(57)【要約】【課題】スキージに加わるスクリーンマスク反力がばらつくと、被印刷体側での印刷圧力（＝スキージによる印刷圧力−スクリーンマスク反力）に、ばらつきが生じることとなり、被印刷体全面において印刷圧力を一定に保ちながら印刷できない。【解決手段】印刷テーブル上に載置された被印刷体を、印刷パターン孔が形成されたスクリーンマスクで覆い、このスクリーンマスク上に移動自在なスキージを配置し、このスキージの移動によりスクリーンマスク上に供給されたペーストを印刷パターン孔へ充填することにより被印刷体へ転写するスクリーン印刷装置において、スキージによるスクリーンマスクへの印刷圧力の印加を位置制御で行うスキージ位置制御部、及び印刷テーブル上の被印刷体を上記スクリーンマスクに押し付ける力を力制御で行う力制御部を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷テーブル上に載置された被印刷体を、印刷パターン孔が形成されたスクリーンマスクで覆い、このスクリーンマスク上に移動自在なスキージを配置し、このスキージの移動によりスクリーンマスク上に供給されたペーストを上記印刷パターン孔へ充填することにより上記被印刷体へ転写するスクリーン印刷装置において、
上記スキージによる上記スクリーンマスクへの印刷圧力の印加を位置制御で行うスキージ位置制御部、及び上記印刷テーブル上の被印刷体を上記スクリーンマスクに押し付ける力を力制御で行う力制御部を備え、上記位置制御と上記力制御とによって上記被印刷体の全面において印刷圧力を常に一定に保ちながら印刷することを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
印刷テーブル上に載置された被印刷体を、印刷パターン孔が形成されたスクリーンマスクで覆い、このスクリーンマスク上に、移動自在なスキージを配置し、このスキージの移動によりスクリーンマスク上に供給されたペーストを上記印刷パターン孔へ充填することにより上記被印刷体へ転写するスクリーン印刷方法において、
上記スキージによる上記スクリーンマスクへの印刷圧力印加を位置制御で行うと共に上記印刷テーブル上の被印刷体を上記スクリーンマスクに押し付ける力を力制御で行い、上記位置制御と上記力制御とによって上記被印刷体の全面において印刷圧力を常に一定に保ちながら印刷することを特徴とするスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スクリーン印刷装置及び印刷方法に関し、例えば太陽電池セルの表電極形成にはスクリーン印刷により電極を形成する方法があるが、この発明は、特に太陽電池セルの全面において印刷圧力を一定に保ちながら電極を印刷するスクリーン印刷装置及び印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からスクリーン印刷装置及び方法には、印圧印加機構の最適化が図られてきている。例えば特開２００４−９８５００号公報（特許文献１）に記載されている従来の技術は、スキージ長手方向と、印刷方向の２方向に同時に回転可能とした支点を備え、印刷方向の力点に低摩擦シリンダを回動可能に接続し、この低摩擦シリンダを、電空レギュレータ、精密減圧弁により印圧制御を行うことにより、スキージがスクリーンマスク、被印刷体へ印加する印圧を最適化して、印圧のアンバランスを最適化する技術である。
又、特開２００６−３２９７２９号公報（特許文献２）、特開平８−４８０２６号公報（特許文献３）に記載されている従来の技術は、被印刷体を支持する印刷テーブルとスクリーンマスクとの間隔を計測し、印刷テーブルを位置制御することでこの間隔を一定に保ちつつ、スキージ側でスクリーンマスク、被印刷体へ印加する印圧を最適化する技術である。
さらに又、実開平６−７９５３５号公報（特許文献４）に記載されている従来の印圧微調整機構は、スクリーン印刷版に対し、印刷処理物を支受する印刷処理物設置ステージとスクリーン印刷版受け面を形成するステージ枠とを個別に移動可能とし、印刷処理すべき印刷処理物の厚さ（多層印刷の場合は、印刷済印刷層を含む印刷処理物の厚さ）に応じて、印刷処理物設置ステージ上の印刷処理物に対する印圧を微調整し得るようになしたものであり、印刷処理物の厚みの違いによって生じる印圧の変化を防止し、均一な印刷膜厚を印刷処理し得る技術である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９８５００号公報
【特許文献２】特開２００６−３２９７２９号公報
【特許文献３】特開平８−４８０２６号公報
【特許文献４】実開平６−７９５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１から３のスクリーン印刷装置及び方法は、スクリーンマスクと印刷テーブルの間隔が一定か位置制御されているかの違いはあるものの、印刷テーブル上に支持された被印刷体に対し、スキージ側で印刷圧力を制御するものであった。しかしながら、被印刷体の厚さばらつき（個体ごとの厚さばらつきと、同一被印刷体内の位置による厚さばらつき双方を示す）を考慮すると、スキージ側で如何に均一に印刷圧力を与え、かつ、スクリーンマスクと印刷テーブルの間隔を一定に保ったとしても、被印刷体の厚さがばらつくことで、スクリーンマスクと被印刷体の間隔、すなわちスクリーンマスクの変形量が一定にならず、スキージに加わるスクリーンマスク反力がばらつくため、被印刷体側での印刷圧力（＝スキージによる印刷圧力−スクリーンマスク反力）にばらつきが生じることとなり、被印刷体全面において印刷圧力を一定に保ちながら印刷できない、という問題があった。
