(57)【要約】      （修正有）【課題】複数列で走行する基材に生じる張力の乱れを抑えることができ、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことができる基材搬送処理装置を提供する。【解決手段】基材処理部は、互いに対向して配置され、基材２が複数回架け渡されることにより複数の基材２が走行する基材並走部２ａを形成する主ロール部と副ロール部とを有しており、主ロール部および副ロール部は、基材並走部２ａの基材２の本数に応じた複数の個別主ロール５１ａ〜５１ｃ及び個別副ロール５２ａ、５２ｂを有し、各個別主ロール５１ａ〜５１ｃは、個別主ロールごとに設けられた負荷制限手段６３ａ〜６３ｃを介して駆動源５４により回転駆動され、負荷制限手段６３ａ〜６３ｃは、対応する個別主ロール５１ａ〜５１ｃに設定値を超えるトルクがかかったときに駆動源５４からの駆動力の伝達を一時遮断する基材搬送処理装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板長尺体の基材を送出ロール部から巻取ロール部に基材処理部を通過させて連続的に搬送し、前記基材処理部により搬送中の基材に所定の処理を行って、基材の表面を処理する基材搬送処理装置であって、
前記基材処理部は、互いに対向して配置され、前記基材が複数回架け渡されることにより複数の基材が走行する基材並走部を形成する主ロール部と副ロール部とを有しており、
前記主ロール部および前記副ロール部は、前記基材並走部の基材の本数に応じた複数の個別主ロールおよび個別副ロールを有し、各前記個別主ロールは、前記個別主ロールごとに設けられた負荷制限手段を介して駆動源により回転駆動され、前記負荷制限手段は、対応する前記個別主ロールに設定値を超えるトルクがかかったときに前記駆動源からの駆動力の伝達を一時遮断することを特徴とする、基材搬送処理装置。
【請求項２】
各前記個別主ロールは、回転軸が共通となるよう一列に配置されており、前記負荷制限手段は、前記個別主ロールの共通の回転軸である主ロール軸を中心とする同心円上に配置され、対応する前記個別主ロールと動力伝達が可能なように連結され、前記駆動源により回転駆動されることを特徴とする、請求項１に記載の基材搬送処理装置。
【請求項３】
前記負荷制限手段は、ＥＲクラッチであることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の基材搬送処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるロールトゥロールにより搬送される薄板長尺体の基材上に所定の処理を行う基材搬送処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基材上に所定の処理を行う基材処理装置として、例えば、基材上に薄膜を形成する製膜装置（基材処理装置）では、スパッタやＣＶＤ法などによりチャンバ内で枚葉の基材を固定した状態で基材上に薄膜を形成するものが知られており、このような製膜装置により、例えば太陽電池モジュール、有機ＥＬ等が形成されている。
【０００３】
最近では、基材を無駄なく使用できること、製膜処理速度が各製膜チャンバでの製膜レートに依存しないというメリットが得られることから、ロールトゥロールタイプの搬送製膜装置（基材搬送処理装置）が開発されている。このロールトゥロールタイプの搬送製膜装置は、例えば図９に示すように、送出ロールＢと、巻取ロールＣと、複数の製膜処理部Ｄとを備えており、送出ロールＢに巻回された基材Ａが複数の製膜処理部Ｄを通過することにより基材Ａ上に所定の薄膜が順次製膜される。そして、最終的に巻取ロールＣに巻き取られることにより、すべての製膜処理が完了した製膜基材Ａが巻回された状態で形成されるようになっている。
【０００４】
この製膜処理部Ｄは、製膜処理が行われるチャンバＤ１と、このチャンバＤ１内に配置されるロール部Ｄ２とを有している。このロール部Ｄ２は、図１０に示すように、円筒形状の主ロール部Ｆと副ロール部Ｇとを有している。主ロール部Ｆは、その回転軸ｆ（主ロール軸）が基材Ａの搬送方向に対して略垂直に配置されており、副ロール部Ｇは、その回転軸ｇ（副ロール軸）が主ロール部Ｆの回転軸ｆに対してねじれの関係になる所定角度に傾斜させて配置されており、例えばネルソンロールとして構成されている。すなわち、副ロール軸方向に延びる円筒形状の副ロール部Ｇは、その全体が所定角度傾斜させた状態で、主ロール部Ｆ及び副ロール部Ｇの外周面がそれぞれ対向するように配置されている。
【０００５】
