(57)【要約】      （修正有）【課題】シート状物の湾曲量をインラインで精度よく、かつ簡易に測定することができるシート状物の湾曲量測定方法及び湾曲量測定装置を提供する。【解決手段】搬送経路に沿って搬送されるシート電極の湾曲量をインラインで測定するシート電極の湾曲量測定装置であって、搬送経路に沿って所定方向に搬送されるシート電極に対して、シート電極の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート電極が張った状態となるまでのシート電極の変形量を検出する変形量検出装置と、変形量検出装置にて検出されたシート電極の変形量からシート電極の湾曲量を演算する制御装置とを具備してなる。【選択図】図３
2009063499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路に沿って搬送されるシート状物の湾曲量をインラインで測定するシート状物の湾曲量測定方法であって、
搬送経路に沿って所定方向に搬送されるシート状物に対して、シート状物の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート状物が張った状態となるまでのシート状物の変形量を検出する変形量検出工程と、
前記変形量検出工程にて検出されたシート状物の変形量からシート状物の湾曲量を演算する湾曲量演算工程とを有することを特徴とするシート状物の湾曲量測定方法。
【請求項２】
前記シート状物の蛇行量を検出する蛇行量検出工程と、
前記蛇行量検出工程にて検出されたシート状物の蛇行量に基づいてシート状物の変形量を補正する変形量補正工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のシート状物の湾曲量測定方法。
【請求項３】
前記シート状物のシート面に当接するテンション検出用ローラへの作用力を検出してシート状物のテンションを検出するテンション検出工程と、
前記変形量検出工程にて検出されたシート状物の変形量、及び前記テンション検出工程にて検出されたシート状物のテンションから、シート状物の幅方向のテンション分布を算出するテンション分布算出工程とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート状物の湾曲量測定方法。
【請求項４】
前記シート状物は、金属箔集電体シートと、金属箔集電体シートの少なくとも一方の表面に形成された活物質層とを備えたシート電極であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のシート状物の湾曲量測定方法。
【請求項５】
搬送経路に沿って搬送されるシート状物の湾曲量をインラインで測定するシート状物の湾曲量測定装置であって、
搬送経路に沿って所定方向に搬送されるシート状物に対して、シート状物の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート状物が張った状態となるまでのシート状物の変形量を検出する変形量検出部と、
前記変形量検出部にて検出されたシート状物の変形量からシート状物の湾曲量を演算する湾曲量演算部とを具備してなることを特徴とするシート状物の湾曲量測定装置。
【請求項６】
前記シート状物の蛇行量を検出する蛇行量検出部と、
前記蛇行量検出部にて検出されたシート状物の蛇行量に基づいてシート状物の変形量を補正する変形量補正部とを具備してなることを特徴とする請求項５に記載のシート状物の湾曲量測定装置。
【請求項７】
前記シート状物のシート面に当接するテンション検出用ローラへの作用力を検出してシート状物のテンションを検出するテンション検出部と、
前記変形量検出部にて検出されたシート状物の変形量、及び前記テンション検出部にて検出されたシート状物のテンションから、シート状物のテンション分布を算出するテンション分布算出部とを具備してなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のシート状物の湾曲量測定装置。
【請求項８】
前記シート状物は、金属箔集電体シートと、金属箔集電体シートの少なくとも一方の表面に形成された活物質層とを備えたシート電極であることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載のシート状物の湾曲量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状物の湾曲量測定方法及び湾曲量測定装置の技術に関し、より詳細には、搬送経路に沿って搬送されるシート状物の湾曲量をインラインで測定するシート状物の湾曲量測定方法及び湾曲量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン二次電池等の二次電池には、シート状物としてのシート電極が用いられており、例えば、リチウムイオン二次電池では、正極シート電極と負極シート電極とがセパレータを介して捲回され、電解液が充填される電池ケース内に配設されている。この内、正極シート電極は、アルミニウム箔やステンレス箔などの金属箔からなる集電体シートの表面に、リチウム−コバルト複合酸化物やリチウム−マンガン複合酸化物などを含む正極活物質が層状に圧着されたものである。一方、負極シート電極は、銅箔やステンレス箔などの金属箔からなる集電体シートの表面に、黒鉛やコークスなどを含む負極活物質が層状に圧着されたものである。
【０００３】
シート電極の製造過程について詳述すると、まず、シート状物としての尺状の集電体シートの表面に活物質ペーストが塗布される。その際、集電体シートの両縁部には、活物質ペーストが塗布されない活物質未塗工部と、活物質ペーストが塗布された活物質塗工部とが形成される。次いで、活物質が塗工された集電体シートが加圧ロールを通過されて、集電体シートの表面に活物質が圧着される。そして、形成された長尺状のシート電極は、所定形状となるように裁断されて、所定形状のシート電極が形成される。
