JP5836500B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷方法および印刷装置に関するものである。

一般的な結晶系Si太陽電池の構造は、pn接合を形成した光電変換部の上に反射防止膜を成膜し、櫛型の表面電極と全面の裏面電極とを配した構造である。表裏面電極は金属ペーストを印刷し、焼成して形成している。表面電極により照射光は遮られるため、表面電極で覆われた領域は発電に寄与しない。表面電極による照射光の損失は、一般的にシャドーロスと呼ばれる。

電極面積を減らすことでシャドーロスを減らすことは可能だが、電極の抵抗は増えるため抵抗損失が増加し、曲線因子（Fill Factor, FF）の低下を招く。そのため単純に電極面積を減らすだけでは変換効率を上げることはできず、電極面積を減らすのであれば、その分、電極を厚くするといった抵抗損失の低減策が必要となる。

電極幅に対する電極厚さの割合をアスペクト比と呼ぶ。電極幅を変えずに電極厚さを厚くすると、シャドーロスを変えずに抵抗損失を減らすことができるので、太陽電池の変換効率は改善する。また、抵抗損失は、電極幅と電極厚さとの積で表される電極断面積に反比例する。したがって、電極幅を細くして、電極断面積を一定にするように電極厚さを厚くすれば、抵抗損失を変えずにシャドーロスを減らすことができるので、やはり太陽電池の変換効率は改善する。すなわち、太陽電池の変換効率を上げるためには、高アスペクト比の電極を形成することが望ましい。

高アスペクト比の電極形成としては、スクリーン印刷による多重印刷が特許文献１に開示されているが、スクリーン印刷ではエッジが滲んでしまいシャープな電極が形成できないとして、凹版オフセット印刷を用いた多重印刷が特許文献２に開示されている。
一方、凹版オフセット印刷や、オフセット印刷と同様に凹版を用いた印刷方法であるグラビア印刷に関して、凹版（グラビア印刷）やブランケット（オフセット印刷）からのペーストの転写率が悪いという問題点が指摘されている。（特許文献３参照）。

特開平１１−１０３０８４号公報（０００９段落参照） 特開２００７−４４９７４号公報（００１０段落参照） 特開２０１０−１２３８１５号公報（０００３段落参照）

以上のように、従来のグラビア印刷やオフセット印刷のように凹版を用いた印刷方法では、印刷材料として用いるペーストの転写率が悪いという課題があった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、凹版を用いた印刷方法での、凹版からの印刷材料の転写率を改善することを目的としている。

本発明の印刷方法は、印刷形状に相当する第１の窪みを有する印刷版に面して設けられた伸縮膜を、前記第１の窪みより吸引し、前記第１の窪みに沿って前記伸縮膜に第２の窪みを形成する工程と、前記第２の窪みに印刷材料を充填する工程と、前記吸引を解除し前記伸縮膜を復元させて前記第２の窪みに充填された前記印刷材料を押し出して被印刷物に転写する工程と、を有することを特徴とするものである。また、本発明の印刷装置は、印刷形状に相当する第１の窪みを有する印刷版と、前記第１の窪みに面して設けられ、前記第１の窪みより吸引することで前記第１の窪みに沿って第２の窪みが形成される伸縮膜と、を有することを特徴とするものである。

上記のような印刷方法又は印刷装置により、伸縮膜の復元により印刷材料を窪みから押し出すので、伸縮膜の窪みを深くしても、伸縮膜の復元によって印刷材料が窪みから押し出されるため、伸縮膜と印刷材料との接触面積が被印刷物と印刷材料との接触面積よりも小さくなり、転写率を落とさずに印刷できる。

図１は、本発明の実施の形態１の印刷装置の断面図（加圧状態）である。 図２は、本発明の実施の形態１の印刷装置の断面図（吸引状態）である。 図３は、本発明の実施の形態１の印刷版の下面図である。 図４は、本発明の実施の形態１の印刷原理の模式図である。 図５は、本発明の実施の形態１の印刷材料の充填方法を示す模式図である。 図６は、従来のグラビア印刷、オフセット印刷の模式図である。 図７は、本発明の印刷方法の模式図である。 図８は、本発明の実施の形態２の印刷原理の模式図である。 図９は、本発明の実施の形態２の印刷版の斜視図である。 図１０は、本発明の実施の形態３の印刷版の構成図である。 図１１は、本発明の実施の形態４の印刷装置の断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態４の固定軸の下面図である。 図１３は、本発明の実施の形態４の印刷版の斜視図である。 図１４は、本発明の実施の形態５の印刷版の斜視図である。 図１５は、本発明の実施の形態５のバス電極用パターンの断面図である。 図１６は、本発明の実施の形態５のグリッド電極用パターンの断面図である。