この主ロール部Ｆと副ロール部Ｇに、基材Ａが複数回交互に架け渡されることにより、主ロール部Ｆと副ロール部Ｇとの間を基材Ａが所定間隔で複数列走行するようになっている。そして、基材Ａが複数列走行する部分（基材並走部）には、製膜材料供給部Ｈが対向して配置されており、この製膜材料供給部Ｈから原料ガスが供給されることにより、基材Ａ上に所定厚さの薄膜が形成されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。そして、製膜材料供給部Ｈに備えられた熱源（不図示）と主ロール部Ｆと副ロール部Ｇとの間に設置される熱源（不図示）とによって原料ガスと基材Ａとが熱せられることにより、所定の製膜温度下で製膜できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１３９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記製膜搬送装置では、製膜処理が安定しないという問題があった。すなわち、たとえば重力による主ロールＦと副ロール部Ｇの回転軸のたわみなどの外乱によって主ロール部Ｆと副ロール部Ｇに複数回架け渡される基材Ａの張力にばらつきが生じることにより、製膜処理が安定しないという問題があった。すなわち、基材Ａの張力に差異があると、基材並走部における基材Ａの走行位置が次第にずれることにより、基材並走部を走行する基材Ａと製膜材料供給部Ｈとの対向位置関係が次第にずれてしまい、基材Ａに形成される薄膜の厚みに影響が出る問題が生じるおそれがある。さらに、基材Ａのずれが大きい場合には、基材並走部における隣りの基材Ａに接触するという問題もある。
【０００８】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、ロールトゥロールを用いた基材搬送処理装置において、基材を処理するチャンバ内に対向して配置されるロール間を複数列で走行する基材それぞれに生じる張力の乱れを抑えることができ、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことができる基材搬送処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の基材搬送処理装置は、薄板長尺体の基材を送出ロール部から巻取ロール部に基材処理部を通過させて連続的に搬送し、前記基材処理部により搬送中の基材に所定の処理を行って、基材の表面を処理する基材搬送処理装置であって、前記基材処理部は、互いに対向して配置され、前記基材が複数回架け渡されることにより複数の基材が走行する基材並走部を形成する主ロール部と副ロール部とを有しており、前記主ロール部および前記副ロール部は、前記基材並走部の基材の本数に応じた複数の個別主ロールおよび個別副ロールを有し、各前記個別主ロールは、前記個別主ロールごとに設けられた負荷制限手段を介して駆動源により回転駆動され、前記負荷制限手段は、対応する前記個別主ロールに設定値を超えるトルクがかかったときに前記駆動源からの駆動力の伝達を一時遮断することを特徴としている。
【００１０】
上記基材搬送処理装置によれば、主ロール部と副ロール部との間に架け渡される複数の基材の間で張力の差を少なくし、安定した基材処理を行うことができる。具体的には、主ロール部および副ロール部は基材並走部の基材の本数に応じた複数の個別主ロールおよび個別副ロールを有し、個別主ロールは負荷制限手段を介して駆動源により回転駆動されることから、仮に基材並走部を形成する一部の基材で所定量以上の張力がかかった場合にその基材に対応する個別主ロールのみ駆動力の伝達が一時遮断され、所定量の張力に戻るまで駆動力の伝達が遮断された状態が続くため、基材並走部の一部で異常に張力が高くなることを防ぎ、張力の差を少なくすることができる。また、各個別主ロールは、駆動源により回転駆動されるため、低張力での基材の搬送が可能となる。
【００１１】
また、各前記個別主ロールは、回転軸が共通となるよう一列に配置されており、前記負荷制限手段は、前記個別主ロールの共通の回転軸である主ロール軸を中心とする同心円上に配置され、対応する前記個別主ロールと動力伝達が可能なように連結され、前記駆動源により回転駆動される構成としても良い。
【００１２】
この構成によれば、負荷制限手段を介して各個別主ロールを回転駆動させる形態を容易に構成することができ、また、個別主ロールの間隔を小さくすることができる。
【００１３】
また、前記負荷制限手段は、ＥＲクラッチであると良い。
【００１４】
こうすることにより、各個別主ロールにかかるトルクの上限を個別に容易に制御することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の基材搬送処理装置によれば、ロールトゥロールを用いた基材搬送処理装置において、複数列で走行するそれぞれの基材に生じる張力の乱れを抑えることができ、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における搬送製膜装置（基材搬送処理装置）を示す図である。
【図２】上記搬送製膜装置（基材搬送処理装置）の製膜処理部を拡大した図である。
【図３】製膜用ロールの概略図であり、図２におけるａ方向から見た図である。
【図４】製膜用ロールの概略図であり、図２におけるｂ方向から見た図である。
