とダスト成分とに関連するパターンを含んでいる、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項１２】
前記検出工程は、前記前記リード線に付着する異物の発生状況を櫛形配線回路が形成されたシリコンウエハによって検出し、
前記ダストパターンは、前記シリコンウエハ上に形成された櫛形配線回路の抵抗値の時間的低下に関連するパターンを含んでいる、請求項１記載の極板巻き取り方法。
【請求項１３】
複数のリード線がそれぞれに接合された複数の帯状極板を互いに重ね合わせて巻き取る極板巻き取り装置であって、
前記リード線に付着する異物を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記異物の発生状況をパターン化する生成手段と、
品質異常が発生した際の異常時ダストパターンと前記生成手段によって生成された前記ダストパターンとを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて前記複数の帯状極板の巻き取りの停止と製造ロットの追跡とのいずれかを実行する手段とを具備することを特徴とする極板巻き取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の極板の間に絶縁シートを挿入して、複数の極板とその間に挿入された絶縁シートを巻き取った後、電解液の入った缶に挿入して缶を封口することで電気容量を確保するコンデンサーや電池などの電気部品を製造するための極板巻き取り方法および極板巻き取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特にリチウムイオン２次電池は、携帯電話およびノート型パーソナルコンピュータなどの携帯電子機器の発達とこれらへの応用展開に伴って、年々高容量化されてきている。このようなリチウムイオン２次電池においては、高容量を確保することができる極板材料、絶縁シ−ト素材および電解液の開発とともに、高い信頼性を確保しつつ電池缶内へ挿入される極板材料の高充填化および絶縁シートの薄膜化をはかるための電池構造の開発が盛んに取り組まれている。
【０００３】
以下に従来のコンデンサーや電池の極板製造方法を説明する。従来のコンデンサーや電池の製造方法の例としては、特許文献１に巻取装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、渦巻状電極群巻回方法とその装置とそれを用いた電池が開示されている。この特開２００１−２０２９８６号公報に示すように、連続した長い帯状の正極、負極およびセパレータの電極材料を繰り出し軸に装着し、この繰り出し軸からこれらの電極材料を巻きとる巻芯に至る移送経路に設けた多数の電極材料移送用ローラ、テンション装置および蛇行防止装置を介して、方向転換をさせながら巻芯に向けて移送し張力を加えながら電極群の巻回を行う。
【０００５】
また連続した長い帯状の正極および負極を電極群として巻回する前に、外部へ電気的に引き出すリード線を正極および負極に所定の長さで電気的に接合する装置も設けているため、電極群を巻回した後に電池ケースに電極群を挿入した際、正極リードを電池ケースの内底面上に接合し、負極リードを封口板の中央部に設けられた取付孔に絶縁ガスケットを介して封口板と電気絶縁した状態で接合する。
【０００６】
以下、極板製造方法をコンデンサーや電池の製造法について説明する。図６は、従来の極板巻き取り装置９０の構成を模式的に示す図である。
【０００７】
極板巻き取り装置９０は、連続した長い帯状の正極１と、連続した長い帯状の負極２と、連続した長い帯状のセパレータ３と、正極１を繰り出すための正極繰り出し軸４と、負極２を繰り出すための負極繰り出し軸５と、セパレータ３を繰り出すためのセパレータ繰り出し軸６と、正極繰り出し軸４から繰り出された正極１と負極繰り出し軸５から繰り出された負極２とセパレータ繰り出し軸６から繰り出されたセパレータ３とにテンションをそれぞれ与えるためのテンション装置７と、
正極繰り出し軸４から繰り出された正極１と負極繰り出し軸５から繰り出された負極２とセパレータ繰り出し軸６から繰り出されたセパレータ３とが蛇行することをそれぞれ防止するための蛇行防止装置８と、正極１と負極２とセパレータ３とをそれぞれ移送するための電極材料移送用ローラ２９とを備えている。
【０００８】
