特開 2023-178956 シート製造システムにおける機械方向位置プロファイル測定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178956

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】シート製造システムにおける機械方向位置プロファイル測定

(51)【国際特許分類】

   B65H 26/02 20060101AFI20231211BHJP

   H01M 4/04 20060101ALN20231211BHJP

   H01M 4/139 20100101ALN20231211BHJP

   G01B 15/02 20060101ALN20231211BHJP

【ＦＩ】

B65H26/02

H01M4/04 Z

H01M4/139

G01B15/02 Z

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023085481

(22)【出願日】2023-05-24

(31)【優先権主張番号】63/349,500

(32)【優先日】2022-06-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/130,697

(32)【優先日】2023-04-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100162846

【弁理士】

【氏名又は名称】大牧 綾子

(72)【発明者】

【氏名】タロレ、スディール

(72)【発明者】

【氏名】ホフマン、ヘルトヤン

(72)【発明者】

【氏名】バロン、イアン

(72)【発明者】

【氏名】ヒューズ、マイケル

【テーマコード（参考）】

2F067

3F105

5H050

【Ｆターム（参考）】

2F067AA27

2F067BB11

2F067EE10

2F067HH09

2F067JJ08

2F067KK06

2F067NN02

2F067NN05

3F105AA08

3F105AB00

3F105BA09

3F105BA35

3F105CA11

3F105DA12

3F105DC03

3F105DC17

5H050AA19

5H050BA17

5H050GA28

5H050GA29

(57)【要約】      （修正有）

【課題】検出されたシート特性における検出された横方向のばらつきに基づいて、横方向及び機械方向の両方のプロファイルのばらつきを低減する。
【解決手段】移動シートの機械方向（ＭＤ）位置プロファイル測定は、横方向（ＣＤ）測定の各々のＭＤ位置を記録する。シート監視システムは、材料シートのＭＤ速度を測定するための手段と、時間関連ＭＤ速度を生成するために、測定ＭＤ速度を時間と関連付けるための手段と、時間関連ＭＤ速度を記録するための手段と、シート材料の第１の特性を測定するための第１の走査センサであって、第１の走査センサはＭＤに沿った第１の位置に配置され、第１のスキャナセンサは、ＣＤに沿って前後に横断する、第１の走査センサと、時間関連の第１の特性測定値を生成するために第１の特性測定値を時間と関連付けるための手段とを含む。単一及び複数の走査センサを採用する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート監視システムであって、
機械方向（ＭＤ）に動く材料シートと、
前記材料シートのＭＤ速度を測定するための手段と、
時間関連ＭＤ速度を生成するために、前記測定ＭＤ速度を時間と関連付けるための手段と、
前記時間関連ＭＤ速度を記録するための手段と、
前記シート材料の第１の特性を測定するための第１の走査センサであって、前記第１の走査センサは前記ＭＤに沿った第１の位置に配置され、前記第１のスキャナセンサは、前記ＭＤに垂直な横方向（ＣＤ）に沿って前後に横断する、第１の走査センサと、
時間関連の第１の特性測定値を生成するために、第１の特性測定値を時間と関連付けるための手段と
を備えるシート監視システム。

【請求項2】

前記ＭＤ速度を時間と関連付けるための前記手段は、前記測定ＭＤ速度に関する時間情報としてタイムスタンプを生成する第１のプロセッサを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

移動材料シートの物理的特性を測定する走査センサを含む、機械方向（ＭＤ）に移動する前記移動材料シートの特性を測定するためのシートシステムにおける、ＭＤ位置プロファイルを生産する方法であって、
（ａ）前記移動材料シートの前記ＭＤ速度を測定し、タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を生成するステップと、
（ｂ）前記タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を記録するステップと、
（ｃ）前記走査センサからタイムスタンプ付き物理的特性測定値を受信するステップと、
（ｄ）前記記録されたタイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を前記タイムスタンプ付き物理的特性測定値と相関させるステップと、
（ｅ）特定の時間内に生産された移動材料シートの長さの関数としてＣＤ位置の前記物理的特性測定値を示すＭＤ位置プロファイルを生成するステップと
を含む方法。