【図５】図３におけるｃ方向から見た概略図であり、（ａ）は負荷制限手段、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれの個別主ロールを見た図である。
【図６】他の実施形態における製膜用ロールの概略図である。
【図７】他の実施形態における製膜用ロールの概略図である。
【図８】（ａ）は、太陽電池モジュールを示す図であり、（ｂ）は太陽電池セルを示す図である。
【図９】従来の搬送製膜装置を示す図である。
【図１０】従来のネルソンロールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の搬送製膜装置の実施の形態について説明する。ここで、図１は、本実施形態における基材搬送処理装置全体を示す概略図であり、図２は、基材処理部の主要構成を示す図である。なお、本実施形態では、基材搬送処理装置として基材に製膜処理を行う搬送製膜装置を例に説明する。そして、搬送製膜装置の対象として、太陽電池セルの製膜形成に適用した場合を一例として説明する。
【００１８】
図１及び図２に示すように、搬送製膜装置（基材処理装置）は、送出ロール部１０と、巻取ロール部２０と、製膜処理部（基材処理部）３０とを有しており、送出ロール部１０に巻回された基材２が製膜処理部３０を通過することにより基材２上に太陽電池セル４を形成する表面処理が行われ（製膜処理が行われ）、巻取ロール部２０に巻き取られることにより、ロール状の太陽電池セル母材４’が形成される。すなわち、送出ロール部１０から巻取ロール部２０に基材２が連続的に搬送される、いわゆるロールトゥロールにより、基材２上に太陽電池に必要な薄膜が積層されて太陽電池セル母材４’が形成される。この太陽電池セル母材４’は、後工程である切断工程により、図８（ｂ）に示す短冊状の太陽電池セル４が形成され、さらに接合工程などを経ることにより、太陽電池セル４同士が短手方向に配列して接合された太陽電池モジュール１が形成される（図８（ａ））。
【００１９】
なお、本実施形態では、送出ロール部１０側を上流側とし、基材２が処理される後工程側、すなわち、巻取ロール部２０側を下流側として説明を進めることにする。
【００２０】
また、本説明では、水平面上で送出ロール部１０から巻取ロール部２０へ進む方向をＸ軸方向、水平面上でＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向に直交する方向、すなわち鉛直方向をＺ軸方向として説明を進める。
【００２１】
送出ロール部１０は、基材２を下流側に供給するためのものである。送出ロール部１０は、基材２を巻き付ける送出ロール１１を有しており、この送出ロール１１を駆動制御することにより基材２を送り出すことができるようになっている。すなわち、図示しない制御装置により送出ロール１１の回転が制御されることにより、基材２の送出量を増加及び減少させることができる。具体的には、基材２が下流側から引張力を受けた状態で送出ロール１１を回転させることにより基材２が下流側に送り出され、適宜、送出ロール１１にブレーキをかけることにより基材２が撓むことなく一定速度で送り出されるようになっている。
【００２２】
ここで、基材２は、薄板の長尺体であり、たとえば、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ、幅５ｍｍ〜５０ｍｍの平板形状を有する長尺体が適用される。また、材質として、特に限定しないが、ステンレス、銅等が好適に用いられる。
【００２３】
巻取ロール部２０は、供給された基材２を巻き取るものである。巻取ロール部２０は、送出ロール部１０と同様に、巻取ロール２１を有しており、この巻取ロール２１を駆動制御することにより基材２を巻き取ることができるようになっている。すなわち、図示しない制御装置により巻取ロール２１の回転が制御されることにより、基材２の巻取量を増加及び減少させることができる。具体的には、巻取ロール２１の回転が調節されることにより、送り出された基材２が撓むのを抑えつつ、逆に基材２が必要以上の張力がかからないように巻き取られるようになっている。そして、本実施形態では、送出ロール部１０を出た基材２が一定速度で搬送され、巻取ロール部２０に巻き取られるように駆動制御されている。なお、これら送出ロール部１０と巻取ロール部２０は、真空環境を形成するチャンバー（破線で示す）内に配置されている。
【００２４】
製膜処理部（基材処理部）３０は、基材２上に太陽電池に必要な薄膜を形成する（製膜する）ためのものであり、本実施形態では、複数の製膜処理部３０が設けられている。具体的には、送出ロール部１０と巻取ロール部２０との間に複数の製膜処理部３０が直線的に配置されており、送出ロール部１０から送り出された基材２が各製膜処理部３０を走行して通過することにより基材２上に順次薄膜が形成される。すなわち、基材２側から下部電極層３ａ、光電変換層３ｂ、上部電極層３ｃ等の薄膜がこの順に製膜され、太陽電池セル母材４’が形成される（図８（ｂ）参照）。