【０００４】
上述したような方法にて製造されるシート電極においては、活物質塗工部の厚みが活物質未塗工部の厚みよりも厚く、物質が塗工された集電体シートを加圧ロールに通過させる際に、活物質塗工部において伸び率や変形量が大きいのに対して、活物質未塗工部ではそのような伸びや変化は殆んど生じない。そのため、形成されたシート電極において、不均一な歪みが生じ、特に、活物質塗工部が波打ったような形状に変形してしまう場合があった。
【０００５】
そして、上述したように不均一な歪みが生じたシート電極は、所定形状に裁断したときに湾曲するなどの変形を生じてしまい、変形や湾曲などしたシート電極では、電池を製造する際にうまく捲回させることができないなどの問題が生じていた。そのため、従来のシート電極の製造方法においては、シート電極の湾曲量を制御して、シート電極の変形や湾曲を抑止する方法が多く提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、シート電極のロールプレス後の湾曲量を測定し、所定の演算式を用いてシート電極の幅方向の歪み差を算定し、予め求められた集電体シートの温間引張特性と歪み差との相関関係より温間矯正条件を求め、求められた温間矯正条件の下でシート電極の歪み取り矯正を行う方法が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献２】特開２００１−７６７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示される方法では、シート電極の湾曲量を測定するために、所定形状に形成されたシート電極を製造工程中より取り出した後に測定する必要があった。図１１に示すように、シート電極の湾曲量は、所定の長さに裁断され、かつテンションが付与されていない状態に保持されたシート電極１０２について、中心に向かって凹んだ形状となっている長手方向の端面の両端部を結ぶ直線１０２ａと直線１０２ａに平行かつ端面の凹みの底を通過する直線１０２ｂの間の距離Ｌが測定されていたのである。
【０００８】
つまり、従来は、シート電極の湾曲量を測定するために、一旦製造工程からシート電極を取り出す等して、テンションが付与されていない状態のシート電極の湾曲量を算出する必要があった。これは、テンションが付与されている状態（つまり製造工程中のインライン）では、シート電極の湾曲量を精度良く測定することが困難であったためである。
【０００９】
そこで、本発明においては、シート状物の湾曲量測定方法及び湾曲量測定装置に関し、前記従来の課題を解決するものであり、シート状物の湾曲量をインラインで精度よく、かつ簡易に測定することができるシート状物の湾曲量測定方法及び湾曲量測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
すなわち、請求項１においては、搬送経路に沿って搬送されるシート状物の湾曲量をインラインで測定するシート状物の湾曲量測定方法であって、搬送経路に沿って所定方向に搬送されるシート状物に対して、シート状物の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート状物が張った状態となるまでのシート状物の変形量を検出する変形量検出工程と、前記変形量検出工程にて検出されたシート状物の変形量からシート状物の湾曲量を演算する湾曲量演算工程とを有するものである。
【００１２】
請求項２においては、前記シート状物の蛇行量を検出する蛇行量検出工程と、前記蛇行量検出工程にて検出されたシート状物の蛇行量に基づいてシート状物の変形量を補正する変形量補正工程とを有するものである。
【００１３】
請求項３においては、前記シート状物のシート面に当接するテンション検出用ローラへの作用力を検出してシート状物のテンションを検出するテンション検出工程と、前記変形量検出工程にて検出されたシート状物の変形量、及び前記テンション検出工程にて検出されたシート状物のテンションから、シート状物の幅方向のテンション分布を算出するテンション分布算出工程とを有するものである。
【００１４】
請求項４においては、前記シート状物は、金属箔集電体シートと、金属箔集電体シートの少なくとも一方の表面に形成された活物質層とを備えたシート電極であるものである。
【００１５】
請求項５においては、搬送経路に沿って搬送されるシート状物の湾曲量をインラインで測定するシート状物の湾曲量測定装置であって、搬送経路に沿って所定方向に搬送されるシート状物に対して、シート状物の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート状物が張った状態となるまでのシート状物の変形量を検出する変形量検出部と、前記変形量検出部にて検出されたシート状物の変形量からシート状物の湾曲量を演算する湾曲量演算部とを具備してなるものである。
【００１６】
請求項６においては、前記シート状物の蛇行量を検出する蛇行量検出部と、前記蛇行量検出部にて検出されたシート状物の蛇行量に基づいてシート状物の変形量を補正する変形量補正部とを具備してなるものである。
【００１７】
請求項７においては、前記シート状物のシート面に当接するテンション検出用ローラへの作用力を検出してシート状物のテンションを検出するテンション検出部と、前記変形量検出部にて検出されたシート状物の変形量、及び前記テンション検出部にて検出されたシート状物のテンションから、シート状物のテンション分布を算出するテンション分布算出部とを具備してなるものである。
【００１８】
請求項８においては、前記シート状物は、金属箔集電体シートと、金属箔集電体シートの少なくとも一方の表面に形成された活物質層とを備えたシート電極であるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
