CN104185771B - 回卷装置、回卷方法、检查装置以及构造物制造方法 - Google Patents

回卷装置、回卷方法、检查装置以及构造物制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种回卷装置，该回卷装置具备：分割部(303)，其将来自光源单元的放射光分割为照射在第一片与第二片的侧面部(204e)上的测定光和照射在参照面(311)上的参照光；干涉检测部(314)，其检测由所述参照面反射的所述参照光与由所述侧面部反射的所述测定光干涉而成的干涉光；位置检测部(314)，其根据由所述检测部检测到的所述干涉光而检测所述第一片与所述第二片的位置；判定部(100c)，其根据由所述位置检测部检测到的所述位置来判定所述回卷体的优劣。

Description

回卷装置、回卷方法、检查装置以及构造物制造方法
技术领域
本发明涉及一种回卷装置、回卷方法、检查装置以及构造物制造方法。
背景技术
在回卷像锂离子电池的电极或者薄膜电容器那样的带状的片材而形成的回卷体中，基于它们的特性角度出发，片材的卷绕偏移的检查非常重要。作为检查卷绕偏移的装置，在专利文献1中记载了作为现有技术的图10所示的装置。
在图10中，检查对象物2设置在台1上。检查对象物2为结束了片材的回卷的回卷体。从X射线照射装置3向设置在台1上的检查对象物2的一个侧面照射有X射线。电视摄像机4对检查对象物2的另一个侧面进行拍摄。通过该拍摄而在电视摄像机4获取检查对象物2的X射线透过图像。在现有技术中，根据该X射线透过图像来检查检查对象物2的卷绕偏移。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开平11-51629号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，由于在现有技术中使用X射线，因此存在如下的课题，即，存在工作人员被辐射的风险。
本发明为解决所述以往的课题而完成，其目的在于，不使用X射线地实施检查。
【用于解决课题的方案】
为了实现所述目的，本发明的一方式所涉及的回卷装置将贴合的第一片与第二片卷绕在卷芯上从而形成回卷体，所述回卷装置的特征在于，具备：
光源单元，其射出放射光；
分割部，其将所述放射光分割为照射在贴合的所述第一片与所述第二片的侧面部上的测定光和照射在参照面上的参照光；
干涉检测部，其检测由所述参照面反射的所述参照光与由所述侧面部反射的所述测定光干涉而成的干涉光；
位置检测部，其根据检测到的所述干涉光而分别检测所述第一片与所述第二片的位置；
判定部，其根据检测到的所述第一片与所述第二片的所述位置来判定所述回卷体的优劣。
而且，为了实现所述目的，本发明的其它方式所涉及的检查装置对具有被贴合了的第一片与第二片的部件进行检查，所述检查装置的特征在于，具备：
光源单元，其射出放射光；
分割部，其将所述放射光分割为照射在所述第一片与所述第二片的侧面部上的测定光和照射在参照面上的参照光；
干涉检测部，其检测由所述参照面反射的所述参照光与由所述侧面部反射的所述测定光干涉而成的干涉光；
位置检测部，其根据检测到的所述干涉光而分别检测所述第一片与所述第二片的位置；
判定部，其根据检测到的所述第一片与所述第二片的所述位置来判定所述部件的优劣。
而且，为了实现所述目的，本发明的其它方式所涉及的回卷方法将贴合的第一片与第二片卷绕在卷芯上从而形成回卷体，并且实施检查工序，所述回卷方法的特征在于，所述检查工序包含：
将测定光照射在贴合的所述第一片与所述第二片的侧面部上并且将参照光照射在参照面上的工序；
检测由所述参照面反射的所述参照光与由所述侧面部反射的所述测定光干涉而成的干涉光的工序；
根据检测到的所述干涉光而分别检测所述第一片与所述第二片的位置的工序；
根据检测到的所述第一片与所述第二片的所述位置来判定所述回卷体的优劣的工序。
而且，为了实现所述目的，本发明的其它方式所涉及的构造物制造方法的特征在于，包含：
准备通过所述回卷方法形成的所述回卷体的工序；
使用所述回卷体而制造构造物的工序。
而且，为了实现所述目的，本发明的其它方式所涉及的构造物制造方法的特征在于，包含：
使用所述检查装置而对所述部件实施检查的工序；
利用实施了检查的所述部件而制造构造物的工序。
【发明效果】
根据本发明的方式，能够不使用X射线地实施检查。
附图说明
由与针对所添加附图的优选实施方式相关的以下的记述阐明本发明的这些内容和其他目的和特征。在该附图中，
图1A为第一实施方式中的回卷装置的示意图，
图1B为回卷装置的检查对象物的一例的锂离子电池的立体图，
图2为从箭头标记B观察图1A中的A-A’剖面而得到的图，且为回卷装置的卷绕偏移检查装置的结构图，
图3为表示第一实施方式所涉及的回卷装置的回卷方法的流程图，
图4A为用于说明卷绕偏移量Δz的图，且为表示卷芯的旋转角度θ与回卷体的端面的位置z1、z2的关系的图，
图4B为用于说明卷绕偏移量Δz的图，且为表示在θ＝360°时所获取的SS-OCT信号与位置z的关系的图，
图4C为用于说明卷绕偏移量Δz的图，且为表示在θ＝720°时所获取的SS-OCT信号与位置z的关系的图，
图5A为用于说明照射点的图，且为表示照射点的长轴的长度为300μm的情况下的回卷体的接点上的点位置的图，
图5B为用于说明照射点的图，且为表示从箭头标记D观察图5A中的C-C’剖面而得到的剖视图、与表示SS-OCT信号和位置z的关系的图之间的对应关系的说明图，
图5C为用于说明照射点的图，且为将图5A中的照射点附近放大而得到的图，
图6A为用于说明照射点的图，且为表示照射点的长轴的长度为100μm的情况下的回卷体的接点上的点位置的图，
图6B为用于说明照射点的图，且为表示从箭头标记F观察图6A中的E-E’剖面而得到的图、与表示SS-OCT信号与位置z的关系的图之间的对应关系的说明图，