極板巻き取り装置９０には、正極１と負極２とセパレータ３とをそれぞれつかむためにサーボモータとボールネジとによって構成されたチャック駆動器９と、チャック駆動器９に連接された頭出しチャック１０と、正極１と負極２とセパレータ３とをそれぞれの所定の頭出しタイミングによって巻き取るための巻き芯１１と、巻き取り動作の終了前までの所定のタイミングで正極１および負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２とが設けられている。巻き取り作業の終了した電極群は装置から排出される。
【０００９】
正極リード１３は、正極１を移送する工程の中に設けられた正極リード供給ポジションに設置された正極リードカッター（図示せず）によって所定の長さに切断されて溶接ヘッド１４によって正極１の所定の位置に溶接される。負極リード１５は、負極２を移送する工程の中に設けられた負極リード供給ポジションに設置された負極リードカッター（図示せず）によって所定の長さに切断されて溶接ヘッド１６によって負極２の所定の位置に溶接される。
【００１０】
このように、正極１、負極２およびセパレータ３の繰り出し軸４，５および６から巻芯１１に至る長い移送経路には、正極リード１３を切断するための正極リードカッターと、負極リード１５を切断するための負極リードカッターと、正極リード１３および負極リード１５をそれぞれ接合するための溶接ヘッド１４および１６とが設けられており、また極板群を巻回する巻き芯１１の前には、正極１、負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２が設けられている。
【特許文献１】特開平１１−１７１３８２号公報
【特許文献２】特開２００１−２０２９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それぞれのカッターにおける刃先磨耗、溶接ヘッドにおける磨耗等が生じると、規格以上のリード切断バリや極板切断バリが発生して、脱落したバリや溶接時のスパッタによる金属紛の電極群内への混入が生じる。このため、極板間の絶縁不良や異物と電解液とによる異常な反応によって歩留りの低下および信頼性の低下を招いていた。
【００１２】
また、テンション装置７と蛇行防止装置８と電極材料移送用ローラ２９と頭出しチャック１０とが正極１、負極２およびセパレータ３に接触する位置に設けられているので、テンション装置７と蛇行防止装置８と電極材料移送用ローラ２９と頭出しチャック１０との動作に異常があれば正極１、負極２およびセパレータ３へ異物が付着する原因となり、電極群内へ異物が混入し、正極１と負極２との間の絶縁不良や異物と電解液とによる異常な反応によって歩留りおよび信頼性の低下を招いていた。
【００１３】
このような従来の渦巻状電極群巻回方法と装置とそれを用いて製造された電池においては、金属紛および電解液による異常な反応が生じる異物を排除して電極群を巻回する方法が要求される。
【００１４】
本発明の目的は、正極、負極およびセパレータの品質異常に繋がる異物の混入を検出して異物の発生状況を監視することができる極板巻き取り方法および極板巻き取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る極板巻き取り方法は、複数のリード線がそれぞれに接合された複数の帯状極板を互いに重ね合わせて巻き取る極板巻き取り方法であって、前記リード線に付着する異物を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された前記異物の発生状況をパターン化する生成工程と、品質異常が発生した際の異常時ダストパターンと前記生成工程によって生成された前記ダストパターンとを比較する比較工程と、前記比較工程による比較結果に応じて前記複数の帯状極板を巻き取る工程の停止と製造ロットの追跡とのいずれかを実行する工程とを包含することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る極板巻き取り装置は、複数のリード線がそれぞれに接合された複数の帯状極板を互いに重ね合わせて巻き取る極板巻き取り装置であって、前記リード線に付着する異物を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記異物の発生状況をパターン化する生成手段と、品質異常が発生した際の異常時ダストパターンと前記生成手段によって生成された前記ダストパターンとを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じて前記複数の帯状極板の巻き取りの停止と製造ロットの追跡とのいずれかを実行する手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、正極、負極およびセパレータの品質異常に繋がる異物の混入を検出して異物の発生状況を監視することができる極板巻き取り方法および極板巻き取り装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る極板巻き取り装置１００の構成を模式的に示す図である。