以下に、本発明にかかる印刷方法及び印刷装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１、図２、図３を用いて、実施の形態１の印刷装置について説明する。なお、図１、図２は図３のＡ−Ａ断面図である。
実施の形態１の印刷装置の構成について説明する。
印刷装置は、印刷形状に相当する複数の第１の窪み１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが設けられた印刷版１１と、第１の窪み１５ａ〜１５ｄに面して印刷版１１に接するように設けられた伸縮膜１２とを有する。
なお、本明細書では、これ以降、印刷版を版と記述する。
印刷形状とは、印刷しようとする所望のパターンのことであり、例えば太陽電池セルへの用途では、グリッド電極とバス電極とで構成された表銀電極のパターンのことである。
印刷形状に相当する第１の窪み１５ａ〜１５ｄを有する版１１が凹版に相当する。
版１１は平板形状である。第１の窪み１５ａ〜１５ｄは版１１の板厚未満となるように設けられている。

版１１には、複数の第１の窪み１５ａ〜１５ｄのそれぞれに連通する複数の吸引孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（吸引孔１４ａ〜１４ｄ）が設けられており、吸引孔１４ａ〜１４ｄからの吸引により、第１の窪み１５ａ〜１５ｄの内部を吸引するように構成されている。
版１１の内部には、複数の吸引孔１４ａ〜１４ｄをまとめて吸引するための吸引空間５１が設けられており、吸引孔１４ａ〜１４ｄは、それぞれ吸引空間５１に繋がっている。

吸引空間５１には、吸引空間５１を吸引するための吸引管５３が繋がっており、吸引管５３は吸引管５３を開閉させる吸引バルブ５２（図１、図２）を介して図示しない真空ポンプに接続されている。
図１は、吸引バルブ５２が閉の状態を示し、図２は、吸引バルブ５２が開の状態を示す。

吸引空間５１には、吸引空間５１を大気圧状態に加圧するための加圧管５５が繋がっており、加圧管５５は加圧管５５を開閉させる加圧バルブ５４（図１、図２）を介して印刷装置の外側の大気に連通されている。
図１は、加圧バルブ５４が開の状態を示し、図２は、加圧バルブ５４が閉の状態を示す。
なお、加圧管５５を圧縮機に接続し、吸引空間５１に大気圧よりも高い圧力を持つ気体を流入させ、大気圧状態にまで加圧する時間を短縮させても良い。

図１は、吸引バルブ５２が閉、加圧バルブ５４が開の状態を示している。
吸引バルブ５２を閉、加圧バルブ５４を開とすることにより、吸引空間５１は加圧管５５を通して大気圧状態まで加圧され、第１の窪み１５ａ〜１５ｄの内部も大気圧状態まで加圧される。よって、第１の窪み１５ａ〜１５ｄの内部が大気圧になる。
伸縮膜１２は、上面側、下面側のいずれもが大気圧状態となるので、伸縮膜１２を伸縮させる力は働かず、伸縮膜１２は平らな形状となる。

図２は、吸引バルブ５２が開、加圧バルブ５４が閉の状態を示している。
吸引バルブ５２を開、加圧バルブ５４を閉とすることにより、吸引空間５１は吸引管５３を通して吸引され、吸引空間５１の内部及び第１の窪み１５ａ〜１５ｄの気圧が大気圧より低下するため、第１の窪み１５ａ〜１５ｄの形状に沿って伸縮膜１２が窪み、第２の窪み１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ（第２の窪み１８ａ〜１８ｄ）が形成される。つまり、第１の窪み１５ａ〜１５ｄは版１１に形成された窪みであって、第２の窪み１８ａ〜１８ｄは伸縮膜１２に形成される窪みである。

図３は、版１１に設けられた印刷形状の一例を表す下面図である。
版１１には、印刷形状に相当する第１の窪み１５と、第１の窪み１５内を吸引する吸引孔１４とが設けられている。吸引孔１４は、第１の窪み１５の全面に渡って多数設けられている。このように多数の吸引孔１４を設けることにより、版１１の第１の窪み１５に沿って伸縮膜１２が窪み、印刷形状に相当する第２の窪み１８が形成されることになる。