請求項１に示す構成としたので、シート状物の湾曲量をインラインで精度よく、かつ簡易に測定することができる。
【００２１】
請求項２に示す構成としたので、シート状物の蛇行量に応じてシート状物の変形量を補正することで、シート状物の湾曲量の測定精度を向上することができる。
【００２２】
請求項３に示す構成としたので、シート状物の変位量に基づいてシート状物のテンション分布を測定することができ、シート状物のテンション制御も同時に容易に行うことができる。
【００２３】
請求項４に示す構成としたので、シート電極の製造工程において生じた変形や湾曲などをインラインで検出することができるため、直ちにシート電極の変形や湾曲を修正することで、シート電極の製造効率を向上させることができる。
【００２４】
請求項５に示す構成としたので、シート状物の湾曲量をインラインで精度よく、かつ簡易に測定することができる。
【００２５】
請求項６に示す構成としたので、シート状物の蛇行量に応じてシート状物の変形量を補正することで、シート状物の湾曲量の測定精度を向上することができる。
【００２６】
請求項７に示す構成としたので、シート状物の変位量に基づいてシート状物のテンション分布を測定することができ、シート状物のテンション制御も同時に容易に行うことができる。
【００２７】
請求項８に示す構成としたので、シート電極の製造工程において生じた変形や湾曲などをインラインで検出することができるため、直ちにシート電極の変形や湾曲を修正することで、シート電極の製造効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る湾曲量測定装置を備えたシート電極製造装置の全体的な構成を示したブロック図、図２はシート電極の断面図、図３は本実施例の湾曲量測定装置の側面図、図４は同じく図３の湾曲量測定装置の平面図、図５は湾曲量測定装置を用いてシート電極の変形量を測定する様子を示した側面図、図６はシート電極の湾曲量測定方法を示したフローチャート、図７は別実施例の湾曲量測定装置の側面図、図８は同じく図７の湾曲量測定装置の平面図、図９は別実施例のシート電極の湾曲量測定方法を示したフローチャート、図１０は別実施例の湾曲量測定装置の側面図、図１１はシート電極の湾曲量を示した平面図である。
【００２９】
なお、以下の実施例においては、図１における矢印方向をシート電極製造装置１及び湾曲量測定装置４の上下方向とするとともに、シート電極２の上面に対する下向きの矢印方向をシート面方向とする。また、図４におけるシート電極２の幅方向（シート電極２の搬送方向と直交する方向）を、シート電極２の左右方向とする。
【００３０】
まず、本実施例の湾曲量測定装置４が採用されたシート電極製造装置１の全体構成について、以下に概説する。
図１及び図２に示すように、本実施例のシート電極製造装置１は、尺状の集電体シート２０に活物質を塗工してシート電極２を製造する装置であって、具体的には、尺状の集電体シート２０の両表面に活物質ペーストを塗布して活物質層２１を形成する塗布工程１０と、活物質層２１が形成された集電体シート２０を加圧ロールに通過させて集電体シート２０の表面に活物質層２１を圧着させる圧着工程１１と、形成された長尺状のシート電極２を所定形状となるように裁断する裁断工程１２等の各工程が搬送経路３に沿って配設されている。シート電極製造装置１の各工程は、公知の構成を採用することができ、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
シート電極２は、シート状物としてリチウムイオン二次電池で用いられる正極シート電極又は負極シート電極として構成されている。シート電極製造装置１で製造されるシート電極２は、正極であれば集電体シート２０にはアルミ（Ａｌ）箔が一般に用いられ、負極であれば集電体シート２０には銅（Ｃｕ）箔が一般に用いられる。正極シートの製造であれば、活物質ペーストには正極活物質（例えば、コバルト酸リチウム・マンガン酸リチウム・ニッケル酸リチウム等のリチウム複合酸化物など）と、それに導電性を付与する導電材（カーボングラファイトなど）と、及びこれらを結着させる結着剤（有機バインダなど）等とを有機溶剤などに混合溶解させたものが用いられる。また、負極シートの製造であれば、負極活物質（グラファイトなど）を溶剤に溶かしたものなどが用いられる。
【００３２】
図２に示すように、シート電極２は、集電体シート２０の両縁部に活物質ペーストが塗布されない（すなわち活物質層２１が形成されない）活物質未塗工部２０ａと、集電体シート２０の長手方向略中央部に活物質ペーストが塗布された（すなわち活物質層２１が形成された）活物質塗工部２０ｂとが形成されている。なお、シート電極２は、上述した塗布工程１０にて集電体シート２０に活物質層２１が形成された状態においては、活物質層２１が形成された活物質塗工部２０ｂの厚みが活物質未塗工部２０ａの厚みよりも厚い状態である。
【００３３】
次に、本実施例の湾曲量測定装置４の全体構成について、以下に説明する。
図１及び図３に示すように、本実施例の湾曲量測定装置４は、上述したように、シート状物としてシート電極２を製造するシート電極製造装置１の搬送経路３中に設けられており、搬送経路３に沿って搬送されるシート電極２の湾曲量をインラインで測定可能に構成されている。本実施例の湾曲量測定装置４は、シート電極製造装置１において圧着工程１１と裁断工程１２との間に配設されており、湾曲量測定装置４によって、圧着工程１１にて集電体シート２０の表面に活物質ペーストが圧着された後であって、裁断工程１２にて裁断される前のシート電極２の湾曲量がインラインで測定される。
【００３４】