極板巻き取り装置１００は、連続した長い帯状の正極１と、連続した長い帯状の負極２と、連続した長い帯状のセパレータ３と、正極１を繰り出すための正極繰り出し軸４と、負極２を繰り出すための負極繰り出し軸５と、セパレータ３を繰り出すためのセパレータ繰り出し軸６と、正極繰り出し軸４から繰り出された正極１と負極繰り出し軸５から繰り出された負極２とセパレータ繰り出し軸６から繰り出されたセパレータ３とにテンションをそれぞれ与えるためのテンション装置７と、正極繰り出し軸４から繰り出された正極１と負極繰り出し軸５から繰り出された負極２とセパレータ繰り出し軸６から繰り出されたセパレータ３とが蛇行することをそれぞれ防止するための蛇行防止装置８と、正極１と負極２とセパレータ３とをそれぞれ移送するための電極材料移送用ローラ２９とを備えている。
【００２０】
極板巻き取り装置１００には、正極１と負極２とセパレータ３とをそれぞれつかむためにサーボモータとボールネジとによって構成されたチャック駆動器９と、チャック駆動器９に連接された頭出しチャック１０と、正極１と負極２とセパレータ３とをそれぞれの所定の頭出しタイミングによって巻き取るための巻き芯１１と、巻き取り動作の終了前までの所定のタイミングで正極１および負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２とが設けられている。巻き取り作業の終了した電極群は装置から排出される。
【００２１】
正極リード１３は、正極１を移送する工程の中に設けられた正極リード供給ポジションに設置された正極リードカッター（図示せず）によって所定の長さに切断されて溶接ヘッド１４によって正極１の所定の位置に溶接される。
【００２２】
溶接ヘッド１４が設けられた正極リード供給ポジションには、正極１の品質異常に繋がる異物発生状況を検出するための一対のダスト捕集管１７および１８が設けられている。捕集管１７および１８は、チューブ２０によってダストカウンタにそれぞれ接続されている。正極リード供給ポジションには、ブロアー２１が設けられている。ブロアー２１は、品質異常に繋がるダストを捕集管１７および１８側に吸い寄せるために破線矢印に沿った方向に気流を作る。
【００２３】
負極リード１５は、負極２を移送する工程の中に設けられた負極リード供給ポジションに設置された負極リードカッター（図示せず）によって所定の長さに切断されて溶接ヘッド１６によって負極２の所定の位置に溶接される。
【００２４】
溶接ヘッド１６が設けられた負極リード供給ポジションには、負極２の品質異常に繋がる異物発生状況を検出するための一対のダスト捕集管１７および１８が設けられている。捕集管１７および１８は、チューブ２０によってダストカウンタにそれぞれ接続されている。負極リード供給ポジションには、ブロアー２１が設けられている。ブロアー２１は、品質異常に繋がるダストを捕集管１７および１８側に吸い寄せるために破線矢印に沿った方向に気流を作る。
【００２５】
リード線１３が接合された正極１とリード線１５が接合された負極２とセパレータ３とを互いに重ね合わせて巻芯１１に巻き取り、極板カッター１２によって切断する巻き取り切断ポジションには、正極１および負極２の品質異常に繋がる異物発生状況を検出するための一対のダスト捕集管１７および１８が設けられている。捕集管１７および１８は、チューブ２０によってダストカウンタにそれぞれ接続されている。負極リード供給ポジションには、ブロアー２１が設けられている。
【００２６】
極板巻き取り装置１００は、標準状態における異物発生の状態を常時監視する捕集管１９を備えている。
【００２７】
正極１および負極２の品質異常に繋がる異物の発生は、主に正極１のリード供給ポジションと負極２のリード供給ポジションと極板カッター１２と巻回動作が実行される巻芯１１において発生する。
【００２８】