なお、版１１は、太陽電池セルの表銀電極用の版の模式図である。
第１の窪み１５は、光電流を集めるグリッド電極用パターン６２ａ〜６２ｊと、グリッド電極の電流を集め、タブを半田付けして隣り合う太陽電池セルとの相互接続に用いられるバス電極用パターン６１ａ，６１ｂとで構成される。グリッド電極用パターン６２ａ〜６２ｊは、図１における第１の窪み１５ａ〜１５ｄに相当する。また、図３においてグリッド電極用パターン６２ａ〜６２ｊの中に設けられている吸引孔１４は、図１における吸引孔１４ａ〜１４ｄに相当する。
グリッド電極は、シャドーロスを減らすためになるべく幅を細くし、抵抗損失を減らすために本数を増やすのが一般的な構成である。一方、バス電極は、タブを半田付けするためにある程度の太さが必要である。

このように、太陽電池セルの表銀電極のパターンでは、位置によって太さが異なる形状が必要であるので、第１の窪み１５の幅が太いバス電極用パターン６１ａ、６１ｂと、幅が細いグリッド電極用パターン６２ａ〜６２ｊとが混在する。窪みの太さに係らずに第１の窪み１５を均一に吸引するためには、第１の窪み１５の幅が太いバス電極用パターン６１ａ、６１ｂでは吸引孔１４は幅方向に対しても複数配置すればよい。

実施の形態１では、太陽電池セルの製造に用いる版１１やその印刷方法について説明するが、本願発明は太陽電池セル用途の印刷に限定されるものではなく、印刷材料を盛り上げる必要性がある他の印刷物への適用も可能である。

次に実施の形態１の印刷方法について、上述した印刷装置を用いて説明する。図４は、実施の形態１の印刷方法を、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順での時系列的に示している。

印刷装置は、印刷形状に相当する第１の窪み１５と第１の窪み１５内を吸引する吸引孔１４とを有する版１１と、第１の窪み１５に面する伸縮膜１２とを有する。

図４（Ａ）は、初期的な状態である初期工程を示している。
版１１の第１の窪み１５を有する面に接して伸縮膜１２が設けられている。
伸縮膜１２は窪み１５の開口面に沿って平らに設けられている。
伸縮膜１２が版１１と接触している領域Ｘでは、伸縮膜１２は版１１に固定されている。

図４（Ｂ）は、第１の窪み１５内が吸引孔１４から吸引された吸引工程を示している。
図４では省略しているが、版１１の上側、つまり版１１を挟んで伸縮膜１２の反対側には吸引空間が存在し、この空間内の空気を吸引すると第１の窪み１５の気圧が大気圧よりも低くなるため、伸縮膜１２が下面側の大気に押されて伸びて第１の窪み１５の形状に沿って窪み、伸縮膜１２に第２の窪み１８が形成される。

図４（Ｃ）は、第２の窪み１８内に印刷材料１３を充填する印刷材料充填工程を示している。
太陽電池セルの電極印刷の用途では、印刷材料１３には電極ペーストを使用する。
なお、書籍や雑誌などの印刷の用途では、印刷材料１３にはインクを使用しても良い。

印刷材料１３の充填方法は伸縮膜１２に印刷材料１３を塗り広げ、図４（Ｃ）には図示しないブレードで掻き取れば良い。そうすることにより第２の窪み１８以外の箇所にはみ出した印刷材料１３を除去することができるので、印刷材料１３を所望の印刷形状に成型することができる。また、印刷材料１３の開口面側の端面が平坦になり、次の工程にて印刷材料１３が被印刷物へ印刷され易くなる。

図４（Ｄ）は、吸引孔１４からの吸引が解除された吸引解除工程を示している。
被印刷物の正面に版１１をセットし、吸引空間の吸引を解除すると、伸縮膜１２の復元力により伸縮膜１２が復元されて、第２の窪み１８に充填されていた印刷材料１３が押し出され、被印刷物に印刷される。