湾曲量測定装置４は、搬送経路３の上流側に配置された搬送ローラとしての一対のプレスロール４０・４０と、搬送経路３の下流側に配置された搬送ローラとしてのガイドローラ４１と、シート電極２の上面方向から、シート電極２に応力を付与してシート電極２の変形量を検出する変形量検出部としての変形量検出装置４２と、シート電極２の蛇行量を検出する蛇行量検出部としての蛇行量検出装置４３と、検出されたシート電極２の変形量及び蛇行量からシート電極２の湾曲量を演算する湾曲量演算部としての制御装置４４等とで構成されている。
【００３５】
プレスロール４０・４０は、上述したシート電極製造装置１の圧着工程１１を構成するローラ部材であって、圧着工程１１のローラ部材と湾曲量測定装置４のローラ部材とが共用されている。プレスロール４０・４０では、圧着工程１１においてシート電極２が隙間を通過されることによって、シート電極２がプレスロール４０・４０のローラ面に当接して上下方向にプレスされる。このようにして、シート電極２において、集電体シート２０の両表面に活物質ペーストが圧着されて活物質塗工部２０ｂが形成される（図２参照）。
【００３６】
ガイドローラ４１は、圧着工程１１から裁断工程１２へとシート電極２を搬送するためのローラ部材である。本実施例のガイドローラ１４は、ローラ本体が回転自在に軸支されており、ローラ表面がシート電極２の下面に当接して回転されることで、シート電極２がガイドされながら搬送経路３の下流方向へと搬送される。
【００３７】
次に、変形量検出装置４２の構成について、以下に詳述する。
図３乃至図５に示すように、変形量検出装置４２は、一端にローラ部４５ａが回転自在に取り付けられた軸部材４５と、軸部材４５を上下摺動可能に支持する支持部材４６と、軸部材４５を所定方向に付勢するばね部材４７と、軸部材４５の上下方向の変位を検出する変位センサ４８等とで構成されている。本実施例の変形量検出装置４２では、ばね部材４７によって軸部材４５がシート表面方向からシート電極２に向けて付勢され、軸部材４５の変位がシート電極２の変形量として検出される。
【００３８】
軸部材４５は、長棒状の部材であって、一端部にはローラ部４５ａが回転自在に取り付けられており、他端部には後述する変位センサ４８のピストン部４８ｂが当接されている。軸部材４５は、後述するようにばね部材４７にて突出方向に付勢されたピストン部４８ｂによって軸心方向に沿う方向（図３において下方向）に押圧される。なお、軸部材４５は、支持部材４６によって搬送経路３に沿って搬送されるシート電極２のシート表面の法線方向に沿うように配置されている。
【００３９】
ローラ部４５ａは、シート電極２の上面方向からシート表面に当接され、具体的には、シート電極２のシート表面の内、幅方向の略中央部（すなわち活物質塗工部２０ｂ）に当接されている。ローラ部４５ａは、シート電極２のシート表面に当接された状態で、シート電極２の搬送に連動して受動的に回転される。
【００４０】
支持部材４６は、ばね部材４７及び変位センサ４８が設けられる上支持部４６ａと、上述した軸部材４５が上下摺動可能に支持される下支持部４６ｂ等とで構成されている。具体的には、支持部材４６には、軸部材４５、ばね部材４７、及び変位センサ４８が略同一直線上に位置するように組み付けられている。また、支持部材４６は、図示せぬ固定治具によって搬送経路３に対して相対位置変動不能となるように固定されている。上述した軸部材４５は、下支持部４６ｂに固定されたリニア玉軸受部４６ｃを介して軸心方向（上下方向）に沿って摺動可能に支持されている。
【００４１】
ばね部材４７は、軸部材４５を付勢してシート電極２に対して応力の付与する応力付与部として用いられる。本実施例では、ばね部材４７によって、変位センサ４８のピストン部４８ｂが突出方向に付勢され、かかるピストン部４８ｂを介して軸部材４５が付勢されることでシート電極２に所定の応力が付与される。
【００４２】
本実施例における「シート電極２に付与される応力」は、軸部材４５の自重による荷重とばね部材４７の付勢力とを加算した応力である。かかる応力は、シート電極２の所定のテンションに対して十分に小さくなるように、軸部材４５の荷重を考慮しながらばね部材４７の付勢力が適宜調整される。このようにシート電極２に付与される応力がシート電極２のテンションに対して十分に小さくなるように調整されることで、シート電極２のテンションの影響を考慮することなく、変位センサ４８によってシート電極２の正味の変形量を検出することができる。
【００４３】
変位センサ４８は、接触式センサとして構成されており、上支持部４６ａに固定された本体部４８ａと、本体部４８ａより伸縮自在に突出されたピストン部４８ｂ等とで構成されている。変位センサ４８は、本体部４８ａに対してピストン部４８ｂが伸縮されることで、本体部４８ａ内部に配設された図示せぬ二次コイルに誘起電圧が生じ、差動結合された電圧差がピストン部４８ｂの変位として出力される。なお、本体部４８ａは、後述する制御装置４４に接続されており、検出されたシート電極２の変形量が制御装置４４に出力される。
【００４４】
ピストン部４８ｂは、軸部材４５に対して同一軸心上に位置するように配設され、ピストン部４８ｂの本体部４８ａからの突出端部には、上述したばね部材４７が取り付けられている。ピストン部４８ｂは、ばね部材４７によって本体部４８ａに対して突出方向に付勢された状態で、突出端部が軸部材４５の端部に当接されている。このように、軸部材４５は、ピストン部４８ｂによってシート電極２のシート表面方向に付勢されている。
【００４５】
ところで、上述したように、シート電極２においては、活物質塗工部２０ｂの厚みが活物質未塗工部２０ａの厚みよりも厚い。そのため、活物質が塗工された集電体シート２０をプレスロール４０・４０に通過されると、活物質塗工部２０ｂにおいて伸び率や変形量が大きいことから弛みが生じる。本実施例の変形量検出装置４２は、軸部材４５がシート電極２の活物質塗工部２０ｂのシート表面（図４参照）、つまり、シート電極２の弛んだ箇所に向けて付勢されることで、弛んだ箇所に所定の応力が付与されるように構成されている。このように、軸部材４５によってシート電極２の弛んだ箇所に応力が付与されることで、弛んだ箇所が下方に押圧されて、シート電極２が張った状態（所定のテンションとなるように延伸された状態）へと変形される。
