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公開番号2024101962
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-30
出願番号2023006217
出願日2023-01-18
発明の名称電極製造装置、電極製造システム、電極製造方法、プログラム、電極、電気化学素子及び蓄電デバイス製造装置
出願人株式会社リコー
代理人個人
主分類H01M 4/04 20060101AFI20240723BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】従来の技術では、集電体上にマーク(所定の情報の一例)を印刷する場合、当該マークを印刷する工程と、当該マーク以外の画像を印刷する工程とを異ならせる必要があるため生産性が低い、という課題がある。
【解決手段】電極製造装置3の生成部37を含む制御部300は、層形成部330が電極合材層322a上又は集電体320上に機能層を形成する際に、機能層と、所定の情報を示す画像を構成する層と、を形成するよう、層形成部330を制御する(ステップS24)。
【選択図】図18
特許請求の範囲【請求項１】
集電体と、
前記集電体上に設けられた電極合材層と、
前記電極合材層上に設けられた機能層と、
所定の情報を示す層と、
を有する電極を製造するための電極製造装置であって、
前記電極合材層上又は前記集電体上に層を形成する層形成手段と、
前記層形成手段が前記層を形成する際に、前記機能層と前記所定の情報を示す画像を構成する層と、を形成するよう、前記層形成手段を制御する制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする電極製造装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御手段は、前記所定の情報を示す画像を前記機能層の形成に用いられる絶縁性材料を含む液体組成物を用いて形成するよう、前記層形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極製造装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記所定の情報を示す画像を前記機能層の領域内、前記機能層の領域端部、前記機能層の領域外の少なくとも一方に形成するよう、前記層形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電極製造装置。
【請求項４】
前記層形成手段が前記所定の情報を示す画像を形成する場合、
前記制御手段は、前記機能層が前記電極合材層を覆うように前記機能層を形成させるとともに、前記所定の情報を示す画像を前記機能層の領域内、前記機能層の領域端部、前記機能層の領域外の少なくとも一方に形成するよう、前記層形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電極製造装置。
【請求項５】
前記所定の情報を示す画像には、バーコード等で示される一次元コード情報、ＱＲコード等で示される二次元コード情報、任意の桁数の数字列、２進数で表される所定のコード情報のうち少なくとも一つ以上が含まれる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電極製造装置。
【請求項６】
前記層形成手段が前記所定の情報を示す画像を前記機能層の領域外に形成する場合、前記制御手段は、前記二次元コード情報及び前記数字列のうち少なくとも一方を形成するよう、前記層形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の電極製造装置。
【請求項７】
前記２進数で表される所定のコード情報に含まれる一の情報は、少なくとも１ビットの情報で構成される、
ことを特徴とする請求項５に記載の電極製造装置。
【請求項８】
前記電極合材層が前記集電体の搬送方向に対して所定の間隔で分割された複数の領域を有する場合、
前記制御手段は、分割された前記領域のそれぞれと前記集電体との境界を覆うように前記機能層を形成するよう、前記層形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電極製造装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記機能層に含まれる前記所定の情報を示す画像を、分割された前記領域のそれぞれの端部に形成するよう、前記層形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項８に記載の電極製造装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記機能層に含まれる前記所定の情報を示す画像を、分割した前記領域のうち最も長い領域の端部から所定距離だけ離間させて形成するよう、前記層形成手段を制御する、
ことを特徴とする請求項８に記載の電極製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極製造装置、電極製造システム、電極製造方法、プログラム、電極、電気化学素子及び蓄電デバイス製造装置に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
インクジェット技術を用いて、自由な形状でリチウムイオン二次電池用電極などの電気化学素子用部材を製造する技術が知られている。
【０００３】
また二次電池の製造方法であって、レーザにより、電極活物質が塗工されているロール材料の所定の位置に、位置座標が認識可能なマークを形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、集電体上にマーク（所定の情報の一例）を印刷する場合、当該マークを印刷する工程と、当該マーク以外の画像を印刷する工程とを異ならせる必要があるため生産性が低い、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、集電体と、前記集電体上に設けられた電極合材層と、前記電極合材層上に設けられた機能層と、所定の情報を示す層と、を有する電極を製造するための電極製造装置であって、前記電極合材層上又は前記集電体上に層を形成する層形成手段と、前記層形成手段が前記層を形成する際に、前記機能層と前記所定の情報を示す画像を構成する層と、を形成するよう、前記層形成手段を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする電極製造装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
以上説明したように本発明によれば、集電体上にマーク（所定の情報の一例）を印刷する際の生産性を向上させることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
