(57)【要約】【課題】スクリーン版上に供給されたペーストの粘度を調整することが可能なスキージ及びスクリーン印刷装置を提供する。【解決手段】非ニュートン流体のペーストを掻き取るスキージ１１であって、平面視して移動方向に内側を向いて湾曲する湾曲部４０と、平面視して湾曲部の両端から直線状に外側に延びる直線部４１と、を有する。このスキージ１１は、上部がホルダ４５に保持された状態で、直線部４１と湾曲部４０とが成す角度θが可変となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非ニュートン流体のペーストを掻き取るスキージを備えたスクリーン印刷装置であって、
前記スキージは、アタック角度が実質的に９０度となるように取り付けられ、平面視して前記ペーストを掻き取る掻き取り方向に内側を向いて湾曲する湾曲部と、平面視して前記湾曲部の両端から直線状に外側に延びる直線部と、を有し、
前記スキージの前記掻き取り方向側の下側角部が、面取りされていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載のスクリーン印刷装置において、前記湾曲部と前記直線部とが成す角を可変にする第１の可変機構を更に備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項３】
請求項２記載のスクリーン印刷装置において、前記第１の可変機構に代えて、前記湾曲部の湾曲度合いを可変にする第２の可変機構を備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項４】
非ニュートン流体のペーストを掻き取るスキージであって、
平面視して前記ペーストを掻き取る掻き取り方向に内側を向いて湾曲する湾曲部と、
平面視して前記湾曲部の両端から直線状に外側に延びる直線部と、を有し、
前記掻き取り方向側の下側角部が、面取りされていることを特徴とするスキージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板に電極を印刷するためのスキージ及びスクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池には、同方向に走る複数の電極部が表面に形成されている。この電極部は、スクリーン印刷により形成される。スクリーン印刷においては、ペーストの粘度が高いままであると、スクリーン版の電極パターンを形成する開口部にペーストが充填され難くなる。その結果、印刷ムラ等が発生し、印刷品質が悪化する。ここで、ペーストは、非ニュートン流体であるため、外部からせん断力を加えて流動させることにより、粘度（みかけ粘度）が低下する。そのため、従来は、作業者が経験に基づいてペーストを練り、スクリーン印刷に適した粘度に調整し、適量をスクリーン版上に塗布していた。しかし、粘度にばらつきが生じ、印刷品質が安定していなかった。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１に記載の塗布装置は、非ニュートン流体であるペーストを貯留するペーストタンクと、ペーストをペーストタンクから成膜領域に供給するチューブ又はパイプと、撹拌羽根が設けられた粘度調整機構とを備えている。この塗布装置においては、ペーストタンクから供給されたペーストを、粘度調整機構によって、スクリーン版上で成膜されるペーストの粘度に近づけることにより、ペーストの粘度を適切に調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この塗布装置では、スクリーン版上に供給されたペーストの粘度を調整することまではできなかった。
本発明は、スクリーン版上に供給されたペーストの粘度を調整することが可能なスキージ及びスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係るスクリーン印刷装置は、非ニュートン流体のペーストを掻き取るスキージを備えたスクリーン印刷装置であって、
前記スキージは、アタック角度が実質的に９０度となるように取り付けられ、平面視して前記ペーストを掻き取る掻き取り方向に内側を向いて湾曲する湾曲部と、平面視して前記湾曲部の両端から直線状に外側に延びる直線部と、を有し、
前記スキージの前記掻き取り方向側の下側角部が、面取りされている。
【０００７】
第１の発明に係るスクリーン印刷装置において、前記湾曲部と前記直線部とが成す角を可変にする第１の可変機構を更に備えることができる。
【０００８】
第１の発明に係るスクリーン印刷装置において、前記第１の可変機構に代えて、前記湾曲部の湾曲度合いを可変にする第２の可変機構を備えることができる。
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係るスキージは、非ニュートン流体のペーストを掻き取るスキージであって、
平面視して前記ペーストを掻き取る掻き取り方向に内側を向いて湾曲する湾曲部と、