【請求項4】

移動材料シートの第１の物理的特性を測定する第１の走査センサと、前記移動シートの第２の物理的特性を測定する、既知の距離で前記第１の走査センサの下流に配置された第２の走査センサとを含む、機械方向（ＭＤ）に移動する前記移動材料シートの特性を測定するためのシートシステムにおける、ＭＤ位置プロファイル測定値を生産する方法であって、
（ａ）前記移動材料シートの前記ＭＤ速度を測定し、タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を生成するステップと、
（ｂ）タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を記録するステップと、
（ｃ）前記第１の走査センサからタイムスタンプ付き第１の物理的特性測定値を受信するステップと、
（ｄ）前記第２の走査センサからタイムスタンプ付き第２の物理的特性測定値を受信するステップと、
（ｅ）前記記録されたタイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を前記タイムスタンプ付き第１の物理的特性測定値及び前記タイムスタンプ付き第２の物理的特性測定値と相関させるステップと、
（ｆ）特定の時間内に生産された前記移動材料シートの長さに対する前記ＣＤの前記第１及び第２の物理的特性測定値を示すＭＤ位置プロファイルを生成するステップと
を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２２年６月６日に出願された同時係属出願第６３／３４９，５００号に対する３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§ １１９（ｅ）の下での優先権を主張し、これは参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

（発明の分野）
本発明は、概して、シート材料を製作するための品質制御技術に関し、より詳細には、電気化学セル電極などのコーティングされていないか又はコーティングされたシート製品の生産中に行われた測定を、アノード及びカソードを組み込んでいる電気化学バッテリなどの完成品に正確に整合させて、生産の後の段階で発見された欠陥を、測定された特性の大元まで追跡することを可能にする方法に関する。

【背景技術】

【0003】

オンライン測定は、製造中にシート材料の特性を検出して、シート作製プロセスの促進制御を可能にし、ひいては、生産される規格外のシート材料の量を低減しながらシート品質を保証するために使用される。シート作製中のオンライン測定を行う際の主な問題のうちの１つは、シート材料の物理的特性が、通常、機械方向（ＭＤ）及び横方向において変化することである。ＭＤとは、製造中のシート材料の移動方向を指し、「横方向」という用語は、ＭＤに垂直なシートの表面を横切る方向を指す。）

【0004】

シート材料のばらつきを検出するために、各走査に沿った坪量又はキャリパなどの選択されたシート特性の値を検出しながら、横方向にシート作製機械を横切って周期的に前後に横断する走査センサが用いられる。通常、生産されているシートは、各走査中に縁から縁まで横断する。典型的な走査に必要な時間は、概して、数メートルにもなり得る横方向の長さに応じて、約数秒～数十秒である。測定読み取り値がそのようなスキャナによって提供される速度は、通常調整可能であり、典型的な速度は、ミリ秒ごとに約１回の測定読み取り値である。

【0005】

実際には、走査センサによって提供された測定情報は、通常、各走査の後に組み立てられて、横方向で検出されたシート特性の「プロファイル」を提供する。言い換えれば、各プロファイルは、横方向の隣接する場所での一連のシート測定値で構成される。プロファイルの目的は、シート特性の横方向のばらつきを容易に検出することを可能にすることである。検出されたシート特性における検出された横方向のばらつきに基づいて、横方向及び機械方向の両方のプロファイルのばらつきを低減することを目的として、適切な制御調整をシート作製機械に行うことができる。

【0006】

一定の速度でシートを周期的に横断する走査センサは、シートの長手方向縁部に正確に垂直に整列される場所で選択されたシート特性を測定することができない。シート速度に起因して、走査センサは、実際にシート表面を横切って斜めに移動し、結果として、連続する走査経路は、シートの長手方向縁部に垂直な方向に対してジグザグパターンを有する。実際には、各走査にわたるプロファイル測定の平均を計算することが典型的である。

【0007】

１つ以上のスキャナを使用する従来の走査システムは、各走査の終わりに周期的に更新される１つ以上の横方向のプロファイルを顧客に配信する。複数のスキャナシステムでは、これらのスキャナプロファイルは、異なるＭＤ位置で取得される。上流のスキャナにおける１枚のシートが実際に（再）測定された時点を少し後に下流のスキャナと相関させる試みは行われていない。