ここには正極リード１３を切断するための正極リードカッターと、負極リード１５を切断するための負極リードカッターと、正極リード１３および負極リード１５を正極１および負極２にそれぞれ接合するための溶接ヘッド１４および１６とが設けられており、また極板群を巻回する巻き芯１１の前方には、正極１、負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２が設けられている。
【００２９】
このため、それぞれのカッターにおいて刃先の磨耗が生じ、溶接ヘッドにおいて磨耗等が生じると、規格を超えるようなリード切断バリおよび極板切断バリが発生するという品質異常が起きる。また、脱落したバリおよび溶接時において発生するスパッタによる金属紛が正極１および負極２内へ混入すると品質異常が発生する。
【００３０】
そこで本実施の形態においては先ず、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が正常である時の異物発生状況を、ブロアー２１によって生成された気流によってダスト捕集管１７および１８に補集し、チューブ２０を介して接続されたダストカウンタにおいて、ダスト捕集管１７および１８によって捕集されたダストをダスト粒径とダスト数とその時間的経過も含めてパターン化する。
【００３１】
図２は極板巻き取り装置１００に設けられたリード溶接部における正常品質時のダスト粒径とその個数との関係を説明するための図であり、図３はリード溶接部における正常品質時のダストパターンを説明するための図である。図４はリード溶接部における品質異常時のダスト粒径とその個数との関係を説明するための図であり、図５はリード溶接部における品質異常時のダストパターンを説明するための図である。
【００３２】
ダスト捕集管１７および１８によって捕集されたダストをパターン化する方法は、品質工学の手法の一つである精密累積法によって行う。図２には、正極リード１３を溶接する溶接ヘッド１４において発生したダストの粒径とダスト個数に基づいて作成したマトリックス表が示されている。
【００３３】
“１”はダストが発生したことを示しており、“０”はダストが発生していないことを示している。マトリックス表に記入した曲線は、ダスト発生の有無の境界を示している。図２において、粒径１マイクロメートル以下のダストでは６５−１２８個がダスト有無の境界であり、粒径１−２マイクロメートルのダストでは３３−６４個がダスト有無の境界である。粒径２−５マイクロメートルでは３−４個がダスト有無の境界であり、粒径５−１０マイクロメートルでは１個がダスト有無の境界であり、粒径１０１マイクロメートル以上では０個がダスト有無の境界である。
【００３４】
このようなダストの発生の有無の境界を１００サンプル累積したグラフに基づいて、正常である時の異物発生状況のパターンを作成する。図３に正極リード１３を溶接する溶接ヘッド１４における正常である時の異物発生状況のパターンを示す。図３に示すように正極リード溶接部における正常である時の異物発生状況のパターンは、粒径５−１０マイクロメートルと粒径１０マイクロメートル以上とではダスト数１個以下のところに分布している。
【００３５】
次にリード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が異常である時の異物発生状況を、ブロアー２１によって生成された気流によってダスト捕集管１７および１８に補集し、チューブ２０を介して接続されたダストカウンタによってダスト粒径とダスト数とその時間的経過も含めてパターン化する。
【００３６】
図４に異常である時の正極リード溶接部におけるダスト粒径とダスト個数とに基づいて作成されたマトリックス表を示す。前述した図２と同様に、“１”はダストが発生したことを示しており、“０”はダストが発生していないことを示している。マトリックス表に記入した曲線は、ダスト発生の有無の境界を示している。
【００３７】
図４において、粒径１マイクロメートル以下のダストではダスト数１２９−２５６個がダストの有無の境界となっており、粒径１−２マイクロメートルのダストではダスト数６５−１２８個がダストの有無の境界となっている。粒径２−５マイクロメートルのダストではダスト数３３−６４個がダストの有無の境界となっており、粒径５−１０μｍでは３３−６４個が境界となっており、粒径１０μｍ以上では１７−３２個がダスト有無の境界となっている。そして、ダスト有無の境界を１００サンプル累積したグラフに基づいて、異常である時の異物発生状況のパターンを作成する。
【００３８】
