JPWO2017119010A1 - 原反の分割方法とその分割機構及び分割装置 - Google Patents

Abstract

原反を搬送状態で切断し、しかも切断端面にバリを生じさせることもなければ切断粉塵を飛散させることもなく、且つ、部品交換の手間をなくして長時間連続操業を可能にした画期的な原反切断方法である。長尺の金属箔４の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された原反１をレーザービームＬで長手方向に切断する原反の分割方法である。原反１を連続的に移動させる。原反１の移動途中で、レーザービームＬを原反１に照射して照射点Ｐを溶融する。レーザービームＬの照射点Ｐの下流にて、分割された一方の原反１ｓを原反１の送り面に対して上方に向けて引き取り、隣接する他方の原反１ｔを下方に向けて引きとり、照射点Ｐにおいて隣接するスリットされた原反１ｓ・１ｔを分離する。

Description

本発明は、リチウム２次電池やリチウムキャパシタ、電気２重層コンデンサ等に用いられる電極シート生産用の原反を移動状態下で切断時の粉塵や切断端面のバリ発生なしでレーザービームにて複数に分割することが出来る画期的な原反の分割方法とその分割機構及び分割装置に関する。

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。上記構造はリチウムキャパシタや電気２重層コンデンサも同じである。

これら電極組立体は使用される電子部品の大きさに合わせて構成される。これに対して電極組立体の原材料である原反は、生産性の面から幅の広いアルミニウム又は銅のような金属箔の片面或いは両面に正又は負の活物質をそのほぼ全幅で帯状且つ長手方向に塗着した電極部分と、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（この部分を耳部とする）とで構成されている。原反は一般的にはロール状に巻き取られている。
そして、用途に合わせて幅広の原反を、例えば、上下一対の円板状の刃を持つスリッタで必要幅にスリットしている（特許文献１）。

処が、硬い活物質が塗着された原反を円板状のスリッタ刃でスリットすると、次第に刃先が摩耗し、切断端面にカット方向、即ち、原反の表面に鋭いバリが生じやすく、このような欠陥に対して次のような問題が指摘されていた。
上記のスリットされた細幅の原反を使用し、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型の組立体、或いは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て積層型の組立体とし、これを２次電池の電極組立体として使用すると、充放電により電池が僅かであるが膨張・収縮を繰り返してその体積を僅かではあるが漸増させる。そのため、前記バリが絶縁フィルムであるセパレータを繰り返し傷つけて傷を成長させたり、場合によっては上記充放電によりバリが成長してセパレータを突き破って絶縁破壊を引き起こし、トラブルの原因となるという事があった。
その他、刃物による切断では、上記のような摩耗のため、定期的なメンテナンスが必要であり、その都度、装置を止めて刃物を交換しなければならず、生産性向上のネックとなっていた。

そのような問題を解決する方法として、レーザービームの使用も提案されている。レーザービームを原反に当てて走行させ、これを切断しようとすると、レーザービームの照射スポットが切断線上を移動することになる。該照射スポットでは原反がその微小な範囲で瞬時に溶融する。そして、該照射スポットが切断線上の一点から次の照射位置に移動すると、先の溶融部分は周囲に熱を奪われて瞬時に凝固して切断箇所が再接続していまい、結果的には十分切断されず、レーザービームが原反上を単に走っただけの場合と外観上は同じになる。
従って、凝固による再接続を阻むために、レーザービームの照射スポットに高圧のアシストエアを吹き付け、溶けた物質を瞬時に吹き飛ばすようにしている（非特許文献１）。

そこで、レーザ切断の場合、凝固による再接続を阻むために、レーザービームの照射スポットに高圧のアシストエアを吹き付け、溶けた物質を瞬時に吹き飛ばすようにしている。

前述のように、レーザービームの照射スポットに高圧のアシストエアを吹き付け、溶けた物質を瞬時に吹き飛ばす場合、吹き飛ばされた溶融物質は微細粒子となって周囲に飛散し原反に付着する。微細粒子が付着したままの原反を使って前記電子部品を製造すると、使用中にこの付着粒子が組立体のセパレータを破損させて絶縁を破壊し、前記バリと同じようなトラブルを生じる。