【0008】

アノード電極又はカソード電極の製作において、金属ロールからの金属箔は、活性材料の混合物で連続的にコーティングされる。電極の連続的なロールツーロール生産の品質を達成及び維持するために、バッテリ性能に強く関連する品質係数の一定のオンライン測定がある。切断機械は、完成したコーティングされた金属箔を、セル及びバッテリに組み立てられる電極シートに切断する。

【0009】

現在の製造技術では、バッテリが組み立てられると、特定のバッテリに組み込まれる電極に関連する特定のデータを識別し、アクセスする容易に利用可能な手段がない。当技術分野では、電極の生産中に行われたオンライン測定を、組み立てられた電気化学セル及びバッテリまでずっと購入者が追跡できるように、製品トレーサビリティの改善が求められている。

【発明の概要】

【0010】

本発明は、部分的に、横方向（ＣＤ）測定の各々のＭＤ位置を記録する、移動シート又は製品の機械方向（ＭＤ）位置プロファイル測定値の生成に基づく。この技術は、現在のフラットシート走査システムでは不可能な実際のジグザグ測定経路の再現を可能にする。

【0011】

本発明は、横方向のシート材料特性を測定するための単一の走査フレーム、又は生産プロセスに沿って離間した複数の走査フレームに適用することができる。複数のスキャナの場合、すべてのスキャナが正確に時間同期されることを保証するために、ＩＥＥＥ １５８８ｖ２などのコンピュータネットワークベースの同期プロトコルを採用することができる。

【0012】

一態様では、本発明は、
機械方向（ＭＤ）に動く材料シートと、材料シートのＭＤ速度を測定するための手段と、
時間関連ＭＤ速度を生成するために、測定ＭＤ速度を時間と関連付けるための手段と、
時間関連ＭＤ速度を記録するための手段と、
シート材料の第１の特性を測定するための第１の走査センサであって、第１の走査センサはＭＤに沿った第１の位置に配置され、第１のスキャナセンサは、ＭＤに垂直な横方向（ＣＤ）に沿って前後に横断する、第１の走査センサと、
時間関連の第１の特性測定値を生成するために、第１の特性測定値を時間と関連付けるための手段と
を含むシート監視システムを対象とする。

【0013】

別の態様では、本発明は、物理的特性を測定する走査センサを含む、ＭＤに移動する移動材料シートのＭＤ位置プロファイルを生産するための技術を対象とする。この技術は、
（ａ）移動材料シートのＭＤ速度を測定し、タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を生成するステップと、
（ｂ）タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を記録するステップと、
（ｃ）走査センサからタイムスタンプ付き物理的特性測定値を受信するステップと、
（ｄ）記録されたタイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号をタイムスタンプ付き物理的特性測定値と相関させるステップと、
（ｅ）特定の時間内に生産された移動材料シートの長さに対するＣＤの物理的特性測定値を示すＭＤ位置プロファイルを生成するステップと
を含む。

【0014】

更に別の態様では、本発明は、物理的特性を測定する２つ以上の走査センサを含む、ＭＤに移動する移動材料シートのＭＤ位置プロファイルを生産するための技術を対象とする。この技術は、
（ａ）移動材料シートのＭＤ速度を測定し、タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を生成するステップと、
（ｂ）タイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を記録するステップと、
（ｃ）第１の走査センサからタイムスタンプ付き第１の物理的特性測定値を受信するステップと、
（ｄ）第２の走査センサからタイムスタンプ付き第２の物理的特性測定値を受信するステップと、
（ｅ）記録されたタイムスタンプ付き測定ＭＤ速度信号を第１の物理的特性測定値及び第２の物理的特性測定値と相関させるステップと、
（ｆ）特定の時間内に生産された移動材料シートの長さに対するＣＤの第１及び第２の物理的特性測定値を示すＭＤ位置プロファイルを生成するステップと
を含む。