又、従来のスクリーン印刷方法及び装置の派生として、スキージ側で均一に印刷圧力を与え、かつ、スクリーンマスクと被印刷体との間隔を一定に保った場合、スクリーンマスクの変形量は一定となるが、スクリーンマスクの張力ばらつき（個体ごとの張力ばらつき
と、同一スクリーンマスク内の位置による張力ばらつき双方を示す）を考慮すると、スキージに加わるスクリーンマスク反力がばらつくため、被印刷体側での印刷圧力にばらつきが生じることとなり、被印刷体全面において印刷圧力を一定に保ちながら印刷できない、という問題があった。
又、スクリーンマスクの張力ばらつきは、製造上の初期ばらつきに加え、印刷回数を重ねるごとにマスクが延びて張力が低下していくために発生する。特許文献４のスクリーン印刷装置では、印刷処理物の厚みの違いに対する調整が初期に行われるのみであるため、印刷回数を重ねることによりスクリーンマスクの張力がばらついた場合、被印刷物にかかる印圧を一定にできず、さらに厚さ測定手段や駆動手段が２つである点からも、複雑な機構となり、製造工数がかかり高コストとなり、サイクルタイムが長くなるという問題があった。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、スキージのスクリーンマスクへの印刷圧力印加を位置制御で行い、印刷テーブルが力制御で被印刷体を支持してスクリーンマスクに押し付けることで、被印刷体全面において印刷圧力を常に一定に保ちながら印刷可能としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係わるスクリーン印刷装置においては、
印刷テーブル上に載置された被印刷体を、印刷パターン孔が形成されたスクリーンマスクで覆い、このスクリーンマスク上に移動自在なスキージを配置し、このスキージの移動によりスクリーンマスク上に供給されたペーストを上記印刷パターン孔へ充填することにより上記被印刷体へ転写するスクリーン印刷装置において、
上記スキージによる上記スクリーンマスクへの印刷圧力の印加を位置制御で行うスキージ位置制御部、及び上記印刷テーブル上の被印刷体を上記スクリーンマスクに押し付ける力を力制御で行う力制御部を備え、上記位置制御と上記力制御とによって上記被印刷体の全面において印刷圧力を常に一定に保ちながら印刷するものである。
【０００６】
この発明に係わるスクリーン印刷方法においては、
印刷テーブル上に載置された被印刷体を、印刷パターン孔が形成されたスクリーンマスクで覆い、このスクリーンマスク上に、移動自在なスキージを配置し、このスキージの移動によりスクリーンマスク上に供給されたペーストを上記印刷パターン孔へ充填することにより上記被印刷体へ転写するスクリーン印刷方法において、上記スキージによるスクリーンマスクへの印刷圧力印加を位置制御で行うと共に上記印刷テーブル上の被印刷体を上記スクリーンマスクに押し付ける力を力制御で行い、上記位置制御と力制御とによって上記被印刷体の全面において印刷圧力を常に一定に保ちながら印刷するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のスクリーン印刷装置は、スキージによるスクリーンマスクへの印刷圧力の印加を位置制御で行うスキージ位置制御部、及び印刷テーブル上の被印刷体をスクリーンマスクに押し付ける力を力制御で行う力制御部を備えているので、スキージのスクリーンマスクへの印刷圧力印加を位置制御で行い、印刷テーブルが力制御で被印刷体を支持してスクリーンマスクに押し付けることで印刷が行われる。このため、この発明のスクリーン印刷装置によれば、印刷回数を重ねるごとにスクリーンマスクが延びて張力が低下しスクリーンマスクの張力がばらついた場合でも被印刷物にかかる印圧を常に一定にでき、例えば太陽電池セルの場合、太陽電池セルの全面において印刷圧力を常に一定に保ちながら電極を印刷することができ、高精度な電極形成による発電効率向上や、太陽電池セルの破損低減による歩留り向上が可能となる。
又、特許文献４のように厚さ測定手段や駆動手段を必要としないので、複雑な機構とならず、製造工数が少なく低コストとなり、サイクルタイムも長くならないなどの効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である、太陽電池セルの電極印刷に適用したスクリーン印刷装置の要部を模式的に示した断面図である。
図１において、スクリーン印刷装置は、被印刷体である太陽電池セル１、この太陽電池セル１を載置保持する印刷テーブル２、印刷パターン孔が形成され被印刷体である太陽電池セル１を覆うスクリーンマスク３、このスクリーンマスク３上に移動自在に配置されたスキージ５、このスキージ５のスクリーンマスク３への印刷圧力印加を位置制御で行うスキージ位置制御部６、及び印刷テーブル２を太陽電池セル１と共にスクリーンマスクに押し付ける力制御部４などにより構成されている。