図６に正極リード溶接部における異常である時の異物発生状況のパターンを示す．図６に示すように正極リード溶接部における異常である時の異物発生状況のパターンは、粒径５−１０マイクロメートルのダストではダスト数３３−６４個を中心に分布しており、粒径１０μｍ以上のダストではダスト数１７−３２個のところに分布している。従って、前述した図４に示す正常時のパターンと大きく異なっている。
【００３９】
正常な状態および異常な状態の双方とも、２０サンプル以上を累積したグラフに基づいてパターンを作成すると、バラツキも含めて信頼性の高いパターンとなる。
【００４０】
上記のように電極群の品質異常に繋がる異物が発生しやすい箇所のそれぞれに複数のダスト捕集管１７および１８（本実施の形態では上下２ヵ所）を設け、ダスト粒径とダスト数とその時間的経過も含めてパターン化して正常時におけるパターンと異常時におけるパターンとを常時比較する。このことで、品質異常を常に検知し、工程の停止または異常発生時の製造ロットの追跡を行うことができる。
【００４１】
以上のように本実施の形態によれば、帯状の正極１および負極２に接合された正極リード１３および負極リード１５に付着する異物の発生状況を検出する検出工程によって検出された異物の発生状況をパターン化したダストパターンと、品質異常が発生したときのダストパターンを示す異常時ダストパターンとを比較し、その比較結果に応じて帯状の正極１および負極２を巻き取る工程の停止と製造ロットの追跡とのいずれかを実行する。このため、極板巻き取り工程における品質異常を速やかに検知することができる。
【００４２】
以下、他の実施の形態を説明する。図１に示すマグネットブロック２２、２３および２４に付着した金属粉の種類および金属粉の粒径の分布に基づいて異物検出パターンを比較してもよい。その他は前述した実施の形態と同一である。
【００４３】
この他の実施の形態では、少なくとも正極１および負極２の幅よりも広い幅を有し、一定の磁気特性（この実施の形態では１００ガウス）を持ったマグネットブロック２２、２３および２４を設けている。
【００４４】
マグネットブロック２２は、正極１および負極２のリード供給ポジションの前方に配置されている。マグネットブロック２３は、正極１および負極２のリード供給ポジションの後方に配置されている。マグネットブロック２４は、正極１および負極２の巻芯１１の前方に配置されている。マグネット２２、２３および２４のそれぞれは、各正極１および負極２の上下面から一定の距離（例えば、３ミリメートル）を空けて、着脱可能な構造によって取付位置の再現性があるように設置されている。
【００４５】
正極１および負極２の品質異常に繋がる異物の発生は、主に正極１のリード供給ポジションと負極２のリード供給ポジションと極板カッター１２と巻芯１１において発生する。ここには正極リード１３を切断するための正極リードカッターや負極リード１５を切断するための負極リードカッター、正極リード１３および負極リード１５を正極１および負極２に接合するための溶接ヘッド１４および１６が設けられている。また正極１および負極２を巻回する巻芯１１の前方には正極１および負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２が設けられている。それぞれのカッターにおいて刃先の磨耗が生じ、溶接ヘッド１４および１６において磨耗等が生じると、規格を超えるリード切断バリおよび極板切断バリが発生して品質異常をおこす。また、脱落したバリおよび溶接時のスパッタによる金属紛が正極１および負極２内へ混入することによっても品質異常が発生する。
【００４６】
そこで先ず、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が正常である時にマグネットブロック２２、２３および２４に付着した金属異物の大きさ、形状、数および金属組成も含めてパターン化する。ここでは、電極群５０００個を処理した後にマグネットブロック２２、２３および２４に付着した金属異物をパターン化している。
【００４７】
次に、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が異常である時における異物発生状況を、極板切断動作が異常である時のマグネットブロック２２、２３および２４に付着した金属異物の大きさ、形状、数および金属組成も含めてパターン化する。ここでは、電極群１０００個を処理した後にマグネットブロック２２、２３および２４に付着した金属異物をパターン化している。
【００４８】
