(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が多孔状の吸気用面板とされる上部可動チャンバと、この上部可動チャンバを前記吸気用面板に平行する面内で一方向に移動せしめるリニア駆動部と、このリニア駆動部による前記上部可動チャンバの移動方向に沿って平行に設けられる一対のサイドチャンバと、この両サイドチャンバに接続する吸気源とを有し、前記吸気用面板に近接して前記上部可動チャンバ上に固定される板状のワークから発生するアブレーション滓を吸引除去する除滓吸引装置であり、
前記両サイドチャンバは、それぞれ一対のローラ間に巻き掛けた無端の走行ベルトの内側に配置されると共に、それらサイドチャンバには各々その長手方向に沿って前記走行ベルトにより覆われる開口部が形成され、
前記走行ベルトには、前記開口部に対応する位置で前記上部可動チャンバに連結する通気管が固設され、その通気管を介して前記上部可動チャンバとサイドチャンバとの内部が連通する構成とされていることを特徴とする除滓吸引装置。
【請求項２】
上部可動チャンバには、板状のワークを前記吸気用面板に近接状態にして支持するワーク支持具が設けられることを特徴とする請求項１記載の除滓吸引装置。
【請求項３】
リニア駆動部が一対のサイドチャンバの間に設置されていることを特徴とする請求項１、又は２記載の除滓吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積型薄膜太陽電池などを製造する際に用いられる吸引装置に係り、特にレーザビームによるパターニングの際に発生する薄膜のアブレーション滓を好適に除去することのできる吸引装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄膜太陽電池はガラスなどの透光性絶縁基板上に、薄膜として透明導電膜、光電変換層、及び裏面電極を順次積層するなどして構成されるが、集積型では通常、レーザビームにより薄膜を構成する各層を短冊状に分離して直列接続するパターニング（レーザパターニング）が行われる。
【０００３】
ここに、薄膜形成面を上向きにしてレーザパターニングを行うと、レーザビームにより取り除かれた薄膜の分離成分（アブレーション滓）が飛散し、そのアブレーション滓がパターニングされた薄膜部分に再付着して電気的に絶縁されるべき箇所を導電結合してしまい、その除去に大変なクリーニング作業を行う必要が生ずる。
【０００４】
このため、近年では、薄膜に対するアブレーション滓の再付着を軽減することなどを目的として、薄膜形成面を下向きにし、その薄膜形成面に下方からレーザビームを照射するか、あるいは透光性絶縁基板を通して上方からレーザビームを照射してパターニングを行っているが、このとき発生するアブレーション滓が煙のように微細な粉塵として舞い上がることも少なくなく、これを放置した場合には当該アブレーション滓により薄膜が汚損されてしまう。
【０００５】
そこで、凹部を有するステージ上に、ガラス基板を薄膜形成面が下向きとなる姿勢で配置すると共に、ステージの底部に集塵ダクトを連通せしめ、その集塵ダクトを集塵機に接続してアブレーション滓を回収するという提案がされている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１１０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、集積型薄膜太陽電池などに係るパターニングでは、加工精度の関係上、レーザ発振器を定位置に固定し、ワークとなる太陽電池用基板を往復移動させる方式が採られるので、特許文献１に開示されるような集塵機をもつ装置では、その集塵機とステージとを繋ぐ可撓性の集塵ダクトが基板を載せたステージの往復移動により暴れ、これによる振動が基板に伝わってレーザビームの焦点深さがずれてしまったり、集塵ダクトが繰り返しの曲げ応力によって早期に破断してしまったりするという問題を惹起する。
