(57)【要約】【課題】連続的に搬送される電極基材のスリット面において、バリや異物等の欠陥の有無を精度良く検出することができる欠陥検出方法を提供する。【解決手段】電極基材１をスリットするときに、電極基材１のスリット面１ａにおいて生じるバリ５を検出するための欠陥検出方法であって、画像処理装置２２によって、芯材２の基準面α上に存在しない頂点Ａを検出するとともに、バリ５の傾斜角度θ１を検出し、バリ５の傾斜角度θ１が、所定の角度以上であるときは、線分ＡＤの長さを、規格長さＸと比較し、線分ＡＤの長さが、規格長さＸ以上であるときは、バリ５を欠陥と判定するとともに、バリ５の傾斜角度θ１が、所定の角度未満であるときは、頂点Ａにより距離が近い頂点Ｂを検出し、頂点Ｂと該頂点Ｂの対辺の中点Ｅとを結ぶ線分ＢＥの長さを、規格長さＸと比較し、線分ＢＥの長さが、規格長さＸ以上であるときは、バリ５を欠陥と判定する。【選択図】図３
2013113585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の箔状部材たる芯材と、
該芯材の表面および裏面に形成される塗工層と、
を備えるシート状の電極基材をスリットするときに、
前記電極基材のスリット面において生じる三角形状の態様を有するバリを検出するための欠陥検出方法であって、
画像処理装置によって、
前記スリット面を撮像した画像データに基づいて、
三角形状の前記バリの各頂点のうち、前記芯材の基準面上に存在しない第一の頂点を検出するとともに、
前記第一の頂点と該第一の頂点の対辺の中点とを結ぶ第一の線分が、前記芯材の基準面と成す角度である前記バリの傾斜角度を検出し、
前記バリの傾斜角度が、所定の角度以上であるときは、
前記第一の線分の長さを、所定の第一の閾値と比較し、
前記第一の線分の長さが、前記第一の閾値以上であるときは、
前記バリを欠陥と判定するとともに、
前記バリの傾斜角度が、
所定の角度未満であるときは、
前記バリの各頂点のうち、前記第一の頂点により距離が近い第二の頂点を検出し、
前記第二の頂点と該第二の頂点の対辺の中点とを結ぶ第二の線分の長さを、所定の第一の閾値と比較し、
前記第二の線分の長さが、前記第一の閾値以上であるときは、
前記バリを欠陥と判定する、
ことを特徴とする電極基材のスリット面における欠陥検出方法。
【請求項２】
金属製の箔状部材たる芯材と、
該芯材の表面および裏面に形成される塗工層と、
を備えるシート状の電極基材をスリットするときに、
前記電極基材のスリット面において生じる異物を検出するための欠陥検出方法であって、
画像処理装置によって、
前記スリット面を撮像した画像データに基づいて、
前記異物の最大長さと前記異物の面積を検出するとともに、
前記異物の最大長さの方向に設定する直線が、前記芯材の基準面と成す角度である前記異物の傾斜角度を検出し、
前記異物の傾斜角度が、所定の角度以上であるときは、
前記異物の最大長さを、所定の第一の閾値と比較し、
前記異物の最大長さが、前記第一の閾値以上であるときは、
前記異物を欠陥と判定するとともに、
前記異物の傾斜角度が、
所定の角度未満であるときは、
前記異物の最大長さを、所定の第二の閾値と比較し、
前記異物の最大長さが、前記第二の閾値以上であるときには、
前記異物の面積を、所定の第三の閾値と比較し、
前記異物の面積が、所定の第三の閾値以上であるときは、
前記異物を欠陥と判定する、
ことを特徴とする電極基材のスリット面における欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極基材のスリット面（切断面）におけるバリや異物等の欠陥を検出するための欠陥検出方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン電池の分野等においては、金属箔等の芯材の表面および裏面に活物質等を塗工して形成されるシート状の電極基材が広く用いられている。
このような電極基材は、スリッター等の装置を用いて、所定の幅および長さにスリット（切断）して使用されるが、そのスリットの際、そのスリット面には、芯材からバリが生じたり、あるいは、引き千切られたバリが異物となってスリット面に残存したりする場合がある。
このようなバリや異物は、電池内部で短絡を引き起こしたりする原因となるため、所定の大きさ以上のバリや異物がスリット面に存在しないことを確認することが必要になっている。
【０００３】
そして従来、製品に生じた微小なバリ等の欠陥を検出するための技術が種々検討されており、例えば、以下に示す特許文献１に開示されているようなバリの検出方法が公知となっている。