【００４６】
上述したように、変形量検出装置４２により付与される応力は、シート電極２のテンションに対して十分に小さいため、軸部材４５がシート電極２の弛みの度合い（すなわち、シート電極２のテンション変化）に応じて上下方向に伸縮されながら、シート電極２は、搬送される間常時所定のテンションで張った状態とされる（図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）。つまり、シート電極２は、変形量検出装置４２によって所定の応力が常時付与され、所定のテンションとなるように張った状態で搬送されるのである。
【００４７】
変形量検出装置４２の変位センサ４８では、シート電極２が弛んだ状態から張った状態となるまでのシート電極２に対する軸部材４５の相対位置の変位が検出される。本実施例においては、シート電極２の変形量が変位センサ４８にて検出される軸部材４５の変位に相当する。このように、変形量検出装置４２では、変位センサ４８によって、シート電極２の弛みの度合いに応じてシート電極２の変形量がリアルタイムで検出することができるように構成されている。
【００４８】
次に、蛇行量検出装置４３の構成について、以下に詳述する。
図３及び図４に示すように、蛇行量検出装置４３・４３は、一対のＣＣＤイメージセンサからなり、蛇行量検出装置４３・４３によって、取得された画像情報に基づいてシート電極２の活物質未塗工部２０ａ側の両端部（シート電極２の左右端）の位置が検出される。具体的には、蛇行量検出装置４３・４３は、シート電極２におけるガイドローラ４１との当接部位よりもプレスロール４０・４０寄りであって、かつシート電極２の活物質未塗工部２０ａ側の端部に対向する位置に配置される。
【００４９】
シート電極２の蛇行量は、蛇行量検出装置４３・４３にて検出されるシート電極２の両端部の位置情報から検出されるガイドローラ４１に対するシート電極２のずれ量のことである。すなわち、蛇行量検出装置４３では、シート電極２の両端部の位置に基づいて、シート電極２がガイドローラ４１に当接すべき位置から、ガイドローラ４１の軸線方向（左右方向）へのずれ量、すなわちシート電極２のガイドローラ４１における蛇行量が検出される。なお、蛇行量検出装置４３は後述する制御装置４４に接続されており、検出された蛇行量が電気信号として制御装置４４に送信される。
【００５０】
次に、制御装置４４の構成について、以下に詳述する。
図３に示したように、制御装置４４は、各種処理が実行される図示せぬＣＰＵや各種処理プログラム等が格納される記憶部としての図示せぬメモリ等とで構成されており、変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量、及び蛇行量検出装置４３にて検出されたシート電極２の蛇行量から、シート電極２の湾曲量を演算可能に構成されている。制御装置４４は、上述した変形量検出装置４２及び蛇行量検出装置４３が接続されており、変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量、及び蛇行量検出装置４３にて検出されたシート電極２の蛇行量が電気信号として入力される。
【００５１】
制御装置４４は、シート電極２の湾曲量を演算等するための種々のプログラムやデータテーブル等が格納されており、これらのプログラム等を展開し、展開されたプログラムに従って所定の演算を行い、当該演算結果を保管することができるように構成されている。具体的には、蛇行量検出装置４３にて検出されたシート状物の蛇行量に基づいてシート電極２の変形量を補正する変形量補正部４４ａと、補正されたシート電極２の変形量からシート電極２の湾曲量を演算する湾曲量演算部４４ｂ等とで構成されている。
【００５２】
変形量補正部４４ａでは、格納されている変形量補正プログラムに従って、蛇行量検出装置４３・４３にて検出されたシート電極２のガイドローラ４１に対する蛇行量に基づいて、変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量が補正される。具体的には、変形量補正部４４ａでは、予め求められた「シート電極２のガイドローラ４１に対する蛇行量とシート電極２の変形量との関係」についてのデータテーブル又は所定の関係式が格納されており、変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量がデータテーブルと比較又は所定の関係式に代入されることにより、「シート電極２の変形量の補正値（シート電極２の変形量の実測値からシート電極２の蛇行の影響を除去したもの）」が算出される。
【００５３】
湾曲量演算部４４ｂでは、格納されている湾曲量演算プログラムに従って、入力されたシート電極２の変形量からシート電極２の湾曲量が演算される。具体的には、本実施例の湾曲量演算部４４ｂでは、予め求められた「シート電極２の変形量とシート電極２の湾曲量の関係」についてのデータテーブル又は所定の関係式が格納されており、変形量補正部４４ａにて補正されたシート電極２の変形量がデータテーブルと比較又は所定の関係式に代入されることにより、「シート電極２の湾曲量」が算出される。
【００５４】
なお、シート電極２の湾曲量は、シート電極２が所定の長さに裁断され、かつテンションが付与されていない状態に保持されたシート電極２について、中心に向かって凹んだ形状となっている長手方向の端面の両端部を結ぶ直線と、直線に平行かつ端面の凹みの底を通過する直線との間の距離で表される（例えば、図１１参照）。
【００５５】
また、制御装置４４は、変形量補正部４４ａ及び湾曲量演算部４４ｂにおいて、シート電極２の種類や条件に応じて複数のデータテーブル又は関係式が選択可能に格納されている。
【００５６】