平面視して前記湾曲部の両端から直線状に外側に延びる直線部と、を有し、
前記掻き取り方向側の下側角部が、面取りされている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜３記載のスクリーン印刷装置においては、スキージが湾曲部と直線部を有しているので、ペーストのローリングが促進され、スクリーン版上に供給されたペーストの粘度を調整することが可能である。
【００１１】
請求項２記載のスクリーン印刷装置においては、湾曲部と直線部とが成す角を可変にする第１の可変機構を備えているので、ペーストの粘度を制御することが可能である
【００１２】
請求項３記載のスクリーン印刷装置においては、湾曲部の湾曲度合いを可変にする第２の可変機構を備えているので、ペーストの粘度を制御することが可能である
【００１３】
請求項４記載のスキージにおいては、湾曲部と直線部を有しているので、ペーストのローリングが促進され、スクリーン版上に供給されたペーストの粘度を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスクリーン印刷装置の側面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、同スクリーン印刷装置のスキージの変形を示す説明図である。
【図３】同スクリーン印刷装置のスキージ及び第１の可変機構の斜視図である。
【図４】同スクリーン印刷装置のスキージの固定を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、同スクリーン印刷装置のスキージの第１の可変機構によるスキージの変形を示す説明図である。
【図６】同スクリーン印刷装置のスキージによって掻き取られるペーストのローリングを示す説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るスクリーン印刷装置に設けられたスキージが変形する様子を示す説明図である。
【図８】同スクリーン印刷装置のスキージ及び第２の可変機構の斜視図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、同スクリーン印刷装置のスキージの第２の可変機構によるスキージの変形を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーン印刷装置１０は、スキージ１１、スクレーパ１２、及びペースト供給部１３を備えている。スクリーン印刷装置１０は、例えば電極の印刷パターンと同じ形状の開口部（不図示）が形成されたスクリーン版１５上にて、スクレーパ１２を一方向に移動させながら、ペースト供給部１３から供給されたペーストをスクリーン版１５上に拡げる。そして、スクリーン印刷装置１０は、スキージ１１をスクレーパ１２の移動方向とは反対方向に移動させて、拡がったペーストをスクリーン版１５の下に配置した被印刷体１６の表面に付着させて印刷することができる。なお、被印刷体１６の一例として、矩形状の太陽電池用シリコンウェハが挙げられる。
以下、ペースト供給部１３、スクレーパ１２、及びスキージ１１について、順に説明する。
【００１７】
ペースト供給部１３は、ペーストタンク２０及び粘度調整機構２１を有している。ペースト供給部（ペーストタンク２０及び粘度調整機構２１）１３は、チェーン２６により駆動されて往復移動する移動台２５に設けられている。ここで、粘度調整機構２１は、上下方向に移動するエアシリンダ３１のシャフトの先端部に設けられ、このエアシリンダ３１を介して移動台２５に連結されている。
【００１８】
ペーストタンク２０の内部には、ペーストが貯留され、その粘度を調整する第１の攪拌羽根（不図示）が設けられている。
【００１９】
粘度調整機構２１は、ペーストタンク２０からチューブ（図１において１点鎖線により省略して示している）を介してペーストを受け入れ、受け入れたペーストを第２の攪拌羽根（不図示）によって攪拌し、ペーストの粘度を低下させることができる。
ペーストは、ペーストタンク２０から、粘度調整機構２１を経て、スクレーパ１２の上方に設けられた供給口（不図示）に供給される。
【００２０】
スクレーパ１２は、供給口から流出したペーストをスクリーン版１５に誘導して拡げることができるように、スクレーパ１２がペーストを拡げる際の移動方向に対して後傾して供給口の下方に取り付けられている。
また、スクレーパ１２は、粘度調整機構２１の下部に設けられ、エアシリンダ３１によって粘度調整機構２１と共に昇降する。したがって、スクレーパ１２は、ペースト供給部１３と共に往復移動する。
【００２１】
スキージ１１は、スクレーパ１２がペーストを拡げる際の移動方向前方に設けられている。スキージ１１の基部は、ホルダ４５によって保持されている。ホルダ４５は上下方向に移動するエアシリンダ３９のシャフトの先端部に連結され、昇降する。また、エアシリンダ３９は、移動台２５に連結されている。したがって、スキージ１１は、昇降可能であり、ペースト供給部１３及びスクレーパ１２と共に往復移動する。スキージ１１の材質は、例えば、硬質ゴムである。