このように、正極１および負極２の品質異常に繋がる異物が発生しやすい箇所の前方および後方にマグネットブロック２２、２３および２４（ここでは正極１側に３個および負極２側に３個の合計６個）を設け、マグネットブロック２２、２３および２４に捕集された金属異物を、大きさ、形状、数および金属組成も含めてパターン化して正常時パターンと異常時パターンとを常時比較することで、品質異常を常に検知し、工程の停止や異常発生時の製造ロットの追跡を行うことができる。
【００４９】
次に、さらに他の実施の形態を説明する。
【００５０】
異物検出パターンとして図１に示すシャーレ２５、２６および２７に付着した金属粉の大きさ、形状、数および金属組成も含めて比較する。その他は前述した実施の形態と同一である。
【００５１】
ここでは、シャーレ２５、２６および２７の中に粘着テープを設置する。シャーレ２５は、正極１および負極２のリード供給ポジションの前方に配置されている。シャーレ２６は、正極１および負極２のリード供給ポジションの後方に配置されている。シャーレ２７は、巻芯１１の前方に配置されている。シャーレ２５、２６および２７のそれぞれは、取外し可能で設置位置の再現性があるように設置されている。
【００５２】
正極１および負極２の品質異常に繋がる異物発生は、主に正極１のリード供給ポジションと負極２のリード供給ポジションと極板カッター１２と巻芯１１とにおいて発生する。ここには正極リード１３を切断するための正極リードカッターや負極リード１５を切断するための負極リードカッター、正極リード１３および負極リード１５をそれぞれ接合するための溶接ヘッド１４および１６が設けられている。また正極１および負極２を巻回する巻き芯１１の前方には正極１および負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２が設けられている。それぞれのカッターにおいて刃先磨耗が生じ、溶接ヘッド１４および１６において磨耗等が生じると、規格を超えるリード切断バリおよび極板切断バリが発生するという品質異常をおこす。また、脱落したバリや溶接時のスパッタによる金属紛が電極群内へ混入することによっても品質異常が発生する。
【００５３】
そこで先ず、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が正常である時においてシャーレ２５、２６および２７内の粘着テープに付着した金属異物の大きさ、形状、数および金属組成も含めてパターン化する。ここでは、電極群５０００個を処理した後にシャーレ２５、２６および２７内のカーボン入り粘着テープに付着した金属異物をパターン化している。そして、カーボン入り粘着テープを使用し粘着テープに付着した金属異物はそのままＸ線分析装置にかけて金属組成を分析する。
【００５４】
次に、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が異常である時における異物発生状況を、極板切断動作が異常である時のシャーレ２５、２６および２７内のカーボン入り粘着テープに付着した金属異物の大きさ、形状、数および金属組成も含めてパターン化する。ここでは、電極群１０００個を処理した後、シャーレ２５、２６および２７内のカーボン入り粘着テープに付着した金属異物をパターン化している。
【００５５】
このように、正極１および負極２の品質異常に繋がる異物が発生しやすい箇所の前方および後方に、粘着テープを内部に設置したシャーレ２５、２６および２７（ここでは正極側および負極側それぞれ３個で合計６個）を設け、粘着テープに捕集された金属異物を大きさ、形状、数および金属組成も含めてパターン化し、正常時パターンと異常時パターンとを常時比較することで、品質異常を常に検知し、工程の停止や異常発生時の製造ロットの追跡を行うことができる。
【００５６】
以下、さらに他の実施の形態を説明する。
【００５７】
ダストカウンタと蛍光Ｘ線分析装置とを組み合わせ、異物検出パターンとしてダスト成分によって比較するようにしてもよい。その他は前述した実施の形態と同一である。
【００５８】
所定の箇所に設置されたダスト捕集管１７および１８にチューブ２０によって接続されたダストカウンタに捕集されたダストの成分を、図示しない蛍光Ｘ線分析装置によって分析する。
【００５９】
まず、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が正常である時において、捕集管１７および１８にチューブ２０によって接続されたダストカウンタに捕集されたダストの組成を、図示しない蛍光Ｘ線分析装置によってパターン化する。
【００６０】