特許文献１に開示されている従来技術では、カメラで連続して撮影した画像の中から二つの画像を選択して比較し、二つの画像を重ね合わせたときの明るさが異なる部分の大きさに基づいて、バリの有無を判定する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９２４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術では、電極基材のスリット面を連続的に検査する用途に用いることが困難であり、電極基材のスリット面に存在するバリや異物をインラインで正確に検出することができなかった。
【０００６】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、電極基材のスリット面において、バリや異物等の欠陥の有無を精度良く連続的に検出することができる欠陥検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、金属製の箔状部材たる芯材と、該芯材の表面および裏面に形成される塗工層と、を備えるシート状の電極基材をスリットするときに、前記電極基材のスリット面において生じる三角形状の態様を有するバリを検出するための欠陥検出方法であって、画像処理装置によって、前記スリット面を撮像した画像データに基づいて、三角形状の前記バリの各頂点のうち、前記芯材の基準面上に存在しない第一の頂点を検出するとともに、前記第一の頂点と該第一の頂点の対辺の中点とを結ぶ第一の線分が、前記芯材の基準面と成す角度である前記バリの傾斜角度を検出し、前記バリの傾斜角度が、所定の角度以上であるときは、前記第一の線分の長さを、所定の第一の閾値と比較し、前記第一の線分の長さが、前記第一の閾値以上であるときは、前記バリを欠陥と判定するとともに、前記バリの傾斜角度が、所定の角度未満であるときは、前記バリの各頂点のうち、前記第一の頂点により距離が近い第二の頂点を検出し、前記第二の頂点と該第二の頂点の対辺の中点とを結ぶ第二の線分の長さを、所定の第一の閾値と比較し、前記第二の線分の長さが、前記第一の閾値以上であるときは、前記バリを欠陥と判定するものである。
【０００９】
請求項２においては、金属製の箔状部材たる芯材と、該芯材の表面および裏面に形成される塗工層と、を備えるシート状の電極基材をスリットするときに、前記電極基材のスリット面において生じる異物を検出するための欠陥検出方法であって、画像処理装置によって、前記スリット面を撮像した画像データに基づいて、前記異物の最大長さと前記異物の面積を検出するとともに、前記異物の最大長さの方向に設定する直線が、前記芯材の基準面と成す角度である前記異物の傾斜角度を検出し、前記異物の傾斜角度が、所定の角度以上であるときは、前記異物の最大長さを、所定の第一の閾値と比較し、前記異物の最大長さが、前記第一の閾値以上であるときは、前記異物を欠陥と判定するとともに、前記異物の傾斜角度が、所定の角度未満であるときは、前記異物の最大長さを、所定の第二の閾値と比較し、前記異物の最大長さが、前記第二の閾値以上であるときには、前記異物の面積を、所定の第三の閾値と比較し、前記異物の面積が、所定の第三の閾値以上であるときは、前記異物を欠陥と判定するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、電極基材のスリット面に存在するバリを、インラインで連続的に、かつ精度良く欠陥として検出することができる。
【００１２】
請求項２においては、電極基材のスリット面に存在する異物を、インラインで連続的に、かつ精度良く欠陥として検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法を適用する電極基材の全体構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法を実現する画像検査システムの全体構成を示す模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係るバリを検出するための欠陥検出方法の流れを示すフロー図。
【図４】本発明の一実施形態に係るバリを検出するための欠陥検出方法（ｓｉｎθ１≧Ｚ／Ｘの場合）の説明図。
【図５】本発明の一実施形態に係るバリを検出するための欠陥検出方法（ｓｉｎθ１＜Ｚ／Ｘの場合）の説明図。
【図６】本発明の一実施形態に係る異物を検出するための欠陥検出方法の流れを示すフロー図。
【図７】本発明の一実施形態に係る異物を検出するための欠陥検出方法（ｓｉｎθ２≧Ｚ／Ｘの場合）の説明図。