【０００８】
又、集塵ダクトはステージの底部中央に連通されるので、レーザビームの照射位置が中央から端部に移動したときに集塵効果が低下してしまう。これに鑑み、複数の集塵ダクトをステージの数カ所に連通させることも考えられるが、これではステージの底部で集塵ダクトが絡み合い、ステージの移動に支障を来してしまうことになる。又、集塵ダクトを排除して集塵機をステージに直結すれば、基板への伝播振動が大きくなって加工精度が大幅に低下してしまう。
【０００９】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は太陽電池用基板のパターニングに際して発生するアブレーション滓を良好に除去することのできる吸引装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明に係る吸引装置は、
上面が多孔状の吸気用面板とされる上部可動チャンバと、この上部可動チャンバを前記吸気用面板に平行する面内で一方向に移動せしめるリニア駆動部と、このリニア駆動部による前記上部可動チャンバの移動方向に沿って平行に設けられる一対のサイドチャンバと、この両サイドチャンバに接続する吸気源とを有し、前記吸気用面板に近接して前記上部可動チャンバ上に固定される板状のワークから発生するアブレーション滓を吸引除去する除滓吸引装置であり、
前記両サイドチャンバは、それぞれ一対のローラ間に巻き掛けた無端の走行ベルトの内側に配置されると共に、それらサイドチャンバには各々その長手方向に沿って前記走行ベルトにより覆われる開口部が形成され、
前記走行ベルトには、前記開口部に対応する位置で前記上部可動チャンバに連結する通気管が固設され、その通気管を介して前記上部可動チャンバとサイドチャンバとの内部が連通する構成とされていることを特徴とする。
【００１１】
加えて、上部可動チャンバには、板状のワークを前記吸気用面板に近接状態にして支持するワーク支持具が設けられることを特徴とする。
【００１２】
又、リニア駆動部が一対のサイドチャンバの間に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る吸引装置によれば、上面が多孔状の吸気用面板とされる上部可動チャンバの移動方向に沿って一対のサイドチャンバが平行に設けられると共に、その両サイドチャンバには各々その長手方向に沿って無端の走行ベルトにより覆われる開口部が形成され、その開口部に対応する位置で走行ベルトと上部可動チャンバが通気管により連結され、その通気管を介して上部可動チャンバと両サイドチャンバとの内部が連通する構成とされていることから、可撓性のダクトを使用せずして上部可動チャンバを往復移動させながら下流の両サイドチャンバに連続吸気することができ、しかも平行する２つのサイドチャンバが上部可動チャンバに連通することから、吸気用面板の全域からほぼ一様に吸気することができる。
【００１４】
従って、整然としたコンパクト構造にして、上部可動チャンバの移動位置に拘わらず良好な集塵吸引効果を得られる。
【００１５】
又、上部可動チャンバには、板状のワークを吸気用面板に近接状態にして支持するワーク支持具が設けられることから、太陽電池用基板を、その薄膜形成面を下向きにして支持しながら、パターニング時に発生するアブレーション滓を確実に吸引除去して薄膜の汚損を防止できる。
【００１６】
更に、上部可動チャンバを移動させるリニア駆動部が一対のサイドチャンバの間に設置されていることから、無駄なスペースを形成せずして装置全体を一体的にコンパクトに纏めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る吸引装置を示した側面図、図２は同装置を部分的に破断して示した平面図であり、図３には図１におけるＸ−Ｘ断面を示す。
【００１８】
図１において、１は架台であり、この架台１は複数の支持脚２で座板３を所定高さに水平状に支持して構成され、座板３上には横長のバキュームユニット４が設置されている。