【0015】

本発明では、各測定が行われた時間及び（プロセス中の１つ以上の位置における）機械ライン速度を記録することによって得られたＭＤ位置決め情報を含めることによって、測定値のプロファイルのみならず「ＭＤシート位置のプロファイル」ももたらす。走査センサによって生成された特徴的なジグザグ測定パターンに関して、本発明のＭＤ位置プロファイルは、ＣＤ値及びＭＤ位置に対する位置を提供する。例えば、走査センサが坪量（グラム毎平方メートルで測定）を測定している場合、（ユーザ定義基準からミリメートル単位で測定される）シートの各特定のＭＤ位置のＭＤ位置プロファイルについて、（移動シートの１つの縁部からｍｍ単位の距離で測定される）ＣＤ位置及びそのＣＤ位置で測定された坪量の両方について対応するデータが存在する。

【0016】

改善は、すべての測定が余分な座標を得ることである。製造者は最終的にシートのどの部分（例えば、電極）が特定のバッテリに入ったかを追跡して知ることができるので、これは完全なトレーサビリティを与える。したがって、バッテリの欠陥は、ＭＤ位置プロファイルを使用して、シート製品上の正確な物理的位置に遡って追跡することができる。

【0017】

本発明では、真の測定範囲を増大させることができる同期した十字測定を行うように、２つ以上のスキャナシステムを設定することができる。例えば、現在のジグザグパターンプロファイルの代わりにＸ字形測定プロファイルを作成し、ひいては２つのスキャナの間の架空の垂線について真のＣＤプロファイルを計算するように、２つのスキャナを設定することができる。加えて、より正確な測定平均値を計算することを可能にする同期した十字（Ｘ字形）測定を行うように２つのスキャナシステムを設定することができる。同様に、同じスポット測定を行うためにリーダスキャナのＭＤ位置プロファイルをリトレースするように、下流のフォロワスキャナを設定することができる。同じスポット測定をバッチ生産で行うことも可能であり、この場合、測定中のシート製品は２つの走査システム間で不連続的に移送される。

【0018】

最後に、生産プロセスにおける材料破損の場合に各下流のスキャナ上のＭＤ位置プロファイルを調製するために、ＭＤ位置プロファイルを採用することができる。

【0019】

本発明は、リチウムイオンバッテリ生産において実施されるものとして例示されているが、本発明は、例えば紙、ゴムシート、プラスチックフィルム、金属箔などの製造における、他の連続シート作製プロセスに適用可能であることが理解される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】アノード材料又はカソード材料で金属基材を連続的にコーティングするためのロールツーロールシート生産システムを示す。

【図2】スキャナを同期させるための構成を示す。

【図3】機械方向測定プロファイルを示す。

【図4】スキャナを同期させるための別の構成を示す。

【図5】連続移動シート上の二重走査測定及び座標スポット測定による電極製造を示す平面図である。

【図6】シートのＸ字形範囲を形成するための、連続移動シート上の二重走査測定及び座標スポット測定による電極製造を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、リチウムイオン電気化学セル及びバッテリ用の電極を製作する際に使用される金属ウェブ又はシートをコーティングするためのプロセスを示す。アノードを作製するために、電極コーティングは、黒鉛などのアノード活性材料を含み、カソードを作製するために、電極コーティングは、リチウム金属酸化物などのカソード活性材料を含む。電極は電流コレクタ金属箔を含み、電流コレクタ金属箔の片面又は両面が、カーボンブラック、バインダー、及び溶媒も含み得る電極スラリーでコーティングされている。電極スラリーを箔の側面上に塗布した後、湿式コーティングされた箔を乾燥機で加熱して溶媒を抽出して、金属箔に付着する電極材料の固体層を残す。銅箔は、好ましいアノード電流コレクタ材料であり、アルミニウム箔は、好ましいカソード電流コレクタ材料である。箔は、典型的には、９～５０μｍの厚さであり、電極コーティングは、箔の片面又は両面上で厚さが７５～４００μｍの範囲であり、その結果、両面コーティング電極は、最も典型的には厚さが約２５０μｍである、最大８５０μｍのキャリパを有し得る。