【図８】本発明の一実施形態に係る異物を検出するための欠陥検出方法（ｓｉｎθ２＜Ｚ／Ｘの場合）の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法の適用対象たる電極基材の構成について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法の適用対象となる電極基材１は、例えば、銅やアルミニウム等の金属箔により構成される集電体たる芯材２と、該芯材２の表面および裏面に活物質、導電材およびバインダ等からなるペースト材料を塗布して形成される塗工層３・３等からなるシート状の部材である。
【００１５】
このような電極基材１は、スリッター等の切断装置により、必要な幅および長さに切断して使用されるが、その切断面（スリット面１ａと呼ぶ）において、バリ５や異物６の有無を確認することが、電池の品質を確保するためには必要不可欠となっている。
【００１６】
また電極基材１は、スリッター等の切断装置により切断されるときに、芯材２の配置がズレる場合がある。
即ち、図１に示すように、スリット前に芯材２の基準面がγの位置にあっても、スリット後には、芯材２の基準面がαの位置に変位する場合がある。
本実施形態では、このような芯材２の変位を考慮して、バリ５や異物６の長さ等を測定する場合には、スリット前の基準面γではなく、スリット後の基準面αを基準とするようにしている。
【００１７】
次に、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法について、図２〜図８を用いて説明をする。
本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法は、図２に示すような画像撮影システム２０を用いて、電極基材１のスリット面１ａを検査することによって実現される。
【００１８】
画像撮影システム２０は、カメラ２１、画像処理装置２２等を備えており、搬送経路３０上を所定の速度で搬送される電極基材１のスリット面１ａを、カメラ２１により視野Ｐの範囲において連続的に撮影し、その撮影した画像データを画像処理装置２２で連続的に処理することによって、バリ５や異物６をインラインで連続的に検出する構成としている。
即ち、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法は、画像処理装置２２に実装される画像処理プログラムにより実現される。
【００１９】
そして、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法によれば、電極基材１の芯材２に生じたバリ５を検出することができるとともに、電極基材１の芯材２から引き千切られて塗工層３に生じた異物６を検出することができる。
以下では、バリ５の検出方法と、異物６の検出方法に分けて、それぞれ説明を行う。
【００２０】
まず始めに、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法におけるバリ５の検出方法について説明をする。
尚、以下の説明では、図４および図５に示すような略三角形状のバリ５を欠陥検出対象としており、画像処理装置２２により、バリ５を検出したときには、まず当該三角形の各頂点をＡ、Ｂ、Ｃと規定する。ここで、頂点Ａとしては、芯材２の基準面α上にない頂点を選択しており、頂点Ｂとしては、頂点Ｃに比して頂点Ａとの距離がより近い頂点を選択する。
【００２１】
また、各頂点Ａ、Ｂ、Ｃに対応させて、その対辺の各中点Ｄ、Ｅ、Ｆを規定する。
さらに、各頂点Ａ、Ｂ、Ｃとその対辺の各中点Ｄ、Ｅ、Ｆとを結ぶ、当該三角形ＡＢＣの重心Ｇを通る各線分ＡＤ、ＢＥ、ＣＦを規定する。
【００２２】
そして、このときの線分ＡＤの長さを、バリ５の長さＬ１と規定し、また、このときの線分ＢＥの長さを、バリ５の幅Ｗ１と規定する。
さらに、芯材２の基準面αと、線分ＡＤが成す角度を、バリ５の傾斜角度θ１と規定する。
【００２３】
また、このときの電極基材１の設計条件として、許容できるバリ５の最大長さ（以下、規格長さと呼ぶ）をＸと規定し、芯材２の厚みをＺと規定している。
【００２４】
図３に示す如く、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法では、まず傾斜角度θ１に基づく判定を行う（ＳＴＥＰ−１０１）。
具体的には、画像処理装置２２によって、以下の数式１を満たすか否かの判定を行う。
即ちここでは、画像処理装置２２によって、傾斜角度θ１が、所定の角度以上であるか否かを判定している。尚、ｓｉｎθ１の値は、頂点Ａから引いた基準面αに対する垂線と基準面αとの交点をＨと規定するとき、ＡＨ／ＡＤとなる。
【００２５】