图6C为用于说明照射点的图，且为将图6A中的照射点附近放大而得到的图，
图7A为用于说明照射点的图，且为表示照射点的长轴的长度的情况下的回卷体的接点上的点位置的图，
图7B为用于说明照射点的图，且为表示从箭头标记H观察图7A中的G-G’剖面而得到的图、与表示SS-OCT信号与位置z的关系的图之间的对应关系的说明图，
图7C为用于说明照射点的图，且为将图7A中的照射点附近放大而得到的图，
图8A为表示第一片材与第二片材的关系的图，且为表示第一片材与第二片材保持张力的状态下的回卷体的图、与表示SS-OCT信号与位置z的关系的图之间的对应关系的说明图，
图8B为表示第一片材与第二片材的关系的图，且为表示第二片材覆盖在第二片材之上的状态下的回卷体的图、与表示SS-OCT信号和位置z的关系的图之间的对应关系的说明图，
图9为第二实施方式中的回卷装置的示意图，
图10为专利文献1中的以往的卷绕偏移检查技术的简略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。需要说明的是，在添加附图中，对相同的部件标注相同的参照符号。
(第一实施方式)
<回卷装置200的概要>
图1A为本发明的第一实施方式中的回卷装置200的示意图。
在图1A中，回卷装置200具备SS-OCT装置201。该回卷装置200为将贴合的第一片材202与第二片材203卷收在卷芯206上而形成回卷体204的装置。第一片材202为第一片的一例。第二片材203为第二片的一例。在该第一实施方式中，从SS-OCT装置201向包含第一片材202、第二片材203在内的回卷体204的一侧照射光，从而检查构成回卷体204的第一片材202或者第二片材203的卷绕偏移。需要说明的是，在将贴合的第一片材202与第二片材203卷收在卷芯206上而形成回卷体204时，为了更可靠地维持卷收有最外侧的第一片材202与第二片材203的状态而不使它们反卷，可以适当使用临时固定的胶带等公知的临时固定构件。
回卷装置200具备第一供给卷轴50、第二供给卷轴51、贴合辊205、卷芯206、卷芯旋转驱动部206M、回卷控制部100。
卷芯旋转驱动部206M由马达等构成，根据来自回卷控制部100的信息而旋转驱动卷芯206。
回卷控制部100具备显示部100a、存储部100b、判定部100c，回卷控制部100对回卷装置200的回卷动作进行控制。
显示部100a显示所形成的回卷体204是OK品(合格产品)还是NG品(不合格产品)。
存储部100b与标注在回卷体204上的制造编号等对应地存储是NG品的意旨。
判定部100c根据由后述的OCT运算处理部314(参照图2)检测出的位置，来判定回卷体204的优劣(OK还是NG)。
第一片材202与第二片材203分别在卷绕成辊状的状态下，通过第一供给卷轴50与第二供给卷轴51而分别设置在回卷装置200之中。第一片材202从第一供给卷轴50反卷而向贴合辊205供给。第二片材203从第二供给卷轴51反卷而向贴合辊205供给。第一片材202与第二片材203在通过贴合辊205而被贴合后，到达卷芯206，绕卷芯206而形成回卷体204。
回卷体204例如为构成锂离子电池的构件。构成锂离子电池的回卷体204如图1B所示，包含正极63以及负极64、它们之间的绝缘体即两张隔离件61、62这总计四张片材。但是，为了便于说明，在以下的说明中将回卷体204所包含的片材的数量设为两张，将第一片材202设为作为导体的电极的一例的正极63，将第二片材203设为绝缘体的隔离件61。
贴合辊205由一对辊构成，在一对辊间夹入第一片材202与第二片材203，使第一片材202与第二片材203重合。
SS-OCT装置201为使用了波长扫描式光学相干断层成像术(SS-OCT：SweptSourceOpticalCoherenceTomography)的光干涉信号测定装置。OCT(OpticalCoherenceTomography)为利用光的干涉现象的测定法。在OCT中，将来自光源的放射光分割为参照光与测定光，使参照光入射在参照面上，使测定光入射在测定对象物上。而且，通过使由参照面反射的参照光和由测定对象物反射的测定光干涉来检测干涉信号。根据检测到的干涉信号，来检测测定对象物的位置。
OCT大体分为需要参照面的扫描的时间区域OCT(TD-OCT：TimeDomainOpticalCoherenceTomography)与不需要参照面的扫描的频率区域OCT(FD-OCT：FourierDomainOpticalCoherenceTomography)这两种。而且，FD-OCT也分为分光式与波长扫描式这两种。特别是，波长扫描式的FD-OCT被称为SS-OCT。在SS-OCT中，使从光源射出的光的频率随时间变化地实施干涉光的检测。
SS-OCT装置201的简略结构如图2所示。
SS-OCT装置201具备光纤干涉计301、测定头307。光纤干涉计301具备作为光源单元的一例而发挥功能的波长扫描式光源302。测定头307作为光学构件的一例而发挥功能。
光纤干涉计301具备使出射的放射光的波长变化的波长扫描式光源302。来自波长扫描式光源302的放射光的光出射口与第一联接器303的光接收口连接。第一联接器303作为将光以固定比率分割成两份的分割部的一例而发挥功能。第一联接器303的两个光送出口中的第一光送出口与第一循环器304连接。第一联接器303的两个光送出口中的第二光送出口与第二循环器305连接。即，来自波长扫描式光源302的放射光由第一联接器303分割成测定光以及参照光，测定光入射至第二循环器305，参照光入射至第一循环器304。
第二循环器305与第二联接器306的光接收口连接，并且与光纤干涉计301外的测定头307连接。由此，来自第一联接器303的测定光入射至测定头307，另一方面来自测定头307的测定光入射至第二联接器306。
测定头307具备照射准直透镜308、电流计镜309、光束径成形机构310。