この点は、吸引の場合でも変わらない。レーザービームにより原反に孔が穿孔されるとその瞬間に原反の裏側の吸引口に向かって孔から空気が吸引される。この時、切断時に溶かされた物質が空気に巻き込まれて吸引口に吸引されることになるが、吸引開始時に溶けた物質に吸引方向の外力が瞬間的に加わるため、該物質の一部は微細粉塵となって周囲に飛散して、原反に付着して、前述のトラブルを引き起こす。

実開平７−３７５９５号公報 特開２００７−１４９９３号公報

http://www.monozukuri.org/mono/db-dmrc/laser-cut/kiso/

引用文献２の発明は、連続送りされている原反を焦点距離や集光レンズの有効口径を所定の条件にしてレーザービームで切断するというものであるが、レーザービームだけでは前述のように切断できないので、非特許文献１に示すようなアシストガスを使用せざるを得ない。この方法は前述のように切断粉塵が周囲に飛散する。
本発明は、このような従来技術に対して切断粉塵を飛散させることもなく原反を分割することができる方法とその分割機構並びに分割装置を提供することをその課題とする。

請求項１に記載した発明方法は、
長尺の金属箔４の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された原反１をレーザービームＬで長手方向に切断する原反の分割方法であって、
レーザービームＬを原反１に照射して照射点Ｐを溶融しつつ前記原反１を連続的に移動させ、
前記照射点Ｐの下流にて、分割された一方の原反１ｓの移動方向を他方の原反１ｔの移動方向に対して上又は下とし、
照射点Ｐにおいて隣接する分割された原反１ｓ・１ｔを上下に分離することを特徴とする。

上記の場合、他方の原反１ｔの移動方向を分割前の原反１の移動方向に一致させ、分割された一方の原反１ｓの移動方向だけを他方の原反１ｔの移動方向に対して上又は下とする場合と、
分割前の原反１の移動方向に対して、分割された一方の原反１ｓを上に、他方の原反１ｔの移動方向を下に移動させる場合が含まれる。両者の間にはセパレート角度θが生じる。
これにより、メンテナンスフリーの連続操業が可能で、切断面にバリを発生させることなく、そして切断粉塵を周囲に飛散させることなく、原反１をレーザービームＬにより複数の幅の狭い原反１ｓ・１ｔに確実且つ高速で分割することができる。

請求項２に記載した発明方法は、請求項１において、レーザービームＬを原反１の走行方向に往復移動させつつ原反１を切断することを特徴とする。
レーザービームＬが原反１と同方向に移動する時は、原反１に対するレーザービームＬの相対的移動速度が低下するため単位時間当たりの照射エネルギが高くなる。その結果、原反１が深く切断される。
逆に、レーザービームＬが原反１と逆方向に移動する時は、原反１に対するレーザービームＬの相対的移動速度が大きくなって単位時間当たりの照射エネルギが低くなり、切断部分に付着した溶融物質がレーザービームＬで加熱されて丸みを与えられ、きれいな切断面に仕上げられる。なお、この場合、レーザービームＬの複数回の往復により原反１の分割がなされるようにレーザービームＬの出力調整がなされている。

請求項３に記載した発明方法は、請求項１又は２において、
照射点Ｐの下流側にセパレート部材４０を配置し、
分割された一方の原反１ｓを前記セパレート部材４０の上に乗り上げさせ、又は、前記セパレート部材４０の下を通過させて分割された一方の原反１ｓの移動方向と他方の原反１ｔの移動方向とを違えることを特徴とする。
上記セパレート部材４０を用いることで確実な分割が可能となる。

請求項４に記載した発明は、
長尺の金属箔４の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された走行中の原反１をレーザービームＬで長手方向に切断する原反の分割機構１１０であって、
原反１の上方に配置され、レーザービームＬを原反１に照射して原反１を分割するレーザー出射装置３０と、
レーザービームＬの照射点Ｐの下流側にて、分割された一方の原反１ｓの下面に接するように配置され、該分割された原反１ｓを上方に持ち上げ、又は、分割された他方の原反１ｔの上面に接するように配置され、該分割された原反１ｔを下方に押し下げて、分割された一方の原反１ｓの移動方向と他方の原反１ｔの移動方向とを違えるセパレート部材４０とで構成されていることを特徴とする。
ここで、セパレート部材４０には、図５，６に示すような一方の分割された原反１ｓ（１ｔ）だけを持ち上げる（押し下げる）場合と、図７、８に示すように、分割された両方の原反１ｓ（１ｔ）を段差をつけて持ち上げる（押し下げる）場合の二つが含まれる。