【００２５】
これら製膜処理部３０は、ＣＶＤ、スパッタ、または蒸着装置などで構成されており、図２に示すように、チャンバー３１と、このチャンバー３１に収容される製膜用ロール（基材処理用ロール）５と材料供給部６とを有している。チャンバー３１は、その内部を真空環境に保つものである。そして、真空環境に保たれたチャンバー３１内に材料供給部６から特定の原料（薄膜を形成する材料、ガス等。以下、「原料」と呼ぶ。）が供給されることにより基材２上に所定の薄膜が形成される。チャンバー３１には、入口部３１ａと出口部３１ｂが形成されており、上流側から搬送される基材２が入口部３１ａからチャンバー３１内に供給され、チャンバー３１内で製膜処理された後、出口部３１ｂを通じて下流側に搬送される。これら入口部３１ａと出口部３１ｂとは、基材２が通過可能にシールされており、基材２が搬送により走行した場合でも、各チャンバー３１は各薄膜を形成するのに適切な真空度に保たれるようになっている。
【００２６】
材料供給部６は、基材２上に薄膜を形成するための材料を供給するためのものである。材料供給部６は、薄膜の原料を噴出する噴出部（不図示）を有している。そして、噴出部から噴出した原料が基材２上に堆積することにより所定の薄膜が形成される。この材料供給部６は、噴出部が基材並走部２ａと対向した状態で設けられている。具体的には、図２の例では、主ロール部５１と副ロール部５２との間に配置されており、材料供給部６の噴出部が主ロール部５１と副ロール部５２との間に形成される基材並走部２ａと対向する状態で設けられている。すなわち、基材並走部２ａを形成する複数列の基材２に対して材料供給部６が基材２の配列方向にわたって共通に設けられている。これにより、原料が基材２上に堆積することにより所定の薄膜が形成される。そして、基材２が主ロール部５１と副ロール部５２との間を複数回走行することにより、基材２上に複数の薄膜が積層されるようになっている。このとき、基材並走部２ａを形成する複数列の基材２に同じ原料からなる薄膜を形成させ続けることにより、同じ原料の層が重なった厚膜を形成することができ、また、異なる原料を供給する材料供給部６を基材並走部２ａを形成する複数列の基材２の配列方向に沿って配列することにより、図８（ｂ）に示すような複数種の薄膜を基材２に形成させることができる。
【００２７】
製膜用ロール５は、基材２が複数列並んだ状態の基材並走部２ａを形成するためのものである。ここで、図３、図４は、製膜用ロール５の概略図であり、図３は、図２におけるａ方向から見た図であり、図４は、図２におけるｂ方向から見た図である。製膜用ロール５は、主ロール部５１と副ロール部５２とを有しており、これらが所定の距離をおいて対向して配置されている。そして、この主ロール部５１及び副ロール部５２に基材２が交互に架け渡され、１本の基材２が軸方向に所定間隔をおいて複数列並んだ状態の基材並走部２ａを形成して走行している。
【００２８】
主ロール部５１は、入口部３１ａから搬送される基材２の搬送方向に対して直交する状態で配置されるロールである個別主ロール５１ａ、個別主ロール５１ｂ、個別主ロール５１ｃの集合体であり、これら個別主ロール５１ａ乃至５１ｃは、駆動源５４による回転駆動力を受けてそれぞれが独立して回転可能である。なお、個別主ロールの個数は、基材並走部２ａを形成する基材２の本数に応じて設定されており、１個の個別主ロールに基材２が１回架け渡されるように構成されている。
【００２９】
また、本実施形態では回転軸が共通（主ロール軸５３）となるように一列に配列されており、上流側の入口部３１ａから搬送される基材２の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する状態（Ｙ軸方向に並んだ状態）で配置されている。また、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃは、配列方向にほぼ等間隔に配置されている。
【００３０】
また、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃは、略円筒形状を有しており、主ロール軸５３の軸方向（Ｙ軸方向）に延びる外周面５５を有している。そして、この外周面５５に沿って基材２が主ロール部５１と副ロール部５２とを交互に架け渡される。すなわち、搬送された基材２が個別主ロール５１ａの外周面５５に沿って走行した後、後述する個別副ロール５２ａを経て、個別主ロール５１ｂの外周面５５に沿って走行するというように、それぞれの個別主ロール５１ａの外周面５５に一度ずつ基材２が巻回されて走行する。そして、主ロール部５１と副ロール部５２とに基材２が交互に架け渡されることにより、主ロール部５１と副ロール部５２との間には、基材２が主ロール軸５３の軸方向に所定間隔で並んだ基材並走部２ａが形成される。すなわち、駆動源５４に連結された個別主ロール５１ａ乃至５１ｃが回転すると、これらの外周面５５に沿う基材２が搬送され、これによって１本の基材２が主ロール軸５３の軸方向に複数列並んだ状態で走行するようになっている。なお、本実施形態では、個別主ロール５１ａの近傍には張力計５６（張力測定手段）が設けられており、この個別主ロール５１ａの近傍における基材２にかかる張力を測定する。