【0022】

図１に示すように、ロール２は、巻き出し機によって巻き出され、当該シートは上（又は第１の）表面がテープ鋳造コーティングデバイスを含み得るコータ４によって電極スラリーの層でコーティングされている、金属ウェブ又はシート３０の連続シートを供給する。ロール２からの金属ウェブ３０のシートの坪量、厚さ、及び他の特徴は、通常知られている。タコメータ２２はライン速度を測定し、走査ゲージ８は、電極スラリーの坪量、厚さ、及び他の特徴を測定する。タコメータからの入力は、測定中のシートのＭＤ位置を計算するために使用することができる。走査ゲージ８がシートを横切って走査すると、一時センサのＭＤ位置プロファイルを作成するために、各ＣＤビンのＭＤ位置が記録される。ＣＤ／ＭＤオフセット補正は、走査ヘッド内の追加のセンサに適用することができる。ＭＤ位置測定のための基準（「ゼロ」）位置を設定するために、ロール終了信号又は他の専用信号を使用することができる。

【0023】

コータ４は、シート３０上に押し出されるスラリーの量を調整するためにドクターブレードを制御するアクチュエータを含む。乾燥機１０は、過剰な溶媒を除去し、動くコーティングされたシート３２上にあるスラリーを硬化させて、シート上に電極層を形成する。タコメータ５６はライン速度を測定し、ゲージ１２は乾燥機１０を出て移動するコーティングされたシートの１つ以上の特性を測定する。その後、ローリング支持体３４、３６は、移動シートの向きを反対にして、第２の表面がコーティングされていない上面となるようにし、その後直ちに、コータ１４が、移動シート３８の上すなわち第２の表面上に電極スラリーの層を塗布する。タコメータ４６はライン速度を測定し、両面コーティングされたシート４０の特性は、乾燥機１８に入る前にゲージ１６で測定される。

【0024】

タコメータ４８はライン速度を測定し、スキャナデバイス２４は第１及び第２の表面上の電極層の特性を測定する。カレンダ５２の後、巻き取り機は、両面コーティングされたシート４２をロール４４に取り込む。コーティング上の表面欠陥は、カメラベースのウェブ検査システム２６、２８によって監視される。プロセスは連続的であるように図示されているが、様々な工程及び付随する測定は、別個の不連続バッチ操作において別々に実施され得ることが理解される。例えば、ロール４４は、その後、セル及びバッテリに組み立てるのに適した個々の電極を形成するために、切断操作にかけられる。

【0025】

センサ８、１２、１６、及び２４は、透過モードで動作するものとして示されている。例えば、各々は、放射線のビームを移動シート内に向ける放射線源と、材料を透過した放射線を検出する放射線受信器とを備える。透過モードで動作するセンサは、例えば、米国特許第９，１８２，３６０号、米国特許第８，５２７，２１２号、米国特許第７，２９８，４９２号、及び米国特許出願第２０２１／０３８２１７３号並びに米国特許出願第２０２１／０２６２７７６号に記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。あるいは、センサは反射モードで動作することができる。例えば、各センサは、放射線源及び検出器の両方を収容する上部ヘッドを有する。反射モードで動作するセンサは、例えば、米国特許第９，１８２，３６０号、米国特許第８，５２７，２１２号、米国特許第７，２９８，４９２号、及び米国特許出願第２０２０／００９６３０８号に記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。センサは、反射型センサと透過型センサの組合せを備えることもできる。

【0026】

スキャナ測定値を表示するマップは、典型的に、幅にわたる点又はビンに分割される。例えば、各ビンは約５ｍｍの距離を表すことができる。

【0027】

図２は、ＭＤに移動し、ローラ１０２及び１２２によって支持される、連続電極シート１００のＭＤ位置プロファイル測定のためのシステムを示す。位置１２４で電極シート１００を支持するローラ１０２は、ラインタコメータ１０６によって監視される磁石１０４を含む。ＭＤ速度は、移動シート１００の任意の位置で測定することができる。シートは伸長可能なので、走査センサ１１０の付近でＭＤ速度を測定することが好ましい。あるいは、光学タコメータを使用することができる。

【0028】

下流に配置されているのは、走査センサ１１０及び１１２である。位置１２４からの２つのスキャナの距離は既知である。ラインタコメータパルスは、２ＫＨｚなどの指定された速度でカウントされ、正確にタイムスタンプされる。システムは、プロセッサ１１８及びメモリ１２６を有するコントローラ１０８と、信号発生器１１６とを含む。動作中、ラインタコメータは、ローラ１０２の回転速度を測定し、ローラ１０２の半径に関連付けることによって回転速度をＭＤ速度に変換するコントローラ１０８にパルス信号を送信する。スキャナ１１０及び１１２は各々、シートの特性を測定し、対応する信号をコントローラに送信する。信号発生器１１６は、ＭＤ位置軸の原点を確立するスキャナ１１０に同期信号を送信する。このシステムでは、同期信号は、ライン上のスキャナのうちの１つに供給されるだけでよい。経時的な速度の積分は、ＭＤに沿った位置の変化をもたらす。