請求項５に記載した発明は、
長尺の金属箔４の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された走行中の原反１をレーザービームＬで長手方向に切断する原反の分割機構１１０であって、
原反１の上方に配置され、レーザービームＬを原反１に照射して原反１を分割するレーザー出射装置３０と、
レーザービームＬの照射点Ｐの下流側にて、分割された一方の原反１ｓの下面に接するように配置され、該分割された原反１ｓを上方に持ち上げる持ち上げ側部材４０ａと、分割された他方の原反１ｔの上面に接するように配置され、該分割された原反１ｔを下方に押し下げる押し下げ側部材４０ｂとで構成され、分割された一方の原反１ｓの移動方向と他方の原反１ｔの移動方向とを違えるセパレート部材４０とで構成されていることを特徴とする。
この場合は、図１〜４に示すようにセパレート部材４０は分割された一方の原反１ｓを持ち上げ、他方の原反１ｔを押し下げるようになっている。ここで、持ち上げ高さと押し下げ高さと等しく構成されている。

請求項６に記載した発明は、請求項４又は５のセパレート部材４０において、セパレート部材４０が照射点Ｐに対して近接・離間するように設けられていることを特徴とする。これにより、照射点Ｐにおける隣接する分割された原反１ｓ・１ｔのセパレート角度θを調整することが出来る。

請求項７に記載した発明は、請求項４又は５のセパレート部材４０において、セパレート部材４０は分割された原反１ｓ・１ｔに接して回転するローラで構成されていることを特徴とし、
請求項８に記載した発明は、請求項４又は５のセパレート部材４０において、セパレート部材４０は原反１の走行方向に平行な断面が、照射点Ｐ側に近付く程その厚みが漸減する板材で構成されていることを特徴とする。

請求項９に記載した発明は、
長尺の金属箔４の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された走行中の原反１をレーザービームＬで長手方向に切断する原反の分割装置１００であって、
前記原反１を連続的に繰り出す原反供給部１０と、
繰り出された原反１の上方に配置され、レーザービームＬを原反１に照射して原反１を分割するレーザー出射装置３０と、
レーザービームＬの照射点Ｐの下流側に配置され、分割された少なくとも一方の原反１ｓ（１ｔ）の下面又は上面に接するように配置され、該分割された原反１ｓ（１ｔ）を上方に持ち上げ、又は下方に押し下げて分割された一方の原反１ｓの移動方向と他方の原反１ｔの移動方向とを違えるセパレート部材４０と、
前記セパレート部材４０の下流側に設置され、前記分割された原反１ｓ・１ｔを巻き取る原反巻取り部６０とで構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、原反の搬送状態で切断を行い、しかも切断端面にバリを生じさせることもなければ切断粉塵を飛散させることもなく、且つ、部品交換の手間をなくして長時間連続操業を可能にすることが出来る。

本発明に係る原反分割装置の第１実施例の斜視図である。 図１の分割機構の拡大側面図である。 本発明に係る原反分割機構の第２実施例の斜視図である。 図３の分割機構の拡大側面図である。 本発明に係る原反分割機構の第３実施例の斜視図である。 図５の分割機構の拡大側面図である。 本発明に係る原反分割機構の第４実施例の斜視図である。 図７の分割機構の拡大側面図である。 図３における他の切断方法を示す斜視図である。 図９における切断状態を示す要部拡大断面図である。

以下、本発明を図示実施例に沿って説明する。本発明の原反分割装置１００は、図１に示すように、大略、原反供給部１０、送り側ローラ２０ａ〜２０ｎ、レーザー出射装置３０、セパレート部材４０、分割された原反１ｓ・１ｔの引取側ローラ５０ａ〜５０ｎ並びに原反巻取り部６０とで構成され、それぞれ装置躯体（図示せず）に組み込まれている。