【００３１】
なお、基材並走部２ａにおける基材２の走行方向は、主ロール軸５３の軸方向に直交する方向（Ｘ軸方向）である。図３では、主ロール軸５３に対して一定角度を有しているが、実際は直交方向に走行し、副ロール部５２付近で副ロール部５２の外周面に沿ってねじれるように走行している。したがって、基材並走部２ａの走行方向とは、主ロール軸５３および後述する副ロール軸５８に対して直交する方向である。
【００３２】
また、本実施形態では、主ロール部５１と副ロール部５２とは、同じ高さ位置に設定されており、それぞれの径も同一に設定されているため、基材２は、主ロール部５１の外周面５５のほぼ半分と接触して走行する。
【００３３】
副ロール部５２は、主ロール部５１に対向して配置されるロールである。本実施形態では、副ロール部５２は、２つの個別副ロール５２ａ、個別副ロール５２ｂを有している。なお、個別副ロールの個数は、基材並走部２ａを形成する基材２の本数に応じて設定されており、１個の個別副ロールに基材２が１回架け渡されるように構成されている。
【００３４】
これら個別副ロール５２ａ、５２ｂは、独立してそれぞれの回転軸５７回りに従動回転（駆動源を持たない自由回転）するロールであり、主ロール軸５３の軸方向に沿って配列されている。すなわち、個別副ロール５２ａ、５２ｂの中心が主ロール軸５３に平行な線上に配置されている。
【００３５】
これらの個別副ロール５２ａには基材２が巻回されている。すなわち、個別主ロール５１ａから搬送された基材２が個別副ロール５２ａに巻かれ、個別主ロール５１ｂを経た後、隣接する個別副ロール５２ｂに巻かれるというように基材２が主ロール部５１と副ロール部５２とに交互に架け渡されている。したがって、入口部３１ａから搬送された基材２は、主ロール部５１の回転駆動によって主ロール部５１及び副ロール部５２を交互に走行し、出口部３１ｂから搬出されるようになっている。
【００３６】
以上の通り、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃと個別副ロール５２ａ、５１ｂとによって基材並走部２ａが形成されている。この基材並走部２ａは、複数本の基材２が並走する部分であり、主ロール部５１と副ロール部５２の間に形成される。また、本実施形態では個別副ロールは２個だけだが、３個以上の個別副ロールを配列する場合にも、各個別副ロールを配列方向にほぼ等間隔に配置し、各個別副ロールの径を個別主ロール５１ａ乃至５１ｃの径と同一に形成することにより、基材並走部２ａでは、複数の基材２が同一高さで、個別副ロールの配列方向にほぼ等間隔に配列された状態で走行するようになっている。この基材並走部２ａに材料供給部６を対向させることにより、各基材２に複数層の薄膜を形成することができる。すなわち、入口部３１ａから搬送してきた基材２が基材並走部２ａを走行することにより、原料ガスが基材２上に１層目を形成する。その後、隣接する個別主ロールおよび隣接する個別副ロールへ移り再度基材並走部２ａを走行することにより１層目の上に２層目を形成する。このように基材並走部２ａを複数回走行することにより、基材２上には走行回数に応じた複数の薄膜が積層される。なお、図３における１点鎖線で示す線分は、個別副ロール５２ａ、５２ｂの中心を結ぶ線分であり、本説明では副ロール軸５８と呼ぶ。すなわち、個別副ロールの配列方向は、副ロール軸５８の軸方向と同一である。
【００３７】
また、個別副ロール５２ａ、５２ｂは、主ロール軸５３に対して所定の傾きを有する状態で支持されている。具体的には、個別副ロール５２ａ、５２ｂが主ロール軸５３に対して所定角度を有するように図示しないホルダにより支持されており、本実施形態では、図４に示すように、個別副ロール５２ａ、５２ｂは、その回転軸５７が図４の方向から見て主ロール軸５３に対して角度αを有するように配置されており、すべての個別副ロールは、主ロール軸５３に対して一定の角度αを有する状態で配置されている。すなわち、主ロール軸５３と個別副ロール５２ａ、５２ｂの回転軸５７とがねじれの関係になることにより、主ロール部５１と個別副ロール５２ａ、５２ｂとがネルソンロールの関係を有しており、主ロール部５１に対して所定角度αを有する状態で走行するため、基材２が主ロール部５１と副ロール部５２とに架け渡されて走行させた場合でも、基材２が軸方向に移動することなく個別主ロール５１ａ乃至５１ｃおよび個別副ロール５２ａ、５２ｂ上の初期の走行位置を保った状態で安定して走行することができる。
【００３８】