電極を構成する層構造の一例を示す図である。
電気化学素子の構成の一例を示す図である。
電極製造装置の全体構成（側面図）の一例を示す図である。
電極製造装置の全体構成（平面図）の一例を示す図である。
実施形態に係る検知器の構成の一例を示す図である。
実施形態に係る検知器が備える光センサの構成の一例を示す図である。
実施形態に係る電極製造システムの全体構成の一例を示す図である。
実施形態に係る情報管理装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
実施形態に係る電極製造装置の制御部を含むハードウエア構成の一例を示す図である。
実施形態に係る電極製造システムの機能構成の一例を示す図であり、特に情報管理装置の機能構成を示す図である。
実施形態に係る電極製造システムの機能構成の一例を示す図であり、特に電極製造装置の機能構成を示す図である。
実施形態に係るエッジ位置管理テーブルの一例を示す概念図である。
実施形態に係る電極製造処理の一例を示すシーケンス図である。
第１の実施形態に係るマーク画像生成処理の一例を示すフローチャートである。
実施形態に係る操作部の構成の一例を示す図である。
実施形態に係るマーク画像データ（マーク画像及び文字画像）の一例を示す図である。
第１の実施形態に係るコード画像生成処理の一例を示すフローチャートである。
実施形態に係る樹脂層の端部（エッジ）に付加されるコード画像の構成を示す図であり、（ａ）は最小ドットの構成が１×１の状態の図、（ｂ）は最小ドットの構成が２×２の状態の図、（ｃ）は最小ドットの構成が１×４の状態の図である。
第１の実施形態に係る電極製造及びマーク画像（コード画像）生成処理の一例を示すフローチャートである。
実施形態に係るマーク付き画像データの一例を示す図であり、（ａ）は印刷開始及び印刷終了時のマーク付き画像データの一例を示す図、（ｂ）は電極合材（活物質）層間のマーク付き画像データ一例を示す図である。
実施形態に係る電極合材層の一例を示す図である。
実施形態に係るエッジ検出位置と生成される画像の一例を示す図であり、（ａ）は電極合材層の条数に応じて検出されるエッジの位置を示す図、（ｂ）は結合検知情報に基づいて生成された画像データの例を示す図である。
第１の実施形態に係る電極合材層上に形成された樹脂層と、集電体上に形成されたコード画像と、が印刷された一例を示す図である。
第１の実施形態に係る電極合材層上に形成された樹脂層と、集電体上に形成されたコード画像と、電極合材層上に形成されたコード画像と、が印刷された一例を示す図である。
第１の実施形態に係る電極合材層上に形成された樹脂層と、電極合材層上に形成されたコード画像と、が印刷された一例を示す図である。
第１の実施形態に係る電極合材層上に形成された樹脂層の一例を示す図である。
第１の実施形態に係る樹脂層の端部（エッジ）に付加されたコード画像を拡大した状態の一例を示す図である。
実施形態に係る樹脂層の端部（エッジ）に付加されたコード画像を拡大した状態の一例を示す図であり、（ａ）は樹脂層とコード画像が接している状態の図、（ｂ）は樹脂層とコード画像が所定距離離間している状態の図、（ｃ）はコード画像がＹ方向に伸ばされた状態の図である。
第１の実施形態に係る電極合材層上に形成された樹脂層及び付加されるコード情報のバリエーションを示す図である。
第２の実施形態に係る電極合材層のＹ方向へのズレを模式的に示した図である。
第２の実施形態に係るＹ方向にずれた電極合材層と電極合材層上に形成された樹脂層との位置関係の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る電極製造装置による樹脂層形成の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る複数に分割された各樹脂層のＹ方向の長さを示す図である。
第２の実施形態に係る複数のマーク画像データの一例を示す図である。
第２の実施形態に係る複数のコード画像データの一例を示す図である。
第２の実施形態に係る電極製造及びマーク画像（コード画像）生成処理の一例を示すフローチャートである。
第２の実施形態に係る電極合材層上に形成された樹脂層及び樹脂層の端部（エッジ）に付加されたコード画像を上面から見た状態の一例を示す図である。
転写方式を採用した形成部の一例を示す図であり、（ａ）はドラム状の中間転写体を用いた印刷部を示す図、（ｂ）は無端ベルト状の中間転写体を用いた印刷部を示す図である。
液体吐出ヘッドの一例を示す概略分解図である。
液体吐出ヘッドの流路構成の一例を示す説明図である。
液体吐出ヘッドの流路構成の一例を示す断面斜視図である。
平行四辺形状のノズル板を備えたヘッドの一例を示す構成図である。
図４１のヘッドを複数並べた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を用いて、発明を実施するための形態について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する部分があればその説明を省略する。
【０００９】
〔第１の実施形態〕
〔電極を構成する層構造〕
実施形態では、電極製造装置の一例として電極印刷装置について説明する。但し、以降の説明においては、電極製造装置として記載する。電極製造装置は、集電体と、集電体上に設けられた電極合材層と、電極合材層上に設けられた機能層と、所定の情報を示す層と、を有する電極を製造するための装置である。具体的には、電極製造装置は、樹脂層又は無機層を形成するための液体組成物を用いて、電極基体Ｂ（以下、集電体と呼ぶ）の表面上に形成された電極合材層Ｌ１の表面における一部または全体に機能層Ｌ２としての樹脂層又は無機層を形成するものである。なお、電極合材層Ｌ１は活物質を含み、集電体と、当該集電体上に形成された電極合材層Ｌ１と、を有する電極は液体吐出対象に対応する。電極合材層Ｌ１は第１の膜領域に対応し、樹脂層又は無機層を含む機能層Ｌ２は第２の膜領域に対応する。また、電極を構成する機能層及び所定の情報を示す層は、同じ材料から構成される。また、この材料は、例えば絶縁性材料である。なお本明細書及び特許請求の範囲において機能層とは、電極又は上述した電極を有する電気化学素子としたときに、絶縁性や電気化学素子特性、例えば出力特性やサイクル特性等に寄与する機能を発現する層である。
【００１０】
なお、液体を吐出することで電極基体上に機能層（樹脂層又は無機層）を形成するとは、液体を吐出することのみで電極基体上に機能層（樹脂層又は無機層）を形成する場合だけでなく、液体を吐出することで機能層前駆体（樹脂層前駆体又は無機層前駆体）が形成され、その後の工程（例えば、加熱工程等）で機能層（樹脂層又は無機層）が形成される場合等も含む。以下、電極を構成する各構成要素について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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