次に、本実施例の湾曲量測定装置４を用いた、シート電極２の湾曲量測定方法について、以下に詳述する。
図３及び図６に示すように、本実施例の湾曲量測定装置４を用いたシート電極２の湾曲量測定方法は、搬送経路３に配置されたプレスロール４０・４０とガイドローラ４１にて所定方向に搬送されるシート電極２に対して、シート電極２の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート電極２が張った状態となるまでのシート電極２の変形量を検出する変形量検出工程（Ｓ１００）と、シート電極２の蛇行量を検出する蛇行量検出工程（Ｓ１１０）と、前記蛇行量検出工程にて検出されたシート状物の蛇行量に基づいてシート状物の変形量を補正する変形量補正工程（Ｓ１２０）と、変形量補正工程にて検出されたシート電極２の補正された変形量からシート電極２の湾曲量を演算する湾曲量演算工程（Ｓ１３０）とを有する。
【００５７】
まず、変形量検出工程（Ｓ１００）では、変形量検出装置４２にて、ばね部材４７からの付勢力及び軸部材４５の自重によってシート電極２に下向きの応力が付与される。シート電極２は、変形量検出装置４２によって応力が付与されることで常に張った状態とされる。シート電極２の状態に応じて変位センサ４８のピストン部４８ｂが伸縮移動されることで、本体部４８ａにてピストン部４８ｂの伸縮がシート電極２の変形量として検出される。この変形量検出工程では、シート電極２が搬送される間、常時リアルタイムでシート電極２の変形量が検出される。そして、変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量が制御装置４４に送られる。
【００５８】
一方、蛇行量検出工程（Ｓ１１０）では、蛇行量検出装置４３にて、搬送経路３を搬送されるシート電極２において、ガイドローラ４１に対する蛇行量が検出される。この。蛇行量検出工程では、シート電極２が搬送される間、常時リアルタイムでシート電極２の蛇行量が検出される。そして、蛇行量検出装置４３にて検出されたシート電極２の蛇行量が制御装置４４に送られる
【００５９】
変形量補正工程（Ｓ１２０）では、制御装置４４の変形量補正部４４ａによって、制御装置４４に送られた蛇行量検出装置４３にて検出されたシート電極２の蛇行量に基づいて、制御装置４４に送られた変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量が補正される。具体的には、変形量補正部４４ａによって、変形量検出装置４２で検出されたシート電極２の変形量が「シート電極２のガイドローラ４１に対する蛇行量とシート電極２の変形量との関係」についてのデータテーブルと比較又は所定の関係式に代入されることにより、「シート電極２の変形量の補正値」が算出される。
【００６０】
湾曲量演算工程（Ｓ１３０）では、制御装置４４の湾曲量演算部４４ｂによって、変形量補正部４４ａで補正されたシート電極２の変形量からシート電極２の湾曲量が演算される。具体的には、湾曲量演算部４４ｂによって、変形量補正部４４ａで補正されたシート電極２の変形量が「シート電極２の変形量とシート電極２の湾曲量の関係」についてのデータテーブルと比較又は所定の関係式に代入されることにより、「シート電極２の湾曲量」が算出される。そして、本実施例では、上述したように、シート電極２の変形量がリアルタイムで検出されるため、制御装置４４では、シート電極２の湾曲量が同じくリアルタイムで演算される。
【００６１】
以上のように、本実施例の湾曲量測定装置４は、搬送経路３に沿って搬送されるシート電極２の湾曲量をインラインで測定するシート電極２の湾曲量測定装置４であって、搬送経路３に沿って所定方向に搬送されるシート電極２に対して、シート電極２の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート電極２が張った状態となるまでのシート電極２の変形量を検出する変形量検出装置４２と、変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量からシート電極２の湾曲量を演算する制御装置４４（湾曲量演算部４４ｂ）とを具備してなるため、シート電極２の湾曲量をインラインで精度よく、かつ簡易に測定することができるのである。
【００６２】
すなわち、本実施例の湾曲量測定装置４は、変形量検出装置４２によって、搬送経路３に沿って所定方向に搬送されるシート電極２に対して、特に、弛みが生じた箇所にシート面方向から所定の応力を付与してシート電極２が張った状態に変位させる際に、シート電極２が弛んだ状態から張った状態となるまでのシート電極２の変位量を検出し、さらには、シート電極２の弛みの度合いに応じてシート電極２の変形量がリアルタイムで検出される。そして、変形量検出装置４２にてリアルタイムで検出されたシート電極２の変形量から、制御装置４４にてシート電極２の湾曲量が演算されるのである。このように、湾曲量測定装置４は、シート電極２の湾曲量を搬送経路３中のシート電極２に対してインラインで測定することができるとともに、シート電極２を張った状態（つまりテンションをかけた状態）で湾曲量を測定するため、その測定精度を向上できる。また、上述した変形量検出装置４２は、搬送経路３中に配置することができるため、シート電極２の湾曲量をインラインで容易に検出することができる。
【００６３】
また、本実施例の湾曲量測定装置４を用いることで、シート電極製造装置１の製造工程中において、搬送経路３のインラインでシート電極２の湾曲量を精度良く測定することができるため、シート電極２に湾曲が生じた際に直ちにシート電極２の湾曲量を修正することで、作業効率を向上させることができ、さらにはシート電極２の製造効率を向上させることができる。
【００６４】