また、個別副ロール５２ａ、５２ｂそれぞれと、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃとは、同じ高さ位置に設定されており、それぞれの径も同一に設定されているため、基材２は、個別副ロール５２ａ、５２ｂの外周面５９のほぼ半分と接触して走行する。すなわち、基材２は、個別副ロール５２ａ、５２ｂの外周面５９のうち、主ロール部５１と反対側部分と接触しつつ走行する。すなわち、基材２に対する全ての個別副ロールの抱き角はほぼ１８０度を維持した状態で走行する。なお、図４では、図を理解しやすくするために個別主ロール５１ａ乃至５１ｃの径と個別副ロール５２ａ、５２ｂの径を異なる径とし、本実施形態とは異なる形態で表している。
【００３９】
このように基材２に対する各個別副ロールの抱き角が均一となることにより、基材２のピッチ（基材走行部２ａにおける隣り合う基材２の間隔）の制御が容易となり、容易に基材２のピッチを均一にすることができる。これに対し、主ロール軸５３と副ロール軸５８とがねじれの関係にある場合は個別主ロール５１ａ乃至５１ｃおよび個別副ロール５２ａ、５２ｂの配列のピッチを均一にするだけでは基材２に対する個別副ロールの抱き角は個別副ロール５２ａと個別副ロール５２ｂとでそれぞれ異なる値となり、基材走行部２ａを形成する基材２のピッチを均一にすることができない。したがって、本実施形態のように容易に基材２のピッチを均一にすることが困難である。
【００４０】
ここで、本実施形態では、図４に示すように、副ロール軸５８は主ロール軸５３と平行であるように設けられている。したがって、個別副ロール５２ａ、５２ｂの外周面５９上を走行する基材２が主ロール部５１から最も離れる点Ｐ１、Ｐ２は副ロール軸５８に沿って配列され、Ｐ１、Ｐ２は、主ロール部５１と等距離に位置している。そして、これらＰ１、Ｐ２と、基材２が主ロール部５１の外周面５５に接する接点との距離ｋ１、ｋ２は等しい関係（ｋ１＝ｋ２）になる。
【００４１】
これにより、たとえ個別主ロールと個別副ロールの径が異なっていたとしても、個別副ロール５２ａ、５２ｂの基材２に対する抱き角は均一となり、個別主ロールおよび個別副ロールの配列のピッチを均一にすることによって容易に基材２のピッチを均一にすることが可能となる。
【００４２】
また、上記の通り主ロール部５１と副ロール部５２とがネルソンロールの関係となっていることにより、基材２の幅が個別主ロール５１ａ乃至５１ｃ（個別副ロール５２ａ、５２ｂ）の各ロール間のピッチより小さければ、どのような幅の基材２であっても安定して搬送することが可能である。また、ヤング率などの物性についてもさまざまな条件の基材２を同一の製膜用ロール５で搬送することが可能である。
【００４３】
次に、本実施形態における主ロール部５１の回転駆動機構について図３および図５を用いて説明する。なお、図５は図３におけるｃ方向から見た概略図であり、（ａ）は負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃ、（ｂ）は個別主ロール５１ａ、（ｃ）は個別主ロール５１ｂ、（ｄ）は個別主ロール５１ｃをそれぞれｃ方向から見た図である。
【００４４】
先述の通り、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃは駆動源５４により回転駆動力を受けて回転する。これら個別主ロール５１ａ乃至５１ｃと駆動源５４との間には、軸６１ａ乃至６１ｃ、ギア６２ａ乃至６２ｃ、および負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃが設けられている。
【００４５】
軸６１ａ乃至６３ａは、それぞれに対応する個別主ロールの回転軸（本実施形態では主ロール軸５３ａ）と平行となるように設けられた金属製の丸棒である。軸６１ａにはギア６２ａが、軸６１ｂにはギア６２ｂが、軸６１ｃにはギア６２ｃが取り付けられており、軸６１ａ乃至６１ｃは、ギア６２ａ乃至６２ｃの回転軸となっている。
【００４６】
ここで、本実施形態では個別主ロール５１ａ乃至５１ｃは少なくとも一部が中空となった形状を有している。この中空である部分を形成する壁面は図５（ｂ）乃至（ｄ）に示すように各個別主ロールの回転軸を中心軸とする略円形の断面を有し、略円形断面の全周にわたってギア６２ａ乃至６２ｃに対応する歯が設けられている。そして、個別主ロール５１ａにはギア６２ａ、個別主ロール５１ｂにはギア６２ｂ、個別主ロール５１ｃにはギア６２ｃの歯がかみ合った状態となっている。すなわち、一つの個別主ロールに対して一つのギアが対応してかみ合っている。
【００４７】
そして、軸６１ａの回転にともないギア６２ａが回転すると個別主ロール５１ａが主ロール軸５３を回転軸として回転し、軸６１ｂの回転にともないギア６２ｂが回転すると個別主ロール５１ｂが主ロール軸５３を回転軸として回転し、また、軸６１ｃの回転にともないギア６２ｃが回転すると個別主ロール５１ｃが主ロール軸５３を回転軸として回転する。すなわち、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃが互いに独立して回転する。
【００４８】