適用される図１の原反１は金属箔４の表裏面の少なくとも一面に電極ペーストが塗布されて活物質層１ａが形成されている。金属箔４の両側辺に電極ペーストが塗布されていない領域（この部分を耳部１ｂとする。）を有している。なお、この他に図示していないが、原反１には片側しか耳部１ｂがない場合、両方とも耳部１ｂがない場合など様々なものがある。用途に従って適するものが選定される。
金属箔４は、例えば、銅箔、アルミニウム箔である。電極ペーストは、活物質、バインダ、溶剤等を含んでいる。活物質には、正極活物質及び負極活物質がある。
正極活物質としては、例えば、複合酸化物、金属リチウム、硫黄が含まれる。
負極活物質は、例えば、各種カーボン類、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘの金属酸化物、ホウ素添加炭素で構成される。
バインダは、含フッ素樹脂、熱可塑性樹脂、イミド系樹脂などの樹脂が使用される。

原反供給部１０は送り出し側である送出側サーボモータ１１とこれに接続された原反送出軸１２及び原反支持架台（図示せず）とで構成されている。原反支持架台に懸架されたロール状の原反１は原反送出軸１２に取り付けられ、送出側サーボモータ１１によって送り出される。

原反供給部１０の次には送り側ローラ２０ａ〜２０ｎが設置されている。送り側ローラ２０ａ〜２０ｎは原反供給部１０から送り出された原反１を水平を保ちつつ搬送するもので、途中に公知の原反側ダンサーローラ２０ｄが組み込まれ、送り出されている原反１の張力調整が行われている。送り側ローラ２０ａ〜２０ｎの最後尾には、上下一対の送り側ローラ２０ｍ・２０ｎが設置され、送り込まれた原反１を上下から挟持し、水平を保った状態で次工程の分割領域に送り込む。

最後尾の送り側ローラ２０ｍ・２０ｎの下流側が原反１の分割領域で、その直上にレーザー出射装置３０が設置されている。図は１台のレーザー出射装置３０が描かれているが、原反１の分割数に合わせて複数台のレーザー出射装置（図示せず）を設置することが出来る。レーザー出射装置３０は、原反１を単に分割するだけであるから出射されるレーザービームＬは固定でよいが、後述するようにレーザービームＬを移動させることが出来るガルバノ式レーザー出射装置３０でもよい。
図中、レーザー出射装置３０の照射点をＰで示す。照射点Ｐは最後尾の上側の送り側ローラ２０ｍに近接させてその後方直後に設けられている。レーザービームＬはシングルモードでもよいが、活物質への熱影響を小さくするためにより高出力な２〜４高調波レーザ（グリーンレーザ）、ピコレーザ、フェムト秒レーザなどを使用してもよい。

原反１ｓ・１ｔを確実にセパレートするには、照射点Ｐで溶融した部分を再接続する前に引き離すことが重要である。そのためには、照射点Ｐの下流にて、分割された一方の原反１ｓの移動方向を他方の原反１ｔの移動方向に対して上又は下とし、照射点Ｐにおいて隣接する分割された原反１ｓ・１ｔを上下に分離することが重要である。

上記の場合、他方の原反１ｔ（１ｓ）の移動方向を分割前の原反１の移動方向に一致させ、分割された一方の原反１ｓ（１ｔ）の移動方向だけを他方の原反１ｔ（１ｓ）の移動方向に対して上又は下とする場合（図５〜８）と、分割前の原反１の移動方向に対して、分割された一方の原反１ｓ（１ｔ）を上に、他方の原反１ｔ（１ｓ）の移動方向を下に移動させる場合（図１〜４）が含まれる。
なお、上下分離にはセパレート部材４０を用いず、分割された原反１ｓ・１ｔの搬送方向を上下にずらせて巻き取って行くようにしてもよいが、次に述べるセパレート部材４０を使用することで確実に両者を分離することができる。
セパレート部材４０は照射点ＰにおいてレーザービームＬで溶融された溶融物質が凝固する前に上下に分離して再接続を防止するものであれば足り、後述の例ではローラ又は滑り板を使用した例を示す。勿論、上記作用を示すものであれば、ローラや滑り板に限られるものではない。そしてセパレート部材４０は前記照射点Ｐに近接離間することが出来るようになっていて、セパレート部材４０によってセパレートされた左右の分割された原反１ｓ・１ｔの分割角度θを変化させることが出来るようになっている。