次に、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が異常である時の異物発生状況に関して、極板切断動作が異常である時において捕集管１７および１８にチューブ２０によって接続されたダストカウンタに捕集されたダストの組成を、図示しない蛍光Ｘ線分析装置によってパターン化する。
【００６１】
このように、正極１および負極２の品質異常に繋がる異物が発生しやすい箇所の前方および後方に設置したダスト捕集管１７および１８にチューブ２０によって接続されたダストカウンタに捕集されたダストの組成を、蛍光Ｘ線分析装置によってパターン化し、正常時パターンと異常時パターンを常時比較する。このことで、品質異常を常に検知し、工程の停止や異常発生時の製造ロットの追跡を行うことができる。
【００６２】
次に、さらに他の実施の形態を説明する。
【００６３】
ここでは、異物検出パターンとしてシリコンウエハ上のダスト量、ダスト粒径の分布およびダスト成分によって比較する。その他は前述した実施の形態と同一である。
【００６４】
ここでは、清浄なシリコンウエハを正極１および負極２のリード供給ポジションの前方における極板下面と後方における極板下面と巻芯１１の前方における極板下面とに設けている。それぞれのシリコンウエハは、取外し可能で設置位置の再現性があるように設置されている。
【００６５】
正極１および負極２の品質異常に繋がる異物の発生は、主に正極１のリード供給ポジションと負極２のリード供給ポジションと極板カッター１２と巻芯１１とにおいて発生する。ここには正極リード１３を切断するための正極リードカッター、負極リード１５を切断するための負極リードカッターおよび正極リード１３および負極リード１５を正極１および負極２にそれぞれ接合するための溶接ヘッド１４および１６が設けられている。また、正極１および負極２を巻回する巻き芯１１の前方には正極１および負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２が設けられている。それぞれのカッターにおいて刃先に磨耗が生じ、溶接ヘッド１４および１６において磨耗等が生じると、規格を超えるリード切断バリおよび極板切断バリの発生という品質異常をおこす。また、脱落したバリおよび溶接時のスパッタによる金属紛が正極１および負極２へ混入することによっても品質異常が発生する。
【００６６】
そこで先ず、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が正常である時においてシリコンウエハ２５、２６および２７に付着した異物の大きさ、形状、数および組成も含めてパターン化する。ここでは、４インチサイズのシリコンウエハを設けて、電極群１００個を処理した後の異物をパターン化している。そして、シリコンウエハの表面に捕集された異物の大きさ、形状および数をレーザ式のカウンターによって測定した後、シリコンウエハをＸ線分析装置に投入して、シリコンウエハの表面に捕集された異物の組成を分析する。
【００６７】
次にリード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が異常である時の異物発生状況を、極板切断動作が異常である時のシリコンウエハ２５、２６および２７に付着した異物の大きさ、形状、数および組成も含めてパターン化する。ここでは、電極群１００個を処理した後の異物をパターン化している。
【００６８】
このように、正極１および負極２の品質異常に繋がる異物が発生しやすい箇所の前方および後方に清浄なシリコンウエハを（ここでは、正極１側と負極２側とのそれぞれに３個の合計６個）設置し、シリコンウエハ上に捕集された異物を大きさ、形状、数および組成も含めてパターン化して正常時パターンと異常時パターンとを常時比較することで、品質異常を常に検知し、工程の停止や異常発生時の製造ロットの追跡を行うことができる
以下、さらに他の実施の形態を説明する。
【００６９】
前述した実施の形態と異なる点は、異物検出パターンとして予め配線パターンを形成したシリコンウエハに付着した金属異物に関して、シリコンウエハ上に形成した櫛型配線回路の抵抗値の時間的低下を比較する点であり、その他は前述した実施の形態と同一である。
【００７０】
この実施の形態では、清浄で表面に櫛型配線回路を形成したシリコンウエハを、正極１および負極２のリード供給ポジションの前方における極板下面と後方における極板下面と巻芯１１の前方における極板下面とに設けている。それぞれのシリコンウエハは、取外し可能で設置位置の再現性があるように設置されている。