【0029】

特に、スキャナ１１０及び１１２は、走査ゲージがユーザ定義の横方向測定領域（ビン）の各々に出入りするときのインスタンスが正確にタイムスタンプされるように、ＭＤ位置のビニングを実行する。タコメータは、このような横方向のビンの各々のＭＤ位置を生成するために蓄積及び平均化されたこれらのタイムスタンプ内の値をカウントする。その後、センサ測定プロファイルの各ビンのＭＤ位置は、アレイとして集約され、各横方向プロファイルについてＭＤ位置プロファイルとして表示される。シート特性を測定する各センサ信号もまた、アレイとして集約され、横方向プロファイルとして表示される。

【0030】

時間同期は、生産ラインにおける座標ＭＤ位置測定に特に適している。生産ラインにおいて複数のスキャナを時間同期させることで、ＭＤ基準位置同期信号を１つのスキャナにのみ配線することが可能になる。同期信号のタイムスタンプは、それが配線されたスキャナによって正確に測定される。これらのタイムスタンプは、従来のＴＣＰ／ＩＰネットワークを使用して、他のスキャナに転送される。すべてのスキャナが時間同期されるので、同期信号タイムスタンプを受信するスキャナは、ＭＤ基準位置を確立するために、これをそのローカルタコメータタイムスタンプに正確に関連付けることができる。

【0031】

各スキャナは、同期信号によってトリガされたときにＭＤ基準位置に対するその位置をリセットするように構成することができる。「同期オフセット」と指定された量は、生産ラインの更に下流の第２のスキャナによって測定されたときに、１つのスキャナによって測定されたシート上の位置が同じＭＤ位置に現れるように、生産ラインの下流の各スキャナ間の真の距離を補償する。スキャナが調整されない場合でも、シート上の同様のスポットからの走査をプログラムに従ってまとめることができる。

【0032】

図３は、ＣＤ対ＭＤのセンサ測定値を示すＭＤ位置測定の図である。プロファイルは、一定速度でＣＤに沿って前後に移動するスキャナのものであり、スキャナは、一定速度で移動する移動シートの物理的特性を測定する。曲線１７０はセンサ１１０による測定値であり、曲線１７２はセンサ１１２による測定値である（図２に示される）。ＣＤ曲線１７０及び１７２に沿った各点における測定値も取得可能である。（値は図３には示されない。）値は、異なる色調又はアイコンが特定の値（坪量範囲など）を表す色コード又はアイコンによって、曲線上に示すことができる。実際の動作では、各スキャナは、シートの縁部に接近すると減速し、縁部で停止し、次いで縁部から離れてシートの中心に向かって移動する際に加速することに留意されたい。したがって、この構成及び本明細書の図におけるＣＤプロファイルのジグザグパターンは、図示されるように鋭角を呈するのではなく、湾曲する。

【0033】

図４は、ＭＤに移動し、ローラ１３２及び１５２によって支持される、連続電極シート１３０のＭＤ位置プロファイル測定のための別のシステムである。位置１５４で電極シート１３０を支持するローラ１３２は、ラインタコメータ１３６によって監視される磁石１３４を含む。下流に配置されているのは、走査センサ１４０及び１４２である。位置１５４からの２つのスキャナの距離は既知である。外部クロックマスタとして機能する信号発生器は、センサ１４０及び１４２に同期信号を送信する。