照射准直透镜308与第二循环器305连接。
电流计镜309配设在测定头307的内部。
光束径成形机构310配置在电流计镜309与回卷体204之间，而成形测定光的点径。回卷体204为测定对象物的一例。
从第二循环器305入射至照射准直透镜308的测定光通过照射准直透镜308而成形成平行光。之后，成为平行光的测定光经由电流计镜309而由光束径成形机构310聚光。之后，从光束径成形机构310出射的测定光照射在回卷体204的端面(侧面部204e)上。在侧面部204e反射(或者后方散射)的测定光经由光束径成形机构310而入射至第二循环器305。进而，入射至第二循环器305的测定光入射至第二联接器306。
另一方面，从第一循环器304出射的参照光入射在参照准直透镜312上。参照准直透镜312使参照光入射在参照面311上，并且使在参照面311反射的参照光入射至第一循环器304。第一循环器304与第二联接器306的光接收口连接。
在第二联接器306，由来自第二循环器305的测定光和来自第一循环器304的参照光形成干涉光。由此，第二联接器306作为合波机构的一例而发挥功能。
在差动放大器313，将由第二联接器306形成的干涉光的光学拍频信号差动传送至OCT运算处理部314。从波长扫描式光源302射出的放射光的频率根据时间经过而变化。因此，在第二联接器306进行干涉的参照光与测定光之间，产生与时间延迟量对应的频率差。该频率差成为干涉光的光学拍频信号。
OCT运算处理部314具备模拟/数字变换电路(模拟/数字变换部)314a、傅里叶变换电路(傅里叶变换部)314b、运算部314c。傅里叶变换电路314b作为干涉光检测机构(干涉检测部)而发挥功能，运算部314c作为图像获取机构以及位置检测部而发挥功能。
需要说明的是，也可以使运算部314c同时作为干涉检测部与位置检测部。
模拟/数字变换电路314a对由第二联接器306形成的干涉光的光学拍频信号的时间波形实施模拟/数字变换。
傅里叶变换电路314b与模拟/数字变换电路314a连接，而检测基于来自模拟/数字变换电路314a的干涉光的作为信号的光学拍频信号。傅里叶变换电路314b对检测到的信号实施傅里叶变换，并实施频率解析。根据该频率解析的结果，获取表示干涉光的强度分布的SS-OCT信号。
从傅里叶变换电路314b被进行了傅里叶变换的信息被输入至运算部314c。运算部314c根据从傅里叶变换电路314b输入的信息(SS-OCT信号)，计算位于受测定光照射的位置上的回卷体204上的第一片材202与第二片材203的反射面的位置z1以及位置z2(参照图4A)。需要说明的是，也可以通过运算部314c实施频率解析。
运算部314c的输出部与波长扫描式光源302、测定头307的电流计镜309等的驱动部307M电连接，而控制波长扫描式光源302、电流计镜309的动作。此外，运算部314c的输出部也与回卷控制部100连接。在回卷控制部100，根据来自运算部314c的信息而实施卷绕偏移的检查等规定的动作。
需要说明的是，在第一实施方式中，也可以采用所述TD-OCT。但是，为了提高测定的速度，优选在被称为A扫描的一维的扫描中例如使用能够以10kHz以上进行实施的SS-OCT或FD-OCT。
<测定头的设置位置>
图2的204与206为从箭头标记B方向观察图1A中A-A’剖面的回卷体与卷芯。测定头307像图2那样设置在卷芯206的旋转轴线上。通过以这种方式设置，能够从测定头307沿着与回卷体204的旋转轴方向平行的z轴方向，对回卷体204照射测定光。
此外，使测定头307中的电流计镜309的旋转轴与x轴平行地配置。通过以这种方式构成，能够使测定光的照射位置沿y轴方向移动。
<关于第一实施方式中的回卷方法>
图3为表示图1A的回卷装置200的回卷方法的流程图。此处，利用图1A、图2、图3进行说明。
在步骤S1，将图1A的第一片材202与第二片材203设置在能够通过卷芯206进行回卷的位置。该步骤S1可以由工作人员来实施，也可以通过对第一片材202与第二片材203进行把持的把持机构自动实施。此处，作为将第一片材202与第二片材203设置在卷芯206上的设置方法，例如，使第一片材202以及第二片材203保持在设置于卷芯206上的开闭式的狭缝中。
接下来，在步骤S2，回卷控制部100控制卷芯旋转驱动部206M，而使卷芯206绕逆时针方向旋转。由此，将第一片材202与第二片材203卷收在卷芯206上，从而在卷芯206的周围形成回卷体204。
接下来，在步骤S3，对回卷体204实施使用了SS-OCT装置201的SS-OCT测定。
以下说明该SS-OCT测定的详细内容。
图2的SS-OCT装置201一边使从波长扫描式光源302放射的放射光的波长变化一边实施测定。将使波长变化的范围设置在例如波长1300nm±50nm的范围。该波长扫描式光源302的动作由运算部314c控制。
来自波长扫描式光源302的放射光从回卷体204的旋转轴方向即z轴方向向回卷体204照射。向回卷体204照射的测定光在回卷体204的端面(侧面部204e)反射。该反射的测定光中包含由第一片材202反射的光以及由第二片材203反射的光。由回卷体204反射的测定光进入第二联接器306。在第二联接器306，由回卷体204反射的测定光与由参照面311反射的参照光干涉而形成干涉光。该干涉光的光学拍频信号经由差动放大器313而由OCT运算处理部314检测。OCT运算处理部314对检测出的光学拍频信号实施频率解析，而取得SS-OCT信号，然后，根据该SS-OCT信号分别计算出图1A的第一片材202的反射面的位置z1以及第二片材203的反射面的位置z2。需要说明的是，位置z1表示第一片材202的长边的端面(侧面部)的在z轴方向上的位置，位置z2表示第二片材203的长边的端面(侧面部)的在z轴方向上的位置。需要说明的是，第一片材202的长边是指第一片材202中与第一片材202的移动方向平行的边。而且，第二片材203的长边是指第二片材203中与第二片材203的移动方向平行的边。由OCT运算处理部314计算出的位置z1与位置z2的信息向回卷控制部100输出。