このように、本実施形態では上記のようにギア６２ａ乃至６２ｃを個別主ロール５１ａ乃至５１ｃの内壁面にかみ合わせることにより、負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃがそれぞれ対応する個別主ロール５１ａ乃至５１ｃと動力伝達が可能なように連結される形態を形成している。
【００４９】
また、本実施形態では個別主ロール５１ａ乃至５１ｃの中空部の形状は同一であり、また、ギア６２ａ乃至６２ｃの形状も同一である。これにより、軸６１ａ乃至６１ｃのそれぞれが１回転した際の個別主ロール５１ａ乃至５１ｃの回転量は同一となっている。
【００５０】
負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃは、駆動源５４と軸６１ａの間、駆動源５４と軸６１ｂの間、そして駆動源５４と軸６１ｃの間に介在し、通常、入力側である駆動源５４からの駆動力をそのまま出力側である軸６１ａ乃至６１ｃに伝達するが、出力側のトルクが所定量を超えた場合に入力側からの駆動力の伝達を遮断するものである。
【００５１】
ここで、本実施形態では、具体的には負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃとしてＥＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ）クラッチを採用している。これは、電圧の強弱で粘性を制御できるＥＲ流体が入力側と出力側との間に介在する構成を有している。このＥＲ流体の粘度に基づき、出力側にかかるトルクの上限が決定され、この上限を超えた場合にはＥＲ流体の部分で滑りが生じ、入力側と出力側の駆動力の伝達が遮断される。すなわち、ＥＲ流体に印加する電圧を制御することにより出力側にかかるトルクの上限値を容易に設定することができる。
【００５２】
また、出力側にかかるトルクが上記上限値以内におさまった時点で、ＥＲ流体における滑りが解消し、入力側の駆動力を出力側に伝達する状態に戻る。
【００５３】
このような負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃを駆動源５４と軸６１ａ乃至６１ｃとの間に設けることにより、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃに設定値を超えるトルクがかかったときに駆動源５４からの駆動力の伝達を一時遮断する構成を形成している。
【００５４】
なお、トルクの上限値の制御の容易さは本実施形態のＥＲクラッチよりも低くなるが、負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃとしてＥＲクラッチに限らず、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ）クラッチ、パウダクラッチなどを用いても構わない。
【００５５】
また、本実施形態では、負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃは主ロール軸５３を中心とする同心円上に配置されている。これら負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃに軸６１ａ乃至６１ｃ、ギア６２ａ乃至６２ｃ、および個別主ロール５１ａ乃至５１ｃを連結することにより、個別主ロール５１ａ乃至５１ｃがそれぞれ独立して同一の回転速度で回転する形態を容易に構成することができる。また、負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃを１箇所にまとめて配置することができるため、隣り合う個別主ロール同士の間隔を小さく設定することが可能であり、短いピッチで基材並走部２ａを形成させる場合に適している。
【００５６】
また、本実施形態では、１つの駆動源５４によって負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃの全てを同一の回転速度で回転駆動させる構成を有しており、駆動源５４の駆動により負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃ、軸６１ａ乃至６１ｃ、ギア６２ａ乃至６２ｃが図５における反時計回りに回転する。そして、ギア６２ａ乃至６２ｃの回転にともなって個別主ロール５１ａ乃至５１ｃは反時計回りに回転し、これら個別主ロール５１ａ乃至５１ｃの回転により基材２は下流側へ搬送される。このように個別主ロール５１ａ乃至５１ｃが回転駆動することにより、基材２にかかる張力が小さい条件でも基材２を走行させることが可能である。
【００５７】
このような回転駆動形態を有する主ロール部５１および副ロール部５２の間を基材２が走行する際に、基材並走部２ａの一部、たとえば個別主ロール５１ｂに架け渡された基材２の張力が大きくなった場合、個別主ロール５１ｂにかかるトルクが大きくなる。すなわち、負荷制限手段６３ｂにかかるトルクが大きくなり、負荷制限手段６３ｂにかかるトルクの値が所定値を超えると、負荷制限手段６３ｂは駆動源５４から個別主ロール５１ｂへの駆動力の伝達を遮断する。