したがって、このスクリーン印刷装置は、スキージ５の移動によりスクリーンマスク３上に供給されたペースト７を印刷パターン孔へ充填することにより被印刷体である太陽電池セル２への転写が行われる。
【００１０】
又、このスクリーン印刷装置による印刷方法は、スキージ５によるスクリーンマスク３への印刷圧力の印加を位置制御で行うスキージ位置制御部６、及び印刷テーブル上の被印刷体１をスクリーンマスク３に押し付ける力を力制御で行う力制御部４による両制御によって、太陽電池セル２（被印刷体）の全面において印刷圧力を常に一定に保ちながら印刷するものである。
【００１１】
なお、力制御部４は、圧力シリンダもしくは力制御されたサーボモータで構成されるのが好ましい。又、力制御部４は、印刷テーブル２の重量を考慮して、印刷テーブル２を太陽電池セル１と共にスクリーンマスク３に押し付ける力を制御する。又、スキージ位置制御部６は、位置制御されたサーボモータで構成されるのが好ましい。
【００１２】
図２は、実施の形態１において太陽電池セル１の厚さがばらついた場合の説明図で、図２（ａ）は、太陽電池セル１の厚さが大きい方にばらついた場合のスキージ５、スクリーンマスク３、太陽電池セル１、印刷テーブル２の位置関係を示す図である。又、図２（ｂ）は、太陽電池セル１の厚さが小さい方にばらついた場合のスキージ５、スクリーンマスク３、太陽電池セル１、印刷テーブル２の位置関係を示す図である。
図３（ａ）は、印刷テーブル２を基準にした場合における、太陽電池セル１の厚さが大きい方にばらついた場合のスキージ５、スクリーンマスク３、太陽電池セル１、印刷テーブル２の位置関係を示す図である。又、図３（ｂ）は、印刷テーブル２を基準にした場合における、太陽電池セル１の厚さが小さい方にばらついた場合のスキージ５、スクリーンマスク３、太陽電池セル１、印刷テーブル２の位置関係を示す図である。
【００１３】
図２から明らかなように、実施の形態１では太陽電池セル１の厚さがばらついた場合、太陽電池セル１がスクリーンマスク３を介してスキージ５から受ける力が常に一定（スキージ５の位置が同じ位置Ｈ１）になるように制御され、印刷テーブル２が上下動することが分かる。この結果、常にスクリーンマスク３の変形が一定となり、高精度で安定した電極の印刷が可能となり、太陽電池セル１の発電効率向上や不良率低減を図ることができる。
【００１４】
これに対し図３に示す技術では、印刷テーブル２が上下動せず同じ位置Ｈ２に位置し、特に、スクリーンマスク３の張力がばらついた場合、特許文献４を含む従来の技術では、スクリーンマスク３の反力がばらつき、結果、太陽電池セル１がスクリーンマスク３を介
してスキージ５から受ける力がばらついていた。実施の形態１では、太陽電池セル１がスクリーンマスク３を介してスキージ５から受ける力が常に一定になるように、印刷テーブル２が太陽電池セル１をスクリーンマスク３に押し付けるため、高精度で安定した電極の印刷が可能で、太陽電池セル１の発電効率向上を図ることができる。
【００１５】
太陽電池セル１の厚さが大きい方にばらついた場合、太陽電池セル１の受ける力が大きくなり、太陽電池セル１が破損する可能性が高くなるが、実施の形態１では、太陽電池セル１の受ける力は常に一定であり、太陽電池セル１の破損による不良率を低減することができる。
太陽電池セル１の厚さが小さい方にばらついた場合、太陽電池セル１とスクリーンマスク３との間隔が大きくなり、電極の印刷かすれが発生する可能性が高くなるが、実施の形態１では、太陽電池セル１とスクリーンマスク３との間隔を常に一定にでき、太陽電池セル１の電極の印刷かすれによる不良率を低減することができる。
【００１６】
又、印刷テーブル２にスキージ長手方向への回転機構を設け、この回転機構を介して力制御部４で印刷テーブル２を太陽電池セル１と共にスクリーンマスク３に押し付けてもよい。印刷テーブル２にスキージ長手方向への回転機構を設けることで、スキージ長手方向の太陽電池セル１の厚さばらつきに対しても、スクリーンマスク３の変形が一定となり、より高精度で安定した電極の印刷が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１である、太陽電池セルの電極印刷に適用したスクリーン印刷装置の要部を模式的に示した断面図である。
【図２】（ａ）は実施の形態１における、太陽電池セルの厚さが大きい方にばらついた場合の各部材の位置関係を示す図である。（ｂ）は実施の形態１における、太陽電池セルの厚さが小さい方にばらついた場合の各部材の位置関係を示す図である。
【図３】（ａ）は、印刷テーブル２を基準にした場合における、太陽電池セルの厚さが大きい方にばらついた場合の各部材の位置関係を示す図である。（ｂ）は、印刷テーブル２を基準にした場合における、太陽電池セルの厚さが小さい方にばらついた場合の各部材の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  太陽電池セル                    ２  印刷テーブル
３  スクリーンマスク                ４  力制御部
５  スキージ                        ６  スキージ位置制御部
７  ペースト。
【図１】
2009107142.tif 000003
【図２】
2009107142.tif 000004
【図３】
2009107142.tif 000005