接下来，在步骤S4，根据计算出的位置z1以及位置z2，计算第一片材202与第二片材203的卷绕偏移量Δz。在后文中具体说明卷绕偏移量Δz。卷绕偏移量Δz的计算由回卷控制部100的判定部100c实施。
接下来，在步骤S5，判定部100c对在步骤S3计算出的卷绕偏移量Δz是否在OK范围内进行判定。OK范围是指能够将产品视为合格产品的范围，具体而言，是即使落入该范围内也不会对质量产生影响的卷绕偏移量Δz的范围。将该OK范围预先存储在存储部100b。在后文中详细说明预先存储的OK范围。此处，在卷绕偏移量Δz在OK范围外的情况(步骤S5的“否”)下，进入步骤S6。另一方面，在卷绕偏移量Δz在OK范围内的情况(步骤S5的“是”)下，进入步骤S7。
在步骤S6，将来自判定部100c的NG信号向显示部100a与卷芯旋转驱动部206M传递。
接下来，在步骤S8，在显示部100a显示所形成的回卷体204NG的意旨。此外，回卷控制部100的存储部100b与标注在回卷体204上的制造编号等对应地存储NG的意旨。通过以这种方式构成，在后续工序中，通过对照存储部100b中的存储信息与回卷体204的制造编号等，便能够废弃NG品。
另一方面，在步骤S7，由判定部100c判定是否完成回卷体204。如果判定为完成了回卷体204(步骤S7的“是”)，则进入步骤S9。回卷控制部100根据来自与卷芯旋转驱动部206M连接的编码器等的信息而实施是否完成回卷体204的判定。例如，由来自编码器的信息求出卷芯206的旋转次数，由判定部100c判定该旋转次数是否达到存储于预先存储部100b中的次数。预先存储的次数例如设置为10次。如果判定为未完成回卷体204的回卷(步骤S7的“否”)，则不停止回卷而返回步骤S2，再度实施SS-OCT测定。
在判定为完成了回卷体204的回卷的情况、或者从判定部100c输出了NG信号的情况下，在步骤S9，卷芯旋转驱动部206M停止卷芯206的旋转。然后，在贴合辊205与卷芯206之间由未图示的电极切断部切断第一片材202与第二片材203，从而结束动作。
需要说明的是，在实施步骤S8的工序时，也可以同时实施步骤S9的工序。
而且，步骤S3～步骤S5的工序为检查工序的一例。在本实施方式中，通过在形成回卷体204期间同时实施检查工序，能够缩短开始回卷体204的形成到结束检查所需的时间。
而且，通过实施准备由第一实施方式中的回卷方法形成的回卷体204的工序、使用所准备的回卷体204制造构造物的工序，能够实现构造物制造方法的一例。而且，作为构造物制造方法的其它例，也能够包含使用作为检查装置的一例的SS-OCT装置201而实施作为部件的一例的回卷体204的检查的工序、以及利用实施了检查的回卷体204制造构造物的工序。作为部件的其他例，也能够采用将第一片材202与第二片材203层叠而形成的层叠体。
作为构造物的示例，除能够使用作为部件的一例的回卷体204而制造的回卷型的电池、回卷型的电容器等以外，还能够例举能够使用作为部件的其他例的层叠体制造的层叠型的电池、层叠型的电容器等。就作为构造物制造方法的具体例的电池(构造物的一例)的制造方法而言，通过将回卷体204收纳在壳体内，在壳体形成负极与正极，由此能够制造电池。作为更具体的构造物制造方法，存在如下的方法，即，将回卷体204放入实施了镍镀敷的铁制的罐(壳体的一例)中，在使负极与罐底焊接并注入电解液后，使正极与盖焊接，并由冲压机封口。
<卷绕偏移量Δz>
图4A为表示图1A的卷芯206的旋转角度θ、与第一片材202上的沿z轴方向的位置z1以及第二片材203上的沿z轴方向的位置z2之间的关系的图。图4A的横轴为旋转角度θ，表示卷芯206的旋转角度。在θ＝0°时，卷芯206位于回卷开始位置，为仅设置有第一片材202与第二片材203而卷芯206未旋转的状态。例如如果θ＝360°，则卷芯206绕逆时针方向旋转一周，第一片材202与第二片材203分别被卷收与卷芯206的圆周一周量对应的量。
图4A的纵轴表示位置z。在该纵轴上，如果位置z的值大(向坐标图的上方移动)则表示位于图1A中的纸面近前方向，如果位置z的值小(向坐标图的下方移动)则表示位于图1A中的纸面进深方向。即，图4A的坐标图表示位置z1与位置z2相比更靠图1A中的纸面里侧。
在第一实施方式中，卷绕偏移量Δz是指某个旋转角度θ的、位置z1与位置z2之差，Δz＝z1-z2。
图4B为表示图4A中θ＝360°的情况下得到的SS-OCT信号强度与位置z之间的关系的图。图4C为表示图4A中θ＝720°的情况下得到的SS-OCT信号强度与位置z之间的关系的图。
SS-OCT装置201的运算部314c将所得到的SS-OCT信号的两个波峰位置作为第一片材202与第二片材203的位置z1以及位置z2而进行测定。其中，也可以不测定波峰位置，而使用例如对SS-OCT信号实施边缘检测等其他的信号处理方法。
需要说明的是，在本实施方式中，由于只要测定卷绕偏移量Δz即可，因此在由SS-OCT信号得到两个波峰的情况下无需区别两者是来自哪个片材的SS-OCT信号。然而，也可以利用第一片材202与第二片材203相对于测定光的反射率不同这一情况而区别两者。具体而言，利用金属与树脂相比测定光的反射率高的特点。或者，由于树脂与金属的SS-OCT信号的波峰形状不同，因此也可以利用形状的差异来区别两者。具体而言，金属的SS-OCT信号的波峰形状比树脂的SS-OCT信号的波峰形状尖锐。换言之，金属的SS-OCT信号的波峰形状的半值宽度比树脂的SS-OCT信号的波峰形状的半值宽度窄。利用该差异，位置检测部(作为一例的运算部314c)根据作为频率解析的结果而得到的SS-OCT信号(干涉光的强度分布)中含有的波峰形状而检测金属(第一片)与由树脂构成的隔离件(第二片)的各自的位置。