前者の場合、図５、６に示すように、分割された一方の原反１ｓの下側にセパレート部材４０であるローラを設け、前記原反１ｓを若干上に持ち上げ、隣接する分割された原反１ｓ・１ｔの搬送方向を違える。図の場合、原反１ｓを持ち上げるようにしたが、反対側の原反１ｔを持ち上げてもよいし、逆に、押し下げるようにしてもよい。切断によるセパレート角度をθで示す（図６）。
図７，８は直径の異なるローラをセパレート部材４０とした例である。セパレート部材４０の太径部分４０ａを分割された一方の原反１ｓの下側に、細径部分４０ｂを隣接するもう一方の原反１ｔの下側に配置し、搬送される分割された原反１ｓ・１ｔの搬送方向を違えた例である。図の実施例ではセパレート部材４０を分割された原反１ｓ・１ｔの下に配置したが、逆に、上側に設けて分割された原反１ｓ・１ｔを押し下げるようにしてもよい。
図７は、原反１を中央から左右に２分割すると同時に、太径部分４０ａでタブ５を耳部１ｂから切り抜きながら耳部１ｂを電極部分１ａから切り離す例を示す。
なお、図５〜８はセパレート部材４０としてローラを使用した例を示したが、後述する滑り板を用いる事も可能である。

図１〜４は後者（分割された原反１ｓ（１ｔ）を上下に移動させる場合）の例である。図１，２はセパレート部材４０としてローラを使用し、図３，４は滑り板を使用する例である。図１〜４のセパレート部材４０の持ち上げ量と押し下げ量は等しいことが好ましい。
図１、２のセパレート部材４０は、持ち上げ側部材４０ａとなるセパレートローラと、押し下げ側部材４０ｂとなるセパレートローラとが隣接して交互に設けられる。図１、２では理解を容易にするために、セパレート部材４０をセパレートローラ４０ａ・４０ｂとする。図の実施例では左右一対のセパレートローラ４０ａ・４０ｂが設けられているが、原反１の分割数に合わせて設けられることになる。

左側のセパレートローラ４０ａは、分割された原反１ｓの下面に接して分割された原反１ｓを上に持ち上げるようになっている。一方、右側のセパレートローラ４０ｂは分割された原反１ｔの上面に接して分割された原反１ｓを下に押し下げるようになっている。図のセパレートローラ４０ａ・４０ｂは同軸で、分割された原反１ｓ・１ｔに接触して回転するため、分割された原反１ｓ・１ｔの移動方向に回転するため、互いに逆回転可能に設けられている。

なお、図のセパレートローラ４０ａ・４０ｂは同軸であるが、勿論、これに限られず、異なる軸にそれぞれ逆回転可能に装着してもよい。
また、分割数が３以上であると、隣接するセパレートローラは隣接する分割された原反の間に分割角度θが出来るように隣接するセパレートローラ間では、一方のセパレートローラが分割された原反を押し上げ、他方のセパレートローラが分割された原反を押し下げるように互い違いにセットされる。図３．４の板状のセパレート部材４０に付いては後述する。

セパレートローラ４０ａ・４０ｂの下流には引取側ローラ５０ａ〜５０ｎが設けられている。引取側ローラ５０ａ〜５０ｎは、水平を保った状態で分割された原反１ｓ・１ｔを原反巻取り部６０に送り込むものである。
図１〜４のようにセパレートローラ４０ａ・４０ｂによって分割された原反１ｓ・１ｔが上下に同じ量だけ持ち上げられ又は押し下げられている場合にはセパレートローラ４０ａ・４０ｂの下流において原反１ｓ・１ｔを同じ高さにするためにセパレートローラ４０ａ・４０ｂの直後に設けられているローラ５０ａ・５０ｂは上下一対とされ、分割された原反１ｓ・１ｔを同一平面に戻すようになっている。
図５〜８のように分割された原反１ｓ・１ｔを同じ高さに戻す必要がない場合には図示していないが、別々の原反巻取り部によって分割された原反１ｓ・１ｔは捲き取られることになる。
円で 図の引取側ローラ５０ａ〜５０ｎには巻取り側のダンサーローラが設置されていないが、必要に応じて設けることは可能である。

引取側ローラ５０ａ〜５０ｎに続けて原反巻取り部６０が設置されており、巻取り軸６２に巻き取られる。巻取り軸６２には巻取り用サーボモータ６１が接続され、送出用サーボモータ１１に同期して回転している。