【００５８】
駆動力の伝達が遮断された個別主ロール５１ｂは自由回転が可能となり、その間、個別主ロール５１ｂは、自身に架け渡された基材２との摩擦力などにより従動回転する。その間に前後のロール（個別副ロール５２ａ、５２ｂなど）での回転動作が基材２の張力を緩和するように変化し、その影響によって次第に個別主ロール５１ｂにかかる基材２の張力が緩和される。そして、負荷制限手段６３ｂにかかるトルクの値が所定値以内におさまった時点で負荷制限手段６３ｂは駆動源５４から個別主ロール５１ｂへの駆動力の伝達を再開する。
【００５９】
このように、基材並走部２ａの一部の張力が高くなった場合に個別主ロールの回転形態が駆動から従動に切り替わることによって、即座に張力を低減させることができる。これにより、主ロール部５１と副ロール部５２との間に架け渡される複数の基材２の間での張力の差を少なくし、基材搬送位置を安定させて、基材２の走行位置ずれや破断を防ぐことができる。
【００６０】
ここで、仮に個別主ロールが回転駆動せずに常に従動回転する形態である場合、基材走行部２ａの一部で張力が高くなったとしてもすぐに基材２の張力が緩和されるように常に働くが、基材２を搬送する駆動力が製膜用ロール５には存在しなくなる。そのため、各ロールで生じるメカニカルロス（各ロールの回転部に用いられるベアリングの摩擦など）を考慮し、ある程度大きな張力を基材２全体に与えて搬送する必要があるため、基材２が引っ張りに弱く低張力で搬送する必要がある場合には不向きである。この傾向は特に個別主ロール、個別副ロールの配列数が多くなるほど顕著になり、本実施形態のように全ての個別主ロールを回転駆動させる効果は大きい。
【００６１】
さらに、個別主ロール５１ａの近傍に張力計５６が設けられていることにより、張力計５６による測定結果を個別主ロール５１ａ乃至５１ｃの回転制御に反映させることにより、基材並走部２ａを構成する複数列の基材２全体の張力を正確に制御できるようになる。すなわち、基材２の張力を安定させることが可能である。したがって、基材２の姿勢を常に安定させることができるため、薄膜の形成状態が安定し、基材２上に均質な薄膜を形成することができる。
【００６２】
以上の構成の製膜処理部３０によって主ロール部５１と副ロール部５２との間に基材２が架け渡されて搬送されることにより、主ロール部５１と副ロール部５２との間に架け渡される複数の基材２の間での張力の差を少なくし、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことができる。
【００６３】
また、本発明の製造装置１は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、図６に示すように駆動部５４は負荷制限手段６３ａ乃至６３ｃのそれぞれに一つずつ設けられていても良い。
【００６４】
また、図７に示すように、個別主ロールは一列に並んでいなくとも良い。また、個別副ロールも一列に並んでいなくとも良い。
【００６５】
また、個別副ロールにも負荷制限手段が設けられていても良い。
【００６６】
また、主ロール部と副ロール部はネルソンロールの形態を有さなくても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１  太陽電池モジュール
２  基材
２ａ  基材並走部
３ａ  下部電極層
３ｂ  光電変換層
３ｃ  上部電極層
４  太陽電池セル
４’  太陽電池セル母材
５  製膜用ロール
６  材料供給部
１０  送出ロール部
１１  送出ロール
２０  巻取ロール部
２１  巻取ロール
３０  製膜処理部（基材処理部）
３１  チャンバー
３１ａ  入口部
３１ｂ  出口部
５１  主ロール部
５１ａ  個別主ロール
５１ｂ  個別主ロール
５１ｃ  個別主ロール
５２  副ロール部
５２ａ  個別副ロール
５２ｂ  個別副ロール
５３  主ロール軸
５４  駆動源
５５  外周面
５６  張力計
５７  回転軸（個別副ロールの回転軸）
５８  副ロール軸
５９  外周面
６１ａ  軸
６１ｂ  軸
６１ｃ  軸
６２ａ  ギヤ
６２ｂ  ギヤ
６２ｃ  ギヤ
６３ａ  負荷制限手段
６３ｂ  負荷制限手段
６３ｃ  負荷制限手段
Ａ  基材
Ｂ  送出ロール
Ｃ  巻取ロール
Ｄ  製膜処理部
Ｄ１  チャンバ
Ｄ２  ロール部
Ｆ  主ロール部
ｆ  回転軸
Ｇ  副ロール部
ｇ  回転軸
Ｈ  基材供給部
【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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【図１０】
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