通过图1A的回卷控制部100旋转驱动卷芯旋转驱动部206M而使卷芯206旋转，由此一边改变θ一边继续实施该测定。由此，测定直到回卷结束的在所有旋转角度θ的卷绕偏移量Δz。
<关于OK范围>
在形成作为回卷体204的锂离子电池的情况下，需要配置隔离件，以使正极与负极不发生短路。此时，如果卷绕偏移量Δz不达到一定大小以上，则会发生正极与负极短路的情况。因此，作为一定大小的阈值，在本实施方式中使用第一阈值。具体而言，通过由判定部100c比较第一阈值与卷绕偏移量Δz来实施优劣判定。例如，将第一阈值设为50μm。
另一方面，卷绕偏移量Δz的值过大也存在发生短路的情况。即，需要使卷绕偏移量在一定大小以下。作为该一定大小的阈值而使用第二阈值。例如，将1950μm设为第二阈值。
即，将第一阈值以上而且第二阈值以下作为OK范围，而预先存储在存储部100b中。判定部100c根据该OK范围，来实施优劣判定。
需要说明的是，作为优劣判定的基准，也可以对位置z1与位置z2分别设置上限与下限的阈值。然而，在图2的光纤干涉计301中，作为在从第一联接器303出射后经由参照面311的反射而入射至第二联接器306为止的参照光的路长H1、与在第一联接器303中出射后经由回卷体204的反射而入射至第二联接器306为止的测定光的路长H2的两个光路之差而获得由SS-OCT测定得到的位置z1、位置z2。例如，在因环境温度的变化造成参照光路长H1与测定光路长H2变化的情况下，位置z1与位置z2的值也变化，因此存在判定的精度降低的情况。对此，由于即使参照光路长H1与测定光路长H2变化，作为卷绕偏移量Δz也不发生变化，因此从精度的角度出发，优选在判定中使用卷绕偏移量Δz。
<关于照射点209的大小>
对在实施SS-OCT测定时，优选的测定光的点径状进行说明。
通过图2的SS-OCT装置201中的光束径成形机构310，将测定光的照射点的形状成形成细长的椭圆形。由此，能够使椭圆的点形状的长轴的长度与一组片材(第一片材202与第二片材203)的合计厚度相等。而且，使由图1A的贴合辊205贴合的第一片材202和第二片材203的移动方向与椭圆的点形状的长轴正交。
具体而言，在将图1A所示的测定光的照射点209的长轴(与图1A的y轴平行的轴)的长度设为a，将第一片材202的厚度设为T1，将第二片材203的厚度设为T2时，得到下述的式(1)。
a＝T1+T2······(式1)
例如，在第一片材202与第二片材203的合计的厚度为100μm的情况下，a＝200μm。
利用图5A～图7C说明使照射点209的长轴的长度a与一组片材(第一片材202与第二片材203)的合计厚度相等的理由。
图5A为表示测定光的照射点209的长轴的长度a充分大于一组片材的合计厚度，而例如设置为300μm的情况下的状态的图。此处，在接点210配置照射点209。
此处，接点210是指，在从侧面(z轴方向)观察片材(第一片材202、第二片材203)被卷收在回卷体204上的状态的侧视图中，片材的应当被卷收的部分与由已经被卷收了的部分构成的回卷体204最初接触的位置。换言之，是指在回卷体204的侧视图中从回卷体204的外周面向一对贴合辊205之间的中心引出的切线与回卷体204的周面接触的接触点。该切线与由贴合辊205贴合的第一片材202和第二片材203在从z轴方向观察而得到的侧视图中一致。
图5B为示出了从箭头标记D观察图5A中的C-C’剖面的图、与表示SS-OCT信号强度和位置z的关系的图之间的对应关系的说明图。图5C为将图5A中的照射点209的附近放大而得到的图。
像图5A～图5C那样，在长度a充分大于第一片材202与第二片材203的合计的厚度的情况下，有时除最外周的第二片材203a的位置信息与位于其下层的第一片材202的位置信息以外，还会获取位于与一周量对应的内周的第二片材203b的位置信息。这是由于检测出由第二片材203b反射的测定光。在该情况下，在所取得的SS-OCT信号中，混合有第二片材203a与第二片材203b双方的信号。如果混合有双方的信号，则不能区别各个信号的出处，从而不能准确地测定卷绕偏移量Δz。因此，必须根据第一片材202与第二片材203的合计的厚度，将照射点209的长度a限制在一定以下的大小。
另一方面，图6A为表示照射点209的长轴的长度a充分小于第一片材202与第二片材203的合计的厚度，而例如设置为100μm的情况的图。图6B为示出了从箭头标记F观察图6A中的E-E’剖面而得到的图、与表示SS-OCT信号强度和位置z的关系的图之间的对应关系的说明图。图6C为将照射点209的附近放大而得到的图。
在该情况下，像图6B那样仅能够得到第一片材202的信息。因此，为了获取所述的卷绕偏移量Δz＝z1-z2，需要实施多次SS-OCT测定或需要多个SS-OCT测定装置。因此，需要根据第一片材202与第二片材203的合计的厚度，将照射点209的长度a设定成一定以上的大小。
因此，优选像图7A那样，设定照射点209的长轴的长度a。图7A为使照射点209的长轴a与第一片材202和第二片材203的合计的厚度相等，而例如设置为200μm的情况的图。图7B为表示从箭头标记H观察图7A中的G-G’剖面而得到的剖视图、与表示SS-OCT信号强度和位置z的关系的图之间的对应关系的说明图。图7C为将照射点209的附近放大而得到的图。
像这样，使照射点209的长轴的长度a与第一片材202和第二片材203的合计厚度相等。这样，由于能够仅获取作为一组片材的第一片材202与第二片材203a的位置信息，并且不测定不需要的第二片材203b的位置信息，因此最优选。
需要说明的是，作为具体的长轴的长度a的范围，优选设置为贴合的第一片材202与第二片材203的合计厚度的90％以上并且110％以下。如果在该范围内，则既能够消除测定中不需要的第二片材203b的影响，还能够同时测定第一片材202与第二片材203a的位置信息。在本实施方式中，将照射点209的长轴的长度a例如设置为200μm±20μm。