【００１９】
バキュームユニット４は、前後一対のローラ５，５間に巻き掛けた無端の走行ベルト６を含み、その走行ベルト６の内側に上部開放型のサイドチャンバ７を配置して構成されている。特に、ローラ５，５の間において、サイドチャンバ７の上端面に摺接する走行ベルト６の上部側には、金属パイプなどから成る硬質の通気管８（硬質ダクト）が直立状に固設されている。尚、ローラ５，５は座板３に固設した一対の側板フレーム９の間で回転自在に支持されており、側板フレーム９の外側にはサイドチャンバ７の両端部に連通するパイプジョイント１０，１０が突出されている。
【００２０】
一方、１１はバキュームユニット４上に配置される上部可動チャンバである。この上部可動チャンバ１１は、プラスチック板を接合するなどして形成される偏平な箱型で、その上面は多孔状の吸気用面板１１Ａとされている。特に、上部可動チャンバ１１は、後述するリニア駆動部により吸気用面板１１Ａと平行する面内で一方向（図１の左右方向）に移動可能とされている。尚、リニア駆動部による上部可動チャンバ１１の移動方向は、走行ベルト６及びサイドチャンバ７の長手方向に一致している。つまり、走行ベルト６及びサイドチャンバ７は、上部可動チャンバ１１の移動方向に沿って配置されている。そして、上部可動チャンバ１１の底部には、その移動方向中央にて上記通気管８の一端（上端）が接続され、その通気管８を介して上部可動チャンバ１１とサイドチャンバ７との内部が連通されている。
【００２１】
図２から明らかなように、上記バキュームユニット４（走行ベルト６及びサイドチャンバ７）は２つ平行に配置されており、その両者４，４により上部可動チャンバ１１の左右両側が下方から支持される構成とされている。又、上部可動チャンバ１１内には、走行ベルト６に沿って左右一対の吸気チャンネル１２が固設される。図２〜図４から明らかなように、吸気チャンネル１２は門型の断面をもつ構造体で、その上面および両側面には所定の間隔で吸気口１２Ａが穿設されている。尚、吸気チャンネル１２内の中央部において、上部可動チャンバ１１の底部に排気口１３が穿設され、その排気口１３に上記通気管８が接続する構成とされている。
【００２２】
更に、上部可動チャンバ１１には、後述する板状のワークを支持する支持具として、図２、図３に示されるようにジャッキ１４及びローラ１５が設けられる。このうち、ジャッキ１４は上部可動チャンバ１１の内底部上に所定の間隔で配列される。
【００２３】
本例において、それらジャッキ１４は流体圧シリンダ１４Ａの伸縮ロッドを上向きにして、その伸縮ロッドにワーク受け１４Ｂを固定することにより構成されており、ワーク受け１４Ｂの先端部は流体圧シリンダ１４Ａの伸縮駆動により吸気用面板１１Ａ上に出没可能とされている。尚、吸気用面板１１Ａにはワーク受け１４Ｂの先端部を突出させるための貫通孔１６が穿設されている。
【００２４】
一方、上記ローラ１５は、上部可動チャンバ１１の両側縁に沿って直列状に配列されている。図２において、１７は上部可動チャンバ１１の外部に固設した左右一対の帯板で、その帯板１７に複数のローラ１５が回転自在に取り付けられている。尚、１８はジャッキ１４やローラ１５に支持されたワークの端縁部を挟持するワーククランプであり、これによりワークが上部可動チャンバ１１上の定位置に固定されるようになっている。
【００２５】
図３において、Ｗは上記のワークである。ワークＷは、例えばレーザパターニングを施すための薄膜を形成した太陽電池用パネル（本例において、縦１４００ｍｍ、横１１００ｍｍ）であり、係るワークＷはガラスなどの透光性絶縁基板に施された光電変換層などの薄膜形成面を下向きにして、吸気用面板１１Ａに近接する状態でジャッキ１４及びローラ１５で撓みなく平面状に支持される。尚、図３から明らかなように、ワーク受け１４Ｂはその先端に転動自在なボール１４Ｃを有し、そのボール１４ＣがワークＷに転がり接触するようになっている。