【数１】
2013113585.tif 000003
【００２６】
そして、上記数式１を満たす場合には、次に、バリ５の長さＬ１を第一の閾値たる規格長さＸと比較する（ＳＴＥＰ−１０２）。
具体的には、画像処理装置２２によって、以下の数式２を満たすか否か（即ち、バリ５の長さＬ１が規格長さＸ以上であるか否か）の判定を行う。
【００２７】
【数２】
2013113585.tif 000004
【００２８】
そして、上記数式２を満たす場合には、画像処理装置２２によって、バリ５が欠陥であるものと判定する（ＳＴＥＰ−１０３）。
あるいは、上記数式２を満たさない場合には、画像処理装置２２によって、バリ５が欠陥ではないものと判定する（ＳＴＥＰ−１０４）。
【００２９】
また、上記数式１を満たさない場合（即ち、ｓｉｎθ１＜Ｚ／Ｘ）には、次に、バリ５の幅Ｗ１を第一の閾値たる規格長さＸと比較する（ＳＴＥＰ−１０５）。
具体的には、画像処理装置２２によって、以下の数式３を満たすか否か（即ち、バリ５の幅Ｗ１が規格長さＸ以上であるか否か）の判定を行う。
【００３０】
【数３】
2013113585.tif 000005
【００３１】
そして、上記数式３を満たす場合には、画像処理装置２２によって、バリ５が欠陥であるものと判定する（ＳＴＥＰ−１０６）。
あるいは、上記数式３を満たさない場合には、画像処理装置２２によって、バリ５が欠陥ではないものと判定する（ＳＴＥＰ−１０４）。
【００３２】
即ち、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法においては、金属製の箔状部材たる芯材２と、該芯材２の表面および裏面に形成される塗工層３・３と、を備えるシート状の電極基材１をスリットするときに、電極基材１のスリット面１ａにおいて生じる三角形状の態様を有するバリ５を検出するための欠陥検出方法であって、画像処理装置２２によって、スリット面１ａを撮像した画像データに基づいて、バリ５の各頂点Ａ・Ｂ・Ｃのうち、芯材２の基準面α上に存在しない第一の頂点たる頂点Ａを検出するとともに、頂点Ａと該頂点Ａの対辺の中点Ｄとを結ぶ第一の線分たる線分ＡＤが、芯材２の基準面αと成す角度であるバリ５の傾斜角度θ１を検出し、バリ５の傾斜角度θ１が、所定の角度以上であるとき（即ち、ｓｉｎθ１≧Ｘ／Ｚであるとき）は、線分ＡＤの長さを、所定の第一の閾値たる規格長さＸと比較し、線分ＡＤの長さが、規格長さＸ以上であるときは、バリ５を欠陥と判定するとともに、バリ５の傾斜角度θ１が、所定の角度未満であるとき（即ち、ｓｉｎθ１＜Ｘ／Ｚであるとき）は、バリ５の各頂点Ａ・Ｂ・Ｃのうち、頂点Ａにより距離が近い第二の頂点たる頂点Ｂを検出し、頂点Ｂと該頂点Ｂの対辺の中点Ｅとを結ぶ第二の線分たる線分ＢＥの長さを、規格長さＸと比較し、線分ＢＥの長さが、規格長さＸ以上であるときは、バリ５を欠陥と判定するものである。
【００３３】
このような構成により、電極基材１のスリット面１ａに存在するバリ５を、インラインで連続的に、かつ精度良く欠陥として検出することができる。
【００３４】
次に、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法における異物６の検出方法について説明をする。
尚、以下の説明では、図７および図８に示すような略四角形状の異物６を欠陥検出対象としており、カメラ２１で撮影したスリット面の画像に基づき、画像処理装置２２により、異物６を検出したときには、まず当該四角形の各頂点をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと規定する。
尚、本実施形態では、説明の簡便のため、略四角形状の異物６を検出対象とした場合を例示して説明をしているが、本発明に係る欠陥検出方法による欠陥の検出対象たる異物をこれに限定するものではなく、異物の外形形状に係わらず、適用対象とすることができる。
【００３５】
そして、このときの異物６の最大長さは、線分ＡＣの長さとなり、この最大長さを、異物６の最大長さＬ２と規定する。
さらに、芯材２と塗工層３の境界線となる芯材２の基準面αと、線分ＡＣを延長した直線Ｋが成す角度を、異物６の傾斜角度θ２と規定する。
また、画像処理装置２２によって、異物６の面積（ここでは四角形ＡＢＣＤの面積）Ｓを算出しておく。
【００３６】
また、このときの電極基材１の設計条件として、許容できる異物６の最大面積（以下、規格面積と呼ぶ）をＹと規定し、芯材２の厚みをＺと規定している。
【００３７】
図６に示す如く、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法では、まず傾斜角度θ２に基づく判定を行う（ＳＴＥＰ−２０１）。