また、本実施例の湾曲量測定装置４では、さらに、シート電極２の蛇行量を検出する蛇行量検出装置４３と、蛇行量検出装置４３にて検出されたシート電極２の蛇行量に基づいてシート電極２の変形量を補正する制御装置４４（変形量補正部４４ｂ）とを具備してなるため、シート電極２の蛇行量に応じてシート電極２の変形量を補正することで、シート電極２の湾曲量の測定精度を向上することができる。
【００６５】
なお、本実施例の湾曲量測定装置４の構成及び湾曲量測定方法については、上述した構成等に限定されない。
以下に説明する別実施例では、湾曲量測定装置４等の構成について、上述した実施例と略同一である箇所についての詳細な説明は省略し、主に、構造上相違する箇所についてのみ詳細に説明する。
【００６６】
まず、湾曲量測定装置４の構成としては、上述した実施例（図３等参照）に示した構成に限定されず、具体的には、図７乃至図９に示す湾曲量測定装置１０４のように、上述した構成（蛇行量補正装置４３等）に加えて、シート電極２のシート面に当接するテンション検出用ローラ１４１への作用力を検出してシート電極２のテンションを検出するテンション検出部としてのテンション検出装置１４９と、変形量検出装置４２にて検出されたシート電極２の変形量、及びテンション検出装置１４９にて検出されたシート電極２のテンションから、シート電極２のテンション分布を算出するテンション分布算出部としての制御装置１４４が設けられてもよい。このようにテンション検出装置１４９等が設けられることで、シート電極２の変形量とテンションとからシート電極２の幅方向のテンション分布を同時に測定することが可能となる。
【００６７】
本実施例の湾曲量測定装置１０４では、テンション検出装置１４９にて、シート電極２のテンションがテンション検出用ローラ１４１を介して検出される。また、テンション検出装置１４９は、制御装置１４４に接続されており、テンション検出装置１４９にて検出されたシート電極２のテンションが制御装置１４４に送信される。
【００６８】
また、本実施例の変形量検出装置１４２は、支持部材１４６に対して、一組の軸部材１４５、ばね部材１４７、及び変位センサ１４８がそれぞれシート電極２の幅方向に沿って複数（本実施例では５組）設けられている。このような変形量検出装置１４２の構成とすることで、シート電極２の幅方向に渡ってのシート電極２の変形量の分布を検出することが可能となる。なお、一の変位センサ１４８によって検出されたシート電極２の変形量は、それぞれが制御装置１４４に送信される。
【００６９】
制御装置１４４は、上述した実施例と同様に変位量補正部１４４ａ及び湾曲量演算部１４４ｂとが設けられる他に、シート電極２のテンション分布を算出するテンション分布算出部１４４ｃが設けられている。本実施例の制御装置１４４においては、変位量補正部１４４ａ及び湾曲量演算部１４４ｂによって、シート電極２の湾曲量が算出されることに加えて、テンション分布算出部１４４ｃによって、変位量補正部１４４ａにて補正されたシート電極２の変位量及び制御装置１４４に送られたシート電極２のテンションからシート電極２のテンション分布が算出される。
【００７０】
変位量補正部１４４ａでは、蛇行量検出装置４３・４３にて検出されたシート電極２のガイドローラ４１に対する蛇行量に基づいて、上述した複数の変位センサ１４８・１４８・・・によって検出されたシート電極２の各変形量が補正される。そして、湾曲量演算部１４４ｂにて、シート電極２の湾曲量が演算される。
一方、テンション分布算出部１４４ｃでは、変位量補正部１４４ａで補正されたシート電極２の各変形量に応じて、テンション検出装置１４９にて検出されたシート電極２のテンションから「シート電極２のテンション分布」が算出される。つまり、テンション検出装置１４９にて検出されるシート電極２のテンションは、シート電極２の幅方向に渡ったテンションであるため、このシート電極２のテンションがシート電極２の各変形量に応じた分布に変換されるのである。
【００７１】
図９には、本実施例の湾曲量測定装置１０４を用いたシート電極２の湾曲量測定方法のフローチャートを示した。つまり、本実施例の湾曲量測定方法では、シート電極２に対して、シート電極２の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート電極２が張った状態となるまでのシート電極２の変形量を検出する変形量検出工程（Ｓ２００）と、シート電極２の蛇行量を検出する蛇行量検出工程（Ｓ２１０）と、前記蛇行量検出工程にて検出されたシート状物の蛇行量に基づいてシート状物の変形量を補正する変形量補正工程（Ｓ１２０）と、変形量補正工程にて検出されたシート電極２の補正された変形量からシート電極２の湾曲量を演算する湾曲量演算工程（Ｓ２３０）とに加えて、シート電極２のシート面に当接するテンション検出用ローラ１４１への作用力を検出してシート電極２のテンションを検出するテンション検出工程（Ｓ２４０）と、変形量検出工程にて検出されたシート電極２の変形量、及び前記テンション検出工程にて検出されたシート電極２のテンションから、シート電極２の幅方向のテンション分布を算出するテンション分布算出工程（Ｓ２５０）とを有するのである。
【００７２】
以上のように、本実施例の湾曲量測定装置１０４は、搬送経路３に沿って所定方向に搬送されるシート電極２に対して、シート電極２の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与して、シート電極２が張った状態となるまでのシート電極２の変形量を検出する変形量検出装置１４２と、変形量検出装置１４２にて検出されたシート電極２の変形量からシート電極２の湾曲量を演算する湾曲量演算部１４４ｂ（制御装置１４４）と、シート電極２のシート面に当接するテンション検出用ローラ１４１への作用力を検出してシート状物のテンションを検出するテンション検出装置１４９と、変形量検出装置１４２にて検出されたシート電極２の変形量、及びテンション検出装置１４９にて検出されたシート電極２のテンションから、シート電極２のテンション分布を算出するテンション分布算出部１４４ｃ（制御装置１４４）とを具備してなるため、シート電極２の変位量に基づいてシート電極２のテンション分布を測定することができ、シート電極２のテンション制御も同時に容易に行うことができる。