【００２２】
次に、スキージ１１について、更に詳細に説明する。
図２（Ａ）に示すように、スキージ１１は、平面視してスクリーン版１５に摺動する際の移動方向に内側（凹側）を向けて湾曲する湾曲部４０と、平面視して湾曲部４０の両端から直線状に外側に延びる直線部４１と、を有する。この点、スキージ１１は、一端から他端にかけて湾曲する形状のスキージとは相違する。
図２（Ｂ）に示すように、スキージ１１の直線部４１は、湾曲部４０との結合部を中心に予め決められた角度範囲内で回転することができる。即ち、スキージ１１は、湾曲部４０と直線部４１とが成す角度θが可変となるように構成され、変形することができる。
【００２３】
具体的には、図３に示すように、スキージ１１は、平板状の部材が長手方向中央部にて曲げられ、湾曲した形状をしている。スクリーン版１５に対して摺動する際の移動方向（即ち、ペーストを掻き取る側の面）の下側角部には、面取りＣＨが施されている。なお、面取りＣＨの面取り角度は、スクリーン版１５に対して、例えば７０度±２０度の範囲で設けられている。
スキージ１１は、図４に示すように、ホルダ４５を構成するホルダ部材４５ａ、４５ｂがスキージ１１の左右方向両端部の上部（直線部４１の上部）を挟み込んでボルト締結されることによって保持される。このホルダ４５が第１の可変機構５０に取り付けられることにより、湾曲部４０と直線部４１とが成す角度θが可変となる。
【００２４】
図３に示すように、第１の可変機構５０は、ベース部材５１と、ヒンジ部５２と、角度調整用ねじ５３とを有している。
ベース部材５１は、板状の部材である。ベース部材５１は、エアシリンダ３９のシャフトの先端に固定されている（図１参照）。
ヒンジ部５２は、ベース部材５１から下方向に突出するピンがホルダ部材４５ａの上部に形成された穴５５（図４参照）に嵌り構成される。なお、ピンは抜けないように抜け止めされている。
角度調整用ねじ５３は、ヒンジ部５２のピンを中心とする半径Ｒの円弧に沿ってベース部材５１上に形成された湾曲した長孔５７を通って、ホルダ部材４５ａに形成されたねじ穴５８に挿入される。
図５（Ｂ）に示すように、同図（Ａ）に示す角度調整用ねじ５３を緩めると、ヒンジ部５２を中心にホルダ４５が回転可能となるので、湾曲部４０と直線部４１とが成す角度θが可変となる。角度調整用ねじ５３を締め付けることにより、湾曲部４０と直線部４１とが成す角度θが固定される。
【００２５】
次に、スキージ１１の作用について説明する。
スキージ１１は、アタック角度が実質的に９０度となるように固定されている。換言すれば、スキージ１１は、移動方向に対して前傾や後傾することなく固定されている。ただし、スキージ１１の下側角部に形成された面取りＣＨ（図３及び図４参照）が、アタック角度に相当するものとして、ペーストに作用する。なお、「実質的に９０度」とは、スキージ１１の取り付け誤差等は許容される趣旨である。従って、実際のアタック角度は、例えば９７度〜１０３度となる場合がある。
【００２６】
スキージ１１は、エアシリンダ３９のシャフトが降下した状態で移動台２５が移動すると、スクリーン版１５上に成膜されているペーストをスキージ１１の先部で押圧しながら掻き取ることができる。
スキージ１１の先部（特に面取り部）とスクリーン版１５の間に存在するペーストは、上下方向の循環流が形成されてローリングする。加えて、スキージ１１の直線部４１によって寄せ集められるペーストは、図６に示すように直線部４１の近傍においてはスキージ１１の内側に沿って、湾曲部４０の中央部においてはここから移動方向（掻き取り方向）に離れてローリングし、再び直線部４１の端部に向かって流動する。従って、従来の平板状のスキージを使用した場合よりも流動が促進され、ペーストの粘度が速く低下する。即ち、スクリーン版１５上に供給されたペーストの粘度を調整することが可能である。
【００２７】
粘度が低下したペーストは開口部内に充填され、スキージ１１が開口部上を通過する際にスキージ１１の押圧によるせん断力が加えられて、その粘度が更に低下する。その結果、開口部内のペーストはスクリーン版１５の下に配置された被印刷体１６の表面に付着する。
そして、スキージ１１が開口部上を通過した後は、被印刷体１６の表面に付着したペーストは静置状態になってペーストの粘度が高くなる。このため、被印刷体１６の表面からスクリーン版１５が離れる際、被印刷体１６の表面に付着したペーストがスクリーン版１５にくっついて剥がれることがない。また、ペーストが被印刷体１６の表面上を流動することもない。従って、印刷品質が安定する。
【００２８】
このように、本実施の形態に係るスクリーン印刷装置１０においては、湾曲部４０と直線部４１とが成す角度θを変更することで、ペーストのローリングの程度が変わるので、粘度を制御することができる。また、ほとんどのペーストは、スキージ１１の内側（凹側）でローリングし、スキージ１１の外側に流れ出ないため、必要以上のペーストを供給する必要がなく、ペーストの無駄が抑えられる。