【００２６】
又、図３から明らかなように、座板３上には左右一対のバキュームユニット４（走行ベルト６及びサイドチャンバ７）の間で上記したリニア駆動部２０が設置されている。本例において、リニア駆動部２０は、リニアガイドとして上部可動チャンバ１１の移動方向に沿って延びるレール２１上を摺動する３つのスライドテーブル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを含み、それらスライドテーブル２２Ａ〜２２Ｃがアーム２３などを介して上部可動チャンバ１１の底部に連結する構成とされている。
【００２７】
特に、中央のスライドテーブル２２Ａにはリニアモータを構成する移動子２４が取り付けられ、その移動子２４に対向して座板３上にレール２１と平行な固定子２５が固設されている。しかして、係るリニア駆動部２０によれば、移動子２４に駆動電流を供給することにより、上部可動チャンバ１１を一方向（図３の図示面直角方向）に精度よく高速で移動させることができる。尚、図３において、２６はスライドテーブル２２Ａ〜２２Ｃなどを覆う防塵カバーであり、この防塵カバー２６は支柱２７により所定の高さ位置に支持されている。
【００２８】
次に、図５及び図６によりバキュームユニットの構成を詳しく説明する。図５から明らかなように、サイドチャンバ７は上部開放した溝型で、その上端面にはその長手方向に沿って走行ベルト６よりも幅の小さい開口部７Ａが一連に形成されている。そして、走行ベルト６は、開口部７Ａを覆うようにサイドチャンバ７の上端面に摺接されると共に、サイドチャンバ７の底面に対しても押圧ローラ３１により押え付けられて弛みが防止されている。尚、サイドチャンバ７は、固定ねじ３２により側板フレーム９に対して所定の高さ位置に固定されている。又、走行ベルト６はステンレスなどの金属薄板からなり、該走行ベルト６には開口部７Ａに対応する位置で枠体３３により囲まれた吸気口６Ａが穿設され、その吸気口６Ａに上記通気管８の一端が接続されるようになっている。
【００２９】
又、図６から明らかなように、サイドチャンバ７の両端部に連通する上記パイプジョイント１０は箱型であり、その一端面には管接続口１０Ａが形成されている。
【００３０】
そして、上記のようなサイドチャンバ７は、図７及び図８に示されるよう管路３４を介して吸気源３５に接続される。本例において、管路３４は複数の可撓管３６とそれを繋ぎ合わせるマニホールド３７Ａ〜３７Ｃから成り、吸気源３５に繋がる末端の可撓管３７Ｃにはフィルタユニット３８が介在される。尚、吸気源３５には、真空ポンプや排風機が好適に用いられる。
【００３１】
ここで、以上のように構成される吸引装置の使用態様について説明すると、係る吸引装置は、例えば図７及び図８のようにレーザ加工機４０（レーザエッチング装置）を付属してパターニング用除滓吸引装置として利用される。レーザ加工機４０は、レーザビームを発生するレーザ発振器４１ほか、このレーザ発振器４１から発射されたレーザビームを上部可動チャンバ１１上に支持されたワークＷ（透光性絶縁基板の片面に光電変換層などの薄膜が形成された薄膜太陽電池パネル）に照射するレンズ４２Ａを含む照射光学系４２などを具備して構成される。
【００３２】
照射光学系４２は、上部可動チャンバ１１上に設けられ、図示せぬリニアアクチュエータによりワークＷと平行する面（水平面）内で上部可動チャンバ１１の移動方向と直交する方向に移動可能とされる。
【００３３】
尚、レーザビームによるパターニング時には、吸気源３５が連続駆動されるほか、リニア駆動部２０の駆動により上部可動チャンバ１１が一方向に往復移動されるが、上部可動チャンバ１１が往復移動すると、これに通気管８を介して連なる走行ベルト６はサイドチャンバ７の開口部７Ａを閉鎖したまま正逆に同調走行する。一方、照射光学系４２は、上部可動チャンバ１１の往復移動に同期して、これと直交する方向に一定量ずつ間欠送りされ、当該照射光学系４２から出力されるレーザビームがワークＷを構成する透光性絶縁基板を透過してその下側に形成される薄膜に焦点を合わせて照射される。このため、ワークＷに形成された薄膜は部分的に除去され、照射光学系４２がワークＷ上を横断した後には薄膜形成面に一定幅に溝が形成されることになる。