次に、本装置１００の第１実施例の作用に付いて説明する。原反１は図１のように原反送出軸１２に装着されており、原反１の引き出し部分はレーザービームＬの照射点Ｐから先の部分が分割されていて分割された一方の原反１ｓが左側のセパレートローラ４０ａの上を越え、他方の原反１ｔは、右側のセパレートローラ４０ｂの下を通り、下流側の引取側ローラ５０ａ・５０ｂの間を通って巻取り軸６２にそれぞれ巻き付けられている。

この状態から本装置１００を作動させると、送り側サーボモータ１１が作動して原反１を所定の速度で送り出す。同時に巻取り用サーボ-モータ６１が送り側サーボモータ１１に同期して回転し、分割された原反１ｓ・１ｔを巻き取る。

分割領域では、レーザー出射装置３０から原反１に向けてレーザービームＬが出射され、照射点Ｐに於いて原反１の活物質と金属箔４が瞬時に溶融する。本発明では、レーザービームＬの照射時に、従来のようにアシストガスを照射点Ｐに向けて噴射しないので、溶融した物質は吹き飛ばされず照射点Ｐに留まる。

原反１は連続的に送られているので、照射点Ｐは原反１の移動に合わせて直線的に移動する。前述の左右一対のセパレートローラ４０ａ・４０ｂの働きにより、隣接する左右の分割原反１ｓ・１ｔは照射点Ｐにおいて溶融と同時に上下に分離し、照射点Ｐが移動した次の瞬間に照射点Ｐに留まっていた溶融物質が凝固してももはや再接続すること出来ず、切断端面に残ってそのまま凝固し、両原反１ｓ・１ｔは確実に分離される。また、この時、切断端は溶断によるものであって、前述のように溶融物質は切断端でその表面張力で丸く凝固することになるので、刃物による切断のようなバリの発生はない。なお、従来のようにアシストガスで溶融物質を吹き飛ばすと吹き飛んだ溶融物質に引っ張られ、切断端面に残った溶融物質は切断端面にツララのような鋭い棘となって残るが、本発明の場合、そのような現象を生ずることもない。
加えて、溶融した物質がそのまま切断端に丸くなって残るので、アシストガスを使用した場合のような切断粉塵を生じることもない。

そして原反１は連続的に送られているので、レーザービームＬが出射されている限り、原反１は連続的に分割される。分割された原反１ｓ・１ｔは前述のように巻取り軸６２に巻き取られる。この時、図示していないが、引取側ローラ５０ａ〜５０ｎにダンサーローラを設け、張力調整をするようにしても良い。

次に、第２実施例に付いて説明する（図３，４）。セパレート部材４０の他の例は、図３に示すように、原反１の送り方向の断面が菱形或いは船形の平面形状に似た板状部材で構成されている。即ち、照射点Ｐ側の辺が薄いブレード状に形成され、反対側の辺に向かってその肉厚を漸増させるように形成されている。そして、中央部分が最も厚く、中央部分を越えると反対側の辺に向かって次第に減厚する。板状のセパレート部材４０の一部（左側の部分）は、分割された左側の原反１ｓの下面に摺接して分割された原反１ｓを上に持ち上げるようになっている。この部分が持ち上げ部分４０ａとなる。

一方、前記セパレート部材４０の右側の部分は分割された右側の原反１ｔの上面に摺接して分割された原反１ｓを下に押し下げるようになっている。この部分が押下げ部分４０ｂとなる。このセパレート部材４０も前記照射点Ｐに近接離間して左右の分割された原反１ｓ・１ｔの分割角度θを変化させることが出来る。なお、このセパレート部材４０は、上記のように分割された原反１ｓ・１ｔに摺接するため、摩擦係数の小さい硬質樹脂（例えば、四フッ化エチレン樹脂）が好ましい。なお、セパレート部材４０は原反１の全長に亘ってカバーするように設けられているが、原反１の送りを阻害しないのであれば、原反１の幅より短いものでもよい。

次に、図５，６に従って、本発明の第３実施例に付いて説明する。この場合は、セパレート部材４０が１つで、図では分割された一方の原反１ｓの下にローラ型のセパレート部材４０が配置され、上に押し上げている。分割された他方の原反１ｔはそのままの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θが形成される。この場合、分割後の原反１ｓは持ち上げ分だけ原反１ｔより分割領域側に引き寄せられるので、別々に巻き取られることになる。この場合でも分割数が３以上であれば、一つ置きにセパレート部材４０が配置されることになる。