此处，对设置为±20μm(合计厚度的90％以上并且110％以下的范围)的理由进一步进行说明。
如果将长轴的长度a设置为200μm以上并且220μm(合计厚度的110％)以下，则成为如下的状态。即，照射点209不仅与第二片材203a重复而且还与第二片材203b略微重复，从而也检测出来自第二片材203b的SS-OCT信号。然而，由于此时照射点209所占据的第二片材203b的面积足够少，因此几乎不会检测到来自第二片材203b的SS-OCT信号。然而，本发明人发现，如果使长轴的长度a大于220μm(合计厚度的110％)，则来自第二片材203b的SS-OCT信号的影响变大，从而无法精度良好地测定卷绕偏移量Δz。
而且，如果将长轴的长度a设置为180μm以上并且小于200μm(合计厚度的90％以上并且不足100％)，则照射在第二片材203b上的测定光与照射点209的长轴的长度a为200μm时相比略微减弱。然而，另一方面，由此造成的SS-OCT信号强度的降低量微小，在位置z1以及位置z2的测定时不会产生问题。然而，本发明人发现，如果将长轴的长度a设置为不足180μm(不足合计厚度的110％)，则无法精度良好地测定位置z1以及位置z2。
根据以上内容，将照射点209的长轴的长度a的范围设置为贴合的第一片材202与第二片材203的合计厚度的90％以上并且110％以下。
需要说明的是，作为成形照射点209的形状的图2的光束径成形机构310能够使用柱面透镜、曲而透镜、或者光阑等。而且，由于图1A的第一片材202的侧面部的位置与第二片材203的侧面部的位置在z轴方向上各不相同，因此以照射点径状在第一片材202的侧面部与第二片材203的侧面部几乎不变化的方式，设计图2的光束径成形机构310。
而且，照射点209的短轴的长度b如下文所述。
如果增大照射点209的短轴的长度b，则会造成图4A中的卷绕偏移量Δz的θ方向的分辨率降低，从而导致无法准确地测定卷绕偏移量Δz的急剧的变化。如果为了准确地测定卷绕偏移量Δz，而将所需的θ方向分辨率设为Δθ，将回卷体204的直径设为2R时，为了不使θ方向的分辨率降低而所需的照射点209的短轴的长度b如以下的(式2)所示。
b<R×Δθ······(式2)
例如在Δθ＝1°而R＝9mm时，根据(式2)，照射点209的短轴的长度b为157μm以下。
需要说明的是，在第一片材202与第二片材203的合计厚度薄的情况下照射点209的长轴的长度a变小，而且，在所需的θ方向的分辨率Δθ低的情况下照射点209的短轴的长度b变大。在这种情况下，照射点209的点形状未必限定于椭圆形状。然而，在采用构成锂离子电池的回卷体204的情况下，所含有的片材的合计厚度为约100μm～500μm，此外θ方向分辨率Δθ越高越好，因此，优选将照射点209设置为椭圆形状。在该情况下，例如，将照射点209的短轴的长度b设置为约长轴的长度a的一半以下。
<照射点209的位置>
优选照射点209的位置处于图7A的接点210与任意的点M(贴合辊205与接点210之间的第一片材202与第二片材203的侧面部上的任意的位置)之间，更优选设置在与卷收的接点210相同的位置。接点210是指，通过了贴合辊205的第一片材202和第二片材203与正在形成在卷芯206上的回卷体204以切线状接触的位置上的任意的点。换言之，为第一片材202与已经被卷收而构成回卷体204的第二片材203接触的点。
在通过了接点210以后，由于第一片材202与第二片材203卷绕在卷芯206上，因此卷绕偏移量Δz几乎无变化。
假设在M点实施测定的情况下存在如下的问题。即，由于从M点到接点210不受z轴方向的限制力，因此有时因第一片材202与第二片材203的厚度等材料特性的片材中的不均匀、或者卷芯206的振动等要因，造成在z轴方向上发生变动。即，存在卷绕偏移Δz发生变化直到接点210为止的可能性，从而可能影响测定结果的准确性。因此，更优选将测定位置设置为卷收的接点210。需要说明的是，作为一例，从M点到接点210为止的尺寸为200mm～300mm，卷芯206的直径约为10mm～50mm。需要说明的是，测定位置为照射点209的位置。
但是，由于第一片材202与第二片材203通过贴合辊205而贴合，因此卷绕偏移量Δz在M点与接点210大幅度变化的可能性不高。因此，也可以不将照射点209配置在接点210而配置在M点。需要说明的是，在上文中说明了优选将照射点209配置在接点210的理由。在该情况下，以第一片材202的侧面部与第二片材203的侧面部位于照射点209内的方式设定照射点209的位置。
需要说明的是，测定光的照射点209的位置通过作为第一光学构件的一例而发挥功能的图2的测定头307来调节。测定光通过作为第一光学构件的测定头307而照射在侧面部204e上的位置且位于接点210与贴合辊205之间的位置。优选向侧面部204e上的位置且同时作为接点210位置的位置照射测定光。
而且，优选根据卷芯206的旋转角度和第一片材202与第二片材203的合计厚度而使照射点209的位置移动。例如，由于如果将第一片材202与第二片材203的厚度分别设为T1、T2，将卷芯206的旋转速度设为dθ/dt，则第一片材202与第二片材203的合计厚度为(T1+T2)，因此优选使照射点209的位置向径向即图1A中的y轴方向移动下述(式3)的量。
(T1+T2)×(dθ/dt)÷360°······(式3)
例如，在厚度T1、T2均为100μm，旋转速度dθ/dt为3600°/秒的情况下，根据(式3)，以2000μm/秒的速度使照射点209的位置向y轴方向移动。
需要说明的是，照射点209的位置移动通过图2的运算部314c改变电流计镜309的角度而实施。需要说明的是，即使不使用电流计镜309，也可以设置步进电机等机构，通过运算部314c使测定头307本身移动。