【0034】

図５は、バッテリ電極のトレーサビリティを改善するために、移動シート上の（１つ又は複数の）電極層の異なる測定値を追跡する際のＭＤ位置プロファイルの使用を示す。電極層２００は、モータ２０４によって操作されるローラ２０２によって支持されてＭＤに搬送される動く基材（箔）上にコーティングされる。タコメータ２０６はローラ２０２の速度を監視する。フレーム２１０は、コーティングされたシートの坪量及び／又は厚さを測定するゲージを含む走査デバイス２１２を支持する。走査デバイスは、概して一定の速度で、コーティングされたシート２００を周期的に横断する。コーティングされたシート２００のスポット又は領域２１４を測定するゲージが示されている。ゲージは、シートの長手方向縁部に正確に垂直に整列される場所で選択されたシート特性を測定しない。代わりに、シート速度のために、走査デバイスは、コーティングされたシート表面を横切って斜めに移動し、結果として、連続する走査経路は、コーティングされたシート２００の長手方向縁部に垂直な方向に対してジグザグパターンを有する。そのようなジグザグパターンの例は、走査デバイス２１２が前後の連続走査中にシートの表面を横断するときにゲージによって追跡される走査経路２１８である。真のＣＤに対する走査経路の角度は、走査デバイスの横方向速度、及び既知のコーティングされたシート２００の機械方向速度に依存する。調査スポットのジグザグパターンは、コーティングされたシート２００表面の比較的小さい部分をカバーする。

【0035】

コンピュータ２２０は、走査デバイス２１２による測定を調整して、パターン２１８内の調査スポットの場所が、対応するＭＤ位置と共にデータベース２２２に記録されるようにする。このようにして、コーティングされたシート２００が個々の電極に切断されるとき、各電極上で行われた測定値がわかり、更に、これらの電極を組み込んでいる電気化学セル及びバッテリは、測定値を検索することを可能にするシリアル番号によって識別することができる。

【0036】

本発明の別の特徴は、後続の測定を前の測定に同期させるために、ＭＤ位置プロファイルを採用することができることである。例えば、センサ２１２によって測定された後の図５のコーティングされたシート２００は、乾燥又はカレンダ処理などの更なる処理のために、別のラインに移動させることができる。その後、そのように処理されたコーティングされたシート２３０が形成され、第２の測定にかけられる。シートの移動は、ローラ２３２及び第２のスキャナデバイス２４２に固定されたフレーム２４０上で支持される。下流のスキャナデバイス２４２の解放時間及びＣＤ速度は、スキャナデバイス２４２による第２の測定をスキャナデバイス２１２によって下流で実行される第１の測定と同期させるように、コンピュータ２２０によって調整される。走査デバイス２４２は、パターン２４８内の調査スポットがジグザグパターン２１８内の調査スポットと一致するように、調査スポット２４４で測定を開始するようにリセットすることができる。

【0037】

走査デバイス２４２による第２の測定が行われると、パターン２４８内の調査スポットの場所は、対応するＭＤ位置プロファイルと共にデータベース２２２に記録される。したがって、データベースは、本質的に同じ調査スポット上で行われた第１及び第２の測定のライブラリを有する。コーティングされたシートが、個々の電極に切断され、電気化学セル及びバッテリに組み立てられるとき、これらの電極は、第１及び第２の測定セットの両方が追跡されることを可能にするシリアル番号によって識別され得る。

【0038】

図５を参照すると、そのＣＤ運動がスキャナ２１２のＣＤ運動と一致するように下流スキャナ２４２の位置が調整されるように、シート２００及び２３０のＭＤ速度は異なってもよい。ほとんどの場合、スキャナが同じ速度プロファイルを有するように、両方のシートのＭＤ速度は同じである。スキャナはしばしばシート縁部で加速又は減速しているので、スキャナのＣＤ運動は単なる一定速度よりも複雑であることに留意されたい。

【0039】

図６は、シート３３０上にＸ字形パターンを現像するために２つのスキャナ３１２及び３４２を使用することを示す。ジグザグパターン３１８はスキャナ３１２によって生成され、下流のスキャナ３４２は、上流のスキャナ３１２からのＭＤ位置情報を使用してジグザグパターン３４８を生成し、２つのジグザグパターンがシートのＭＤに沿ってＸ字形範囲を形成するようになっている。この配置の利点は、より良好なシートの範囲があり、ＣＤプロファイルの平均がより正確であることである。

【0040】

上記は、本発明の原理、好ましい実施形態、及び動作モードを説明してきた。しかしながら、本発明は、考察される特定の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。したがって、上述の実施形態は、限定的ではなく例示的なものとしてみなされるべきであり、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によってそれらの実施形態において変形が行われ得ることを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】