【００３４】
ここに、薄膜に対するレーザビームの照射により発生するアブレーション滓は、その多くが微細な粉塵と化して浮遊するので、これをそのまま放置すると薄膜に再付着して電気的に絶縁されるべき箇所が導電結合してしまうなどの問題を惹起する。
【００３５】
この点、本発明に係る吸引装置を用いれば、発生したアブレーション滓が薄膜に近接状態で対面する吸気用面板１１Ａを通して上部可動チャンバ１１内にすぐさま引き込まれ、これが両側の吸気チャンネル１２，１２から通気管８，８を通じてサイドチャンバ７，７内に吸引され、そして管路３４を通じてサイドチャンバ７，７内から排出されるために、パターニングされた薄膜を汚損せず好適な状態に保つことができる。尚、管路３４中のアブレーション滓はフィルタユニット３８により捕捉され、吸気源３５からは清浄な空気が放出される。
【００３６】
以上、本発明について係る吸引装置の構成例を詳しく説明したが、係る吸引装置は太陽電池に限らず、液晶パネルのパターニングその他の加工にも好適に用いることができる。
【００３７】
一方、上記例では、リニア駆動部としてリニアモータユニットを一対のサイドチャンバ７，７の間に設置したが、走行ベルト６をリニア駆動部として兼用することもできる。つまり、走行ベルト６が巻き掛けられるローラ５，５の一方にモータを連結し、そのモータでローラ５，５を介して走行ベルト６を駆動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る吸引装置を示す側面概略図
【図２】同吸引装置を部分的に破断して示した平面概略図
【図３】図１のＸ−Ｘ断面図
【図４】上部可動チャンバの内部構造を示す斜視図
【図５】走行ベルトとその内側のサイドチャンバを部分的に破断して示した斜視図
【図６】サイドチャンバの一端部を示す斜視図
【図７】本発明に係る吸引装置の使用態様を示す側面概略図
【図８】本発明に係る吸引装置の使用態様を示す正面図
【符号の説明】
【００３９】
６  走行ベルト
７  サイドチャンバ
７Ａ  開口部
８  通気管
１１  上部可動チャンバ
１１Ａ  吸気用面板
１４  ジャッキ（ワーク支持具）
１５  ローラ（ワーク支持具）
２０  リニア駆動部
３５  吸気源
【要約】
【課題】太陽電池用基板のパターニングに際して発生するアブレーション滓を良好に除去できる吸引装置を提供する。
【解決手段】上面が多孔状の吸気用面板１１Ａとされる上部可動チャンバ１１、上部可動チャンバ１１を吸気用面板１１Ａに平行する面内で一方向に移動せしめるリニア駆動部２０、リニア駆動部２０による上部可動チャンバ１１の移動方向に沿って平行に設けられるサイドチャンバ７，７、及び両サイドチャンバ７，７に接続する吸気源３５を有する。サイドチャンバ７は、それぞれ一対のローラ５，５間に巻き掛けた無端の走行ベルト６の内側に配置され、それらサイドチャンバ７，７には各々その長手方向に沿って走行ベルト６により覆われる開口部７Ａが形成される。走行ベルト６には、開口部７Ａに対応する位置で上部可動チャンバ１１に連結する通気管８が固設され、その通気管８を介して上部可動チャンバ１１とサイドチャンバ７，７との内部が連通する。
【選択図】図１【図１】
0004085127.tif 000002
【図２】
0004085127.tif 000003
【図３】
0004085127.tif 000004
【図４】
0004085127.tif 000005
【図５】
0004085127.tif 000006
【図６】
0004085127.tif 000007
【図７】
0004085127.tif 000008
【図８】
0004085127.tif 000009