需要说明的是，一般来讲，由于隔离件薄而无刚性，因此有时因时间经过造成的吸湿等而失去张力，从而覆盖在电极之上。而且，即使在从卷芯206取下完成了的回卷体204的情况下，有时也会因取出时的振动或者物理性的接触等造成隔离件覆盖在电极上。如果隔离件覆盖在电极上，则会变得难以获取来自隐藏在隔离件的里部的电极的SS-OCT信号。
图8A为示出刚刚完成了回卷后的作为隔离件的第二片材203保持张力的状态的图、与表示SS-OCT信号强度和位置z的关系的图之间的对应关系的说明图。图8B为示出第二片材203覆盖在作为电极的第一片材202之上的状态的图、与表示SS-OCT信号强度和位置z的关系的图之间的对应关系的说明图。从图8B可以明显看出，来自第一片材202的SS-OCT信号的强度减弱。该隔离件覆盖电极的现象有时会在图7A的接点210以后发生。因此，优选在接点210配置照射点209而实施SS-OCT测定。
需要说明的是，来自SS-OCT装置201的放射光使用红外光。更具体地讲，来自SS-OCT装置201的放射光使用波长0.8μm以上并且波长1.4μm以下的近红外光。由于近红外光透过树脂，因此即使由树脂构成的隔离件覆盖电极，也能够检测出电极的位置。但是，由于在近红外光透过隔离件时发生吸收或者散射而造成检测出的SS-OCT信号的强度降低，因此更优选如所述那样，在回卷期间，在接点210测定第一片材202与第二片材203的位置。
其中，虽然与红外光相比测定精度降低，然而原理上能够将0.4～5μm的波长的光用作放射光。
需要说明的是，图1A的第一供给卷轴50、第二供给卷轴51、贴合辊205分别旋转自如。但是，也可以使它们分别具备马达等旋转驱动装置。该情况的旋转驱动装置由回卷控制部100控制。
根据第一实施方式，由于一边通过回卷装置实施回卷一边实施回卷体204的卷绕偏移的检查，因此能够缩短从回卷开始到卷绕偏移的检查结束为止的生产间隔时间。而且，根据第一实施方式所涉及的回卷装置，能够不使用X射线地实施检查。
需要说明的是，也可以向第一片材202、第二片材203的两侧，换言之，回卷体204的两侧面部照射测定光，而从两侧测定位置。在该情况下，使用两个SS-OCT装置201。
像这样，如果向回卷体204的两端面照射测定光，则能够获取第一片材202以及第二片材203的宽度方向的信息。具体而言，通过求得第一片材202以及第二片材203的两侧的位置的差分，来获取第一片材202以及第二片材203的宽度方向的信息。这对了解第一片材202以及第二片材203为何种结构是很有效的。其中，一般来讲，利用隔离件比电极的宽度宽这一特点。
需要说明的是，生产间隔时间变长，然而也可以在回卷结束后，即，在形成了作为构成构造物的部件的一例的回卷体204后，实施卷绕偏移的检查。在该情况下，SS-OCT装置201作为检测具有贴合的第一片材202与第二片材203的回卷体204(构成构造物的部件的例)的检查装置的例而发挥功能。除回卷体204以外，也能够检查层叠电池等层叠型的构造物。检查装置构成为，具备：射出放射光的光源单元(作为一例的波长扫描式光源302)；将所述放射光分割为照射在第一片材202与第二片材203的侧面部上的测定光和照射在参照面上的参照光的分割部(作为一例的第一联接器303)；检测由参照面反射的参照光与由侧面部反射的测定光进行了干涉而成的干涉光的干涉检测部(作为一例的傅里叶变换电路314b)；根据检测出的干涉光而分别检测第一片材202与第二片材203的位置的位置检测部(作为一例的运算部314c)；根据检测出的第一片材202与第二片材203的位置而判定部件的优劣的判定部(作为一例的判定部100c)。
而且，也可以使用作为检查装置的一例而发挥功能的SS-OCT装置201来实施第一实施方式的检查方法。另外，也可以使用作为检查装置的一例而发挥功能的SS-OCT装置201来实现包含检查方法的构造物制造方法。
(第二实施方式)
图9为第二实施方式中的回卷装置400的示意图。需要说明的是，对与第一实施方式共通的结构使用相同的符号，并省略说明。
该第二实施方式的特征在于，在第一实施方式的基础上，还具备辊导向器401、反馈控制部402。需要说明的足，在回卷控制部100的基础上追加反馈控制部402而形成回卷控制部403。
辊导向器401由夹着第一片材202的一对滚子401r、控制一对滚子401r而使第一片材202沿z轴方向移动的移动装置401M构成。通过移动装置401M的驱动，能够调节第一片材202的在z轴方向上的位置而控制卷绕偏移量Δz。更具体地讲，辊导向器401根据来自反馈控制部402的控制量(反馈量Va)变更一对滚子401r的在轴向上的倾斜角度，由此调节第一片材202的在z轴方向上的位置。
反馈控制部402将基于使用SS-OCT装置201而获取的卷绕偏移量Δz的控制量向第一辊导向器401的移动装置401M反馈(输出反馈信号)。卷绕偏移量Δz与控制量之间的关系以关系式或者表的形式预先存储在反馈控制部402的存储部中。反馈控制部402利用预先存储的关系式或者表来决定控制量。
需要说明的是，辊导向器401只要是具有调节第一片材202的在z轴方向上的位置的功能的元件即可。
需要说明的是，也可以还设置调节第二片材203的在z轴方向上的位置的第二辊导向器，而同时调节第一片材202与第二片材203双方的位置。
需要说明的是，辊导向器401以夹着第一片材202的方式配置，然而并不限定于此，也可以以夹着第二片材203的方式配置。
在该第二实施方式所涉及的回卷装置中，也能够不使用X射线地实施检查。
而且，作为变形例，也可以在第一实施方式以及第二实施方式中省略贴合辊205，而从第一供给卷轴50与第二供给卷轴51直接使第一片材202与第二片材203绕卷芯206贴合的同时卷收，从而形成回卷体204。在该情况下，优选通过作为第二光学构件的一例而发挥功能的图2的测定头307向侧面部204e上的位置且接点210的位置照射测定光。但是，由于设置贴合辊205能够抑制卷绕偏移的产生，因此优选。