図７、８は本発明の第３実施例の変形例で、セパレート部材４０が同軸で太径部分４０ａと細径部分４０ｂとで構成されており、太径部分４０ａに分割された一方の原反１ｓが乗り越えて送られ、細径部分４０ｂに他方の原反１ｔが乗り越えて送られようになっている。図の実施例では、耳部１ｂがセパレート部材４０の端部に設けられた太径部分４０ａ’を乗り越えて送られるようになっている。この場合、好ましくは細径部分４０ｂの上流側に他方の原反１ｔを抑える抑えローラ４０ｃを設けることが好ましい。この場合も、隣接する一方の原反１ｓ（及び耳部１ｂ）と他方の原反１ｔとの間で両者を上下に開くセパレート角度θが形成される。

次に、図９、１０に従って、本発明の原反１の他の分割方法について説明する。上記の場合はレーザービームＬは固定されており、原反１の移動によって連続的に切断される。これに対して以下に述べる場合は、レーザ出射装置３０が固定式ではなくガルバノ式で、レーザービームＬを原反１の送り方向に直線的に往復させて切断する（図１０(a)〜(e)）。切断に当たっては、レーザービームＬの出力を調節して複数回の往復で切断する。レーザービームＬの往復角度をαで示す。装置構成は図１と同じである。

図１０(a)は、原反１の未分割部分が最終の送り側ローラ２０ｍ・２０ｎを越えて分割領域の入口であるＰ０点に入り込んだ時点である。Ｐ０点の下流側でレーザービームＬは角度αで往復運動をしている。原反１の分割された部分は照射点Ｐでセパレート部材４０で上下にセパレートされている。

図１０(b)は、原反１の未分割部分がＰ０点から更に下流側のＰ１点に送り込まれ、往復移動しているレーザービームＬによって進入部分の表面部分１ｕが溶融された状態を示す。レーザービームＬの出力は絞られている。表面部分１ｕは本実施例の場合、活物質層である。活物質には前述のように、溶けにくい複合酸化物、金属酸化物や各種カーボンの他、金属、樹脂バインダなどが含まれ、主に金属や樹脂バインダが溶ける。

図１０(c)(d)は、原反１の未分割部分がＰ１点から更に下流側のＰ２点を越え、更にＰ３点に送り込まれる迄に同様に往復移動しているレーザービームＬによって進入部分の金属箔４が溶融された状態を示す。

図１０(e)は、原反１の未分割部分が最終のＰ３点に送り込まれ、同様に往復移動しているレーザービームＬによって下面部分１ｄの活物質層が溶融された状態を示す。溶融された物質は従来のようにアシストガスで飛ばされないので、前述のように切断端面に残留して表面張力で丸みを帯びた状態で端面に付着し、照射点Ｐが移動すると周囲に熱を奪われて急冷され、その状態で凝固する。
そして、下面部分１ｄの活物質層が溶融されるとこれと同時にセパレート部材４０に向かう原反１の移動により、前記溶融物質が再接続する前に左右の原反１ｓ・１ｔが上下に引っ張られてセパレートされ、確実に切断される。

ここで、レーザービームＬは角度αで原反１の移動方向に往復移動するが、レーザービームＬが同じ角速度（原反１上を走る速度もほぼ同じ速度になる。）で往復している場合、原反１の移動方向と同じ方向にレーザービームＬが移動する場合には、原反１に対するレーザービームＬの相対速度は原反１の移動速度だけ遅くなり、照射されるレーザービームＬによる入力エネルギは大きくなって原反１を薄く溶断することになり、逆にレーザービームＬが原反１の移動方向の反対方向に移動する場合には、原反１に対するレーザービームＬの相対速度は原反１移動分だけ加速され、照射されるレーザービームＬによる入力エネルギは小さくなって溶融物質を加熱して丸みを与えて形を整える。これにより、よりきれいな切断面を得ることが出来る。

なお、レーザ出射装置３０の出力はプログラムにより自在に変化させることが出来るので、活物質層と金属箔４に対する出力を変えることも可能であるし、図示していないが、レーザービームＬをジグザグ又はループを描かせながら切断線上を走らせることも可能である。この点はレーザービームＬを上記のように原反１の移動方向に往復移動させない場合でも適用することができる。即ち、レーザービームＬを照射点Ｐの左右に振ることによりジグザグ又はループを描かせることができる。これにより照射点Ｐの溶融幅を広げることはできる。