具体的には、画像処理装置２２によって、以下の数式４を満たすか否かの判定を行う。
即ちここでは、画像処理装置２２によって、傾斜角度θ２が、所定の角度以上であるか否かを判定している。尚、傾斜角度θ２の値は、例えば、図８に示すような場合（直線Ｋと基準面αが交わらない場合）には、θ２＝０となる。
【００３８】
【数４】
2013113585.tif 000006
【００３９】
そして、上記数式４を満たす場合には、次に、異物６の最大長さＬ２を第一の閾値たる規格長さＸと比較する（ＳＴＥＰ−２０２）。
具体的には、画像処理装置２２によって、以下の数式５を満たすか否かの判定を行う。
【００４０】
【数５】
2013113585.tif 000007
【００４１】
そして、上記数式５を満たす場合には、画像処理装置２２によって、異物６が欠陥であると判定する（ＳＴＥＰ−２０３）。
あるいは、上記数式５を満たさない場合には、画像処理装置２２によって、異物６が欠陥ではないものと判定する（ＳＴＥＰ−２０４）。
【００４２】
また、上記数式４を満たさない場合には、次に、異物６の最大長さＬ２を、規格面積Ｙを基準として設定した第二の閾値と比較する（ＳＴＥＰ−２０５）。
具体的には、画像処理装置２２によって、以下の数式６を満たすか否かの判定を行う。
【００４３】
【数６】
2013113585.tif 000008
【００４４】
そして、上記数式６を満たす場合には、さらに、異物６の面積Ｓを第三の閾値たる規格面積Ｙと比較する（ＳＴＥＰ−２０６）。
具体的には、画像処理装置２２によって、以下の数式７を満たすか否かの判定を行う。
【００４５】
【数７】
2013113585.tif 000009
【００４６】
そして、上記数式７を満たす場合には、画像処理装置２２によって、異物６が欠陥であると判定する（ＳＴＥＰ−２０７）。
あるいは、上記数式６および上記数式７を満たさない場合には、画像処理装置２２によって、異物６が欠陥ではないものと判定する（ＳＴＥＰ−２０４）。
【００４７】
即ち、本発明の一実施形態に係る欠陥検出方法においては、金属製の箔状部材たる芯材２と、該芯材２の表面および裏面に形成される塗工層３・３と、を備えるシート状の電極基材１をスリットするときに、電極基材１のスリット面１ａにおいて生じる異物６を検出するための欠陥検出方法であって、画像処理装置２２によって、スリット面１ａを撮像した画像データに基づいて、異物６の最大長さＬ２と異物６の面積Ｓを検出するとともに、異物６の最大長さＬ２の方向に設定する直線Ｋが、芯材２の基準面αと成す角度である異物６の傾斜角度θ２を検出し、異物６の傾斜角度θ２が、所定の角度以上であるとき（即ち、ｓｉｎθ２≧Ｘ／Ｚであるとき）は、異物６の最大長さＬ２を、規格長さＸと比較し、異物６の最大長さＬ２が、規格長さＸ以上であるときは、異物６を欠陥と判定するとともに、異物６の傾斜角度θ２が、所定の角度未満であるとき（即ち、ｓｉｎθ２＜Ｘ／Ｚであるとき）は、異物６の最大長さＬ２を、所定の第二の閾値（即ち、２Ｙ／Ｚ）と比較し、異物６の最大長さＬ２が、第二の閾値以上であるとき（即ち、Ｌ２≧２Ｙ／Ｚであるとき）には、異物６の面積Ｓを、所定の第三の閾値（即ち、規格面積Ｙ）と比較し、異物６の面積Ｓが、規格面積Ｙ以上であるとき（即ち、Ｓ≧Ｙ）は、異物６を欠陥と判定するものである。
【００４８】
このような構成により、電極基材１のスリット面１ａに存在する異物６を、インラインで連続的に、かつ精度良く欠陥として検出することができる。
【００４９】
尚、本実施形態では、芯材２から完全に離れている態様である異物６を対象とした欠陥検出方法を例示しているが、例えば、バリ５と芯材２の接続箇所における接続長が短いような場合には、バリ５の態様であっても、当該バリ５を異物６とみなして、バリ５に対して異物を検出するための欠陥検出方法を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１    電極基材
１ａ  スリット面
２    芯材
３    塗工層
５    バリ
６    異物
２２  画像処理装置
【図１】
2013113585.tif 000010
【図２】
2013113585.tif 000011
【図３】
2013113585.tif 000012
【図４】
2013113585.tif 000013
【図５】
2013113585.tif 000014
【図６】
2013113585.tif 000015
【図７】
2013113585.tif 000016
【図８】
2013113585.tif 000017