而且，通过适当组合所述各种实施方式或者变形例中的任意的实施方式或者变形例，能够起到各自所具有的效果。
工业实用性
本发明所涉及的回卷装置、回卷方法、检查装置以及构造物制造方法能够应用在锂离子电池或者薄膜电容器等的制造工序中。
本发明参照添加附图与优选的实施方式相关联而充分进行了记载，然而熟知该技术的技术人员知晓各种变形或者修改。这种变形或者修改只要不脱离所添加的权利要求的范围所概括的本发明的范围，则应当理解为包含于其中。

Claims (20)

1.一种回卷装置，其将贴合的第一片与第二片卷绕在卷芯上从而形成回卷体，其中，所述回卷装置具备：
光源单元，其射出放射光；
分割部，其将所述放射光分割为照射在贴合的所述第一片与所述第二片的侧面部上的测定光和照射在参照面上的参照光；
干涉检测部，其检测由所述参照面反射的所述参照光与由所述侧面部反射的所述测定光干涉而成的干涉光；
位置检测部，其根据检测到的所述干涉光而分别检测所述第一片与所述第二片的位置；
判定部，其根据检测到的所述第一片与所述第二片的所述位置来判定所述回卷体的优劣，
所述测定光在照射时与反射时在相同的光路上行进，其行进方向与所述卷芯的轴向一致。
2.如权利要求1所述的回卷装置，其中，
所述位置检测部对基于检测出的所述干涉光的信号进行频率解析而分别检测所述第一片与所述第二片的位置。
3.如权利要求2所述的回卷装置，其中，
还具备反馈控制部，其根据检测出的所述第一片与所述第二片的所述位置，输出用于调节所述第一片的位置、或者所述第二片的位置的反馈信号。
4.如权利要求3所述的回卷装置，其中，
所述光源单元具有射出波长以恒定的周期变化的放射光的光源。
5.如权利要求4所述的回卷装置，其中，
所述放射光为红外光。
6.如权利要求5所述的回卷装置，其中，
所述第一片为电极，所述第二片为隔离件。
7.如权利要求1～6中的任意一项所述的回卷装置，其中，
还具备使所述第一片与所述第二片贴合的贴合辊。
8.如权利要求7所述的回卷装置，其中，
还具备第一光学构件，
所述第一光学构件使所述测定光照射在所述侧面部上的位置、且所述第一片与所述第二片开始卷绕在所述回卷体上的接点与所述贴合辊之间的位置。
9.如权利要求8所述的回卷装置，其中，
所述第一光学构件以使所述侧面部上的所述测定光的点径达到所述第一片与所述第二片的合计厚度的90％以上并且110％以下的方式成形所述测定光。
10.如权利要求8所述的回卷装置，其中，
所述第一光学构件使照射在所述侧面部上的所述测定光的点形状成形成椭圆形状，并且使贴合的所述第一片和所述第二片的移动方向与所述椭圆形状的长轴正交。
11.如权利要求8所述的回卷装置，其中，
所述第一光学构件使照射在所述侧面部上的所述测定光的点形状成形成椭圆形状，并且使贴合的所述第一片和所述第二片的移动方向与所述椭圆形状的长轴正交，而且使所述侧面部上的所述椭圆形状的所述长轴的长度达到所述第一片与所述第二片的合计厚度的90％以上并且110％以下。
12.如权利要求1～6中的任意一项所述的回卷装置，其中，
所述位置检测部根据作为频率解析的结果而获取的所述干涉光的强度分布中含有的波峰形状来检测所述第一片与所述第二片的各自的位置。
13.如权利要求1～6中的任意一项所述的回卷装置，其中，
还具备第二光学构件，
所述第二光学构件使所述测定光照射在所述侧面部上的位置、且所述第一片与所述第二片开始卷绕在所述回卷体上的接点的位置，
所述第二光学构件以使所述侧面部上的所述测定光的点径达到所述第一片与所述第二片的合计厚度的90％以上并且110％以下的方式成形所述测定光。
14.一种检查装置，其对将第一片与第二片回卷而形成的回卷体进行检查，其中，所述检查装置具备：
光源单元，其射出放射光；
分割部，其将所述放射光分割为照射在所述第一片与所述第二片的侧面部上的测定光和照射在参照面上的参照光；
干涉检测部，其检测由所述参照面反射的所述参照光与由所述侧面部反射的所述测定光干涉而成的干涉光；
位置检测部，其根据检测到的所述干涉光而分别检测所述第一片与所述第二片的位置；
判定部，其根据检测到的所述第一片与所述第二片的所述位置来判定所述回卷体的优劣，
所述测定光在照射时与反射时在相同的光路上行进，其行进方向与所述回卷体的轴向一致。
15.如权利要求14所述的检查装置，其中，
具备第一光学构件，其以使所述侧面部上的所述测定光的点径达到所述第一片与所述第二片的合计厚度的90％以上并且110％以下的方式成形所述测定光。
16.一种构造物制造方法，包含：
使用权利要求14所述的检查装置而对所述回卷体实施检查的工序；
利用实施了检查的所述回卷体而制造构造物的工序。
17.一种回卷方法，其将贴合的第一片与第二片卷绕在卷芯上从而形成回卷体，并且实施检查工序，其中，所述检查工序包含：
将测定光照射在贴合的所述第一片与所述第二片的侧面部上并且将参照光照射在参照面上的工序；
检测由所述参照面反射的所述参照光与由所述侧面部反射的所述测定光干涉而成的干涉光的工序；
根据检测到的所述干涉光而分别检测所述第一片与所述第二片的位置的工序；
根据检测到的所述第一片与所述第二片的所述位置来判定所述回卷体的优劣的工序，
所述测定光在照射时与反射时在相同的光路上行进，其行进方向与所述卷芯的轴向一致。
18.如权利要求17所述的回卷方法，其中，
所述侧面部上的所述测定光的点径以达到所述第一片与所述第二片的合计厚度的90％以上并且110％以下的方式成形。
19.如权利要求17所述的回卷方法，其中，
将照射在所述侧面部上的所述测定光的点形状成形成椭圆形状，并且使所贴合的所述第一片和所述第二片的移动方向与所述椭圆形状的长轴正交。
20.一种构造物制造方法，包含：
准备通过权利要求17所述的回卷方法形成的所述回卷体的工序；
使用所述回卷体而制造构造物的工序。
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