以上のようにレーザービームＬの照射点Ｐにおいて、溶融された原反１を上下に広げることにより溶融物質の凝固時の再接続を物理的に妨げることができ、走行状態で原反１を確実に分割することができる。

１：原反、１ａ：活物質層（電極部分）、１ｂ：耳部、１ｄ：下面部分、１ｓ・１ｔ：分割された原反、１ｕ：表面部分、４：金属箔、５：タブ、１０：原反供給部、１１：送出用サーボモータ、１２：原反送出軸、２０ａ〜２０ｎ：送り側ローラ、２０ｄ：原反側ダンサーローラ、３０：レーザー出射装置、４０：セパレート部材、４０ａ・４０ａ’：持ち上げ側部材（ローラ、部分、太径部分）、４０ｂ：押し下げ側部材（ローラ、部分、細径部分）、４０ｃ：抑えローラ、５０ａ〜５０ｎ：引取側ローラ、６０：原反巻取り部、６１：巻取り用サーボモータ、６２：巻取り軸、１００：原反分割装置、１１０：分割機構、Ｌ：レーザービーム、Ｐ：照射点、θ：セパレート角度、α：レーザービームの揺動角度。

Claims (9)

1. 長尺の金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された原反をレーザービームで長手方向に切断する原反の分割方法であって、
   レーザービームを原反に照射して照射点を溶融しつつ前記原反を連続的に移動させ、
   前記照射点の下流にて、分割された一方の原反の移動方向を他方の原反の移動方向に対して上又は下とし、
   照射点において隣接する分割された原反を上下に分離することを特徴とする原反の分割方法。
2. レーザービームを原反の走行方向に往復移動させつつ原反を切断することを特徴とする請求項１に記載の原反の分割方法。
3. 照射点の下流側にセパレート部材を配置し、
   分割された一方の原反を前記セパレート部材の上に乗り上げさせ、又は、前記セパレート部材の下を通過させて分割された一方の原反の移動方向と他方の原反の移動方向とを違えることを特徴とする請求項１又は２に記載の原反の分割方法。
4. 長尺の金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された走行中の原反をレーザービームで長手方向に切断する原反の分割機構であって、
   原反の上方に配置され、レーザービームを原反に照射して原反を分割するレーザー出射装置と、
   レーザービームの照射点の下流側にて、分割された一方の原反の下面に接するように配置され、該分割された原反を上方に持ち上げ、又は、分割された他方の原反の上面に接するように配置され、該分割された原反を下方に押し下げて、分割された一方の原反の移動方向と他方の原反の移動方向とを違えるセパレート部材とで構成されていることを特徴とする原反の分割機構。
5. 長尺の金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された走行中の原反をレーザービームで長手方向に切断する原反の分割機構であって、
   原反の上方に配置され、レーザービームを原反に照射して原反を分割するレーザー出射装置と、
   レーザービームの照射点の下流側にて、分割された一方の原反の下面に接するように配置され、該分割された原反を上方に持ち上げる持ち上げ側部材と、分割された他方の原反の上面に接するように配置され、該分割された原反を下方に押し下げる押し下げ側部材とで構成され、分割された一方の原反の移動方向と他方の原反の移動方向とを違えるセパレート部材とで構成されていることを特徴とする原反の分割機構。
6. セパレート部材が照射点に対して近接・離間するように設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の原反の分割機構。
7. セパレート部材は分割された原反に接して回転するローラで構成されていることを特徴する請求項４又は５に記載の原反の分割機構。
8. セパレート部材は原反の走行方向に平行な断面が、照射点側に近付く程その厚みが漸減する板材で構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の原反の分割機構。
9. 長尺の金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された走行中の原反をレーザービームで長手方向に切断する原反の分割装置であって、
   前記原反を連続的に繰り出す原反供給部と、
   繰り出された原反の上方に配置され、レーザービームを原反に照射して原反を分割するレーザー出射装置と、
   レーザービームの照射点の下流側に配置され、分割された少なくとも一方の原反の下面又は上面に接するように配置され、該分割された原反を上方に持ち上げ、又は下方に押し下げて分割された一方の原反の移動方向と他方の原反の移動方向とを違えるセパレート部材と、
   前記セパレート部材の下流側に設置され、前記分割された原反を巻き取る原反巻取り部とで構成されていることを特徴とする原反の分割装置。

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