【００７３】
次に、変形量検出装置４２の構成としては、上述した実施例（図３等参照）に示した構成に限定されない。例えば、上述した実施例ではシート電極２の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与する機構として、軸部材４５をばね部材４７により付勢する接触式の機構が採用されているが、かかる構成に限定されない。
具体的には、図１０に示す変形量検出装置２４２のように、一端にローラ部２４５ａが回転自在に取り付けられた軸部材２４５と、揺動中心２４６ｄを中心に軸部材２４５を揺動自在に軸支する支持部材２４６と、軸部材２４５の上下方向の変位角度を検出する変位量検出部としてのエンコーダ２４８等とで構成されてもよい。かかる構成とすることで、軸部材２４５の自重によりシート電極２に対してシート面方向から所定の応力を付与されるとともに、シート電極２の変形量が軸部材２４５の変位角度の変化量に基づいて演算される。
なお、その他に、シート電極２の弛んだ箇所にシート面方向から所定の応力を付与する機構としては、シート面方向から圧縮空気（エア）を吹き付ける等の非接触式の機構が採用されてもよい。このような碑接触式の機構が採用される場合には、シート電極２の変形量がエア圧力の変化量に基づいて演算される。
【００７４】
また、変形量検出装置４２の構成としては、上述した実施例では変位センサ４８が用いられるが（図３等参照）、かかる変位センサ４８の構成はこれに限定されず、例えば、渦電流式、光学式、超音波式、及びレーザフォーカス式など公知のセンサ構造を採用することができる。変位センサ４８の構成としては、軸部材４５（ローラ部４５ａ）の上下方向の変位を検出することができる構成であれば特に限定されない。
【００７５】
また、変形量検出装置４２の構成としては、軸部材４５や支持部材４６等の構成についても、上述した構成に限定されない。すなわち、支持部材４６によって軸部材４５をシート電極２のシート表面方向に付勢可能な構成であればよい。
【００７６】
蛇行量検出装置４３の構成としては、上述した実施例ではＣＣＤイメージセンサからなる構成としたが（図３等参照）、蛇行量検出装置４３の構成はこれに限定されず、例えば、赤外光等の光を用いた光学式のセンサ（リニアセンサを含む）、超音波式のセンサ、及び空圧式のセンサ等が挙げられる。蛇行量検出装置４３としてどのような構成のものを用いるかは、検出対象であるシート状物の性状、例えば色（透明か否かを含む）、通気性の有無、感光性の有無等により適宜選択することが可能である。
【００７７】
制御装置４４の構成としては、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、又はワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。
【００７８】
湾曲量測定装置４で測定されるシート状物としては、上述した実施例ではシート電極２が用いられた構成について説明したが、シート状物の構成としてはこれに限定されず、例えば、箔（フォイル）、織物、フィルム、紙等、薄い形状の物品を含む。また、シート状物を構成する材料は、特に限定されず、金属材料、樹脂材料その他の材料あるいはこれらを組み合わせたものでもよい。
【００７９】
ただし、上述した実施例のように、シート状物として金属箔の集電体シート２０と、集電体シート２０の少なくとも一方の表面に形成された活物質層２１とを備えたシート電極２が用いられる場合には、シート電極２の製造工程において生じた変形や湾曲などをインラインで検出することができるため、直ちにシート電極２の変形や湾曲を修正することで、シート電極２の製造効率を向上させることができるため好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施例に係る湾曲量測定装置を備えたシート電極製造装置の全体的な構成を示したブロック図。
【図２】シート電極の断面図。
【図３】本実施例の湾曲量測定装置の側面図。
【図４】同じく図３の湾曲量測定装置の平面図。
【図５】湾曲量測定装置を用いてシート電極の変形量を測定する様子を示した側面図。
【図６】シート電極の湾曲量測定方法を示したフローチャート。
【図７】別実施例の湾曲量測定装置の側面図。
【図８】同じく図７の湾曲量測定装置の平面図。
【図９】別実施例のシート電極の湾曲量測定方法を示したフローチャート。
【図１０】別実施例の湾曲量測定装置の側面図。
【図１１】シート電極の湾曲量を示した平面図。
【符号の説明】
【００８１】
１    シート電極製造装置
２    シート電極（シート状物）
３    搬送経路
４    湾曲量測定装置
４０    プレスロール
４１    ガイドローラ
４２    変形量検出装置（変形量検出部）
４３    蛇行量検出装置（蛇行量検出部）
４４    制御装置（湾曲量演算部）
【図１】
2009063499.tif 000003
【図２】
2009063499.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009063499.tif 000006
【図５】
2009063499.tif 000007
【図６】
2009063499.tif 000008
【図７】
2009063499.tif 000009
【図８】
2009063499.tif 000010
【図９】
2009063499.tif 000011
【図１０】
2009063499.tif 000012
【図１１】
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