更に、第１の可変機構５０によって、湾曲部４０と直線部４１とが成す角度θを容易に変更することができるので、角度θが異なる複数のスキージを準備する必要がない。
【００２９】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係るスクリーン印刷装置について説明する。第１の実施の形態に係るスクリーン印刷装置１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３０】
図７（Ａ）に示すように、本実施の形態において、スキージ１１は、平面視してスクリーン版１５に摺動する際の移動方向に内側を向いて湾曲する湾曲部４０と、平面視して湾曲部の両端から直線状に外側に延びる直線部４１と、を有する。
図７（Ｂ）に示すように、スキージ１１の湾曲部４０は、その中央部にて湾曲度合いＲが可変となるように構成されている。
【００３１】
具体的には、図８に示すように、スキージ１１は、平板状の部材が長手方向中央部にて曲げられ、湾曲した形状をしている。スクリーン版１５に対して摺動する際の移動方向の下側角部には、面取りＣＨが施されている。
スキージ１１は、図４に示すように、ホルダ４５を構成するホルダ部材４５ａ、４５ｂによりスキージ１１の左右方向両端の上部（直線部４１の上部）を挟み込むことによって保持され、このホルダ４５が第２の可変機構８０に取り付けられることにより、湾曲部４０の湾曲度合いＲが可変となる。
【００３２】
図８に示すように、第２の可変機構８０は、ベース部材８１と、角度調整つまみ８２と、送りねじ８３と、移動部材８４とを有している。
ベース部材８１は、平板状の部材である。
送りねじ８３は、中央部が角度調整つまみ８２の回転中心に連結され、両端が支持部材８５に回転可能に支持されている。従って、送りねじ８３は、作業者が角度調整つまみ８２を回転させることによって回転する。送りねじ８３は、角度調整つまみ８２の右側と左側とでは互いに逆方向にねじが切られている。
移動部材８４は、ベース部材８１に形成された矩形状の孔８８に設けられた図示しないガイドに沿って移動する。移動部材８４には、送りねじ８３に対応する雌ねじが形成されている。移動部材８４には、下方向に突出するピン（不図示）が設けられている。このピンはホルダ部材４５ａの上部に形成された穴５５（図４参照）に回転可能に挿入される。なお、このピンは抜けないように抜け止めされている。
【００３３】
角度調整つまみ８２を回転させると、上述のように送りねじ８３が回転する。送りねじ８３が回転すると、移動部材８４が、それぞれ送りねじ８３の回転軸の外側に向かって移動する。そうすると、例えば図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、移動部材８４に設けられたピンの間の距離が距離Ｄ１から距離Ｄ２へと変わり、湾曲部４０の湾曲度合いＲが変更される。
【００３４】
このように、湾曲部４０の湾曲度合いＲを変更することで、ペーストのローリングの程度が変わるので、粘度を制御することができる。
また、ほとんどのペーストは、スキージ１１の内側（凹側）でローリングし、スキージ１１の外側に流れ出ないため、必要以上のペーストを供給する必要がなく、ペーストの無駄が抑えられる。
更に、第２の可変機構８０によって、湾曲部４０の湾曲度合いＲを容易に変更することができるので、湾曲度合いＲが異なる複数のスキージを準備する必要がない。
【００３５】
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述のそれぞれ実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３６】
湾曲部４０と直線部４１とが成す角度θが可変となるのであれば、第１の可変機構５０は第１の実施の形態に限定されるものではない。
また、湾曲部４０の湾曲度合いＲが可変となるのであれば、第２の可変機構８０は第２の実施の形態に限定されるものではない。
また、スクリーン印刷装置は、印刷用ペーストが非ニュートン流体のものであれば、太陽電池用シリコンウェハ以外の被印刷体についても適用できることは明らかである。
【符号の説明】
【００３７】
１０：スクリーン印刷装置、１１：スキージ、１２：スクレーパ、１３：ペースト供給部、１５：スクリーン版、１６：被印刷体、２０：ペーストタンク、２１：粘度調整機構、２５：移動台、２６：チェーン、３１：エアシリンダ、３９：エアシリンダ、４０：湾曲部、４１：直線部、４５：ホルダ、４５ａ、４５ｂ：ホルダ部材、５０：第１の可変機構、５１：ベース部材、５２：ヒンジ部、５３：角度調整用ねじ、５５：穴、５７：長孔、５８：ねじ穴、８０：第２の可変機構、８１：ベース部材、８２：角度調整つまみ、８３：送りねじ、８４：移動部材、８５：支持部材、８８：孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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