【００７１】
正極１および負極２の品質異常に繋がる異物発生は、主に正極１のリード供給ポジションと負極２のリード供給ポジションと極板カッター１２と巻芯１１において発生する。ここには正極リード１３を切断するための正極リードカッターや負極リード１５を切断するための負極リードカッター、正極リード１３および負極リード１５を正極１および負極２にそれぞれ接合するための溶接ヘッド１４および１６が設けられている。また、正極１および負極２を巻回する巻き芯１１の前方には正極１および負極２およびセパレータ３を切断するための極板カッター１２が設けられている。それぞれのカッターにおいて刃先の磨耗が生じ、溶接ヘッド１４および１６において磨耗等が生じると、規格を超えるリード切断バリおよび極板切断バリが発生するという品質異常をおこす。また、脱落したバリおよび溶接時のスパッタによる金属紛が正極１および負極２内へ混入することによっても品質異常が発生する。
【００７２】
そこで先ず、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が正常である時において、表面に櫛型配線回路を形成したシリコンウエハ２５、２６および２７に付着した金属異物によってシリコンウエハの表面に形成された櫛型配線回路の抵抗値の時間的低下をパターン化する。
【００７３】
ここでは、４インチサイズのシリコンウエハを用い電極群１００個を処理した後における金属異物による櫛型配線回路の抵抗値の時間的低下をパターン化している。櫛型配線回路（ここでは、配線間距離５マイクロメートルと１０５マイクロメートルとを混在させている）のそれぞれに設けられたのパッド部の抵抗を電気的に測定し、金属異物により導通した櫛型配線回路の増加数を時間とともにパターン化する。
【００７４】
次に、リード切断動作、リード溶接動作および極板切断動作が異常である時における異物発生状況を、極板切断動作が異常である時において、表面に櫛型配線回路を形成したシリコンウエハ２５、２６および２７に付着した金属異物によってシリコンウエハの表面に形成された櫛型配線回路の抵抗値の時間的低下をパターン化する。ここでは、４インチサイズのシリコンウエハを設けて電極群１００個を処理した後の金属異物による櫛型配線回路の抵抗値の時間的低下をパターン化している。
【００７５】
このように、正極１および負極２の品質異常に繋がる異物が発生しやすい箇所の前方および後方に、表面に櫛型配線回路を形成した清浄なシリコンウエハを（ここでは正極１側と負極２側とにそれぞれ３個の合計６個）設置し、シリコンウエハ上に捕集された金属異物をシリコンウエハ上に形成した櫛型配線回路の抵抗値の時間的低下を比較することによってパターン化し、正常時パターンと異常時パターンとを常時比較することで、品質異常を常に検知し、工程の停止や異常発生時の製造ロットの追跡を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、正極、負極およびセパレータの品質異常に繋がる異物の混入を検出して異物の発生状況を監視することができる極板巻き取り方法および極板巻き取り装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施の形態に係る極板巻き取り装置の構成を模式的に示す図
【図２】本実施の形態に係る極板巻き取り装置に設けられたリード溶接部における正常品質時のダスト粒径とその個数との関係を説明するための図
【図３】本実施の形態に係る極板巻き取り装置に設けられたリード溶接部における正常品質時のダストパターンを説明するための図
【図４】本実施の形態に係る極板巻き取り装置に設けられたリード溶接部における品質異常時のダスト粒径とその個数との関係を説明するための図
【図５】本実施の形態に係る極板巻き取り装置に設けられたリード溶接部における品質異常時のダストパターンを説明するための図
【図６】従来の極板巻き取り装置の構成を模式的に示す図
【符号の説明】
【００７８】
１  正極板
２  負極板
３  セパレータ
４  セパレータ
５  正極繰り出し軸
６  負極繰り出し軸
１７、１８  ダスト捕集管
２０  チューブ
２１  気流を作るブロアー
２２、２３、２４  マグネット
２５，２６，２７  シャーレ（シリコンウエハ）
【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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