伸縮膜１２は領域Ｘで版１１に固定されているので、第１の窪み１５に面する領域の伸縮膜１２のみが吸引工程で伸びて吸引工程で復元される。従って、第１の窪み１５に相当する印刷形状を有する印刷物を形成することができる。
領域Ｘで版１１と伸縮膜１２とが固定されていないと、領域Ｘ部分の伸縮膜１２も吸引され、吸引解除の際、領域Ｘ部分に伸びながら印刷材料１３が押し出されるため、印刷物の幅が広がる可能性が有るので、伸縮膜１２は領域Ｘで版１１に固定されていることが望ましい。

なお、印刷物の幅が広がっても構わない用途では、伸縮膜１２を領域Ｘで版１１に固定する必要はない。この場合、伸縮膜１２は第１の窪み１５が形成された領域の外側で版１１に固定されていれば良い。

なお、吸引空間の吸引を解除しただけでは印刷材料１３が第２の窪み１８から押し出されない場合は、吸引空間を加圧し、吸引孔１４を加圧して第１の窪み１５に圧力を加えることにより第２の窪み１８を第１の窪み１５から押し出してもよい。
吸引空間を加圧し、吸引孔１４を加圧することで、吸引を解除する速度を可変にすることができる。これにより、印刷の速度を上げて、生産性を改善することができる。

また、太陽電池セルの用途で印刷材料１３として用いられる電極ペーストの場合、印刷圧力を高くすると粘度が下がるチクソ性を示す材料を使用することがある。このような、チクソ性を示す材料の印刷をする場合、吸引空間を加圧して印刷圧力を高くすることにより、印刷材料１３の粘度が下がるので、印刷材料１３を第２の窪み１８から容易に押し出すことができる。また、例えば加圧バルブ（図１、図２参照）を開ける速度を調整することによって、印刷材料１３のチクソ性に応じて加圧速度（吸引を解除する速度）を調整することもできる。

図５は、図４（Ｃ）の印刷材料１３の充填方法を詳細に示した図である。
図５は、印刷材料１３の充填方法を、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順での時系列的に示している。
図５（Ａ）は、伸縮膜１２に印刷材料１３を塗り広げた印刷材料塗布工程を示している。
印刷材料１３を、伸縮膜１２の下側の全面に塗り広げ、第２の窪み１８の中に充填する。

図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、印刷材料１３を所望の印刷形状に成型する印刷材料成型工程を示している。
ブレード１９を伸縮膜１２に押し当て、伸縮膜１２の下面側の平面に沿って動かすことにより、第２の窪み１８以外の箇所にはみ出した印刷材料１３を除去し、印刷材料１３を所望の印刷形状に成型することができる。また、印刷材料１３の開口面側の端面が平坦になるので、次の工程にて印刷材料１３が被印刷物へ印刷され易くなる。これにより、被印刷物の歩留まりを向上させることができる。

図６、図７で、従来のグラビア印刷やオフセット印刷と、本願発明の印刷方法との違いについて、模式図を用いて説明する。

図６は、従来のグラビア印刷、オフセット印刷の模式図である。
従来のグラビア印刷やオフセット印刷では、版２１に設けられた窪みに充填された印刷材料２３は、被印刷物２２と印刷材料２３の粘着力により窪みから引っ張り出されることで被印刷物２２に転写される。このため、充填された印刷材料２３は形状を保持したままであると仮定すると、印刷されるためには「窪みの内壁２５と印刷材料２３との粘着力＜被印刷物２２と印刷材料２３との粘着力」でなければならないが、図６に示すように「被印刷物２２と印刷材料２３との接触面２４の面積＜窪みの内壁２５と印刷材料２３との接触面積（＝窪みの内壁２５の表面積）」であり、これが転写率を落とす要因であると考えられる。

高アスペクト比の印刷物を形成するために窪みを深くすれば、窪みの内壁２５の表面積は必然的に増えるため、転写率は低くなる。よって高アスペクト比の印刷物を形成するためには、窪みを深くするのではなく、多重印刷を行わなければならない。

図７は、本願発明の印刷方法の模式図である。
伸縮膜１２の下方には、印刷材料１３の高さ分の間隔を開けて被印刷物２２が配置され、伸縮膜１２が復元されると印刷材料１３が被印刷物２２に密着され、被印刷物２２に転写される。
被印刷物２２としては、太陽電池用途では基板が用いられる。
なお、書籍や雑誌などの印刷の用途では、被印刷物２２には紙を使用しても良い。
本願発明では伸縮膜１２の復元により印刷材料１３を第２の窪み１８から押し出すことを特徴としている。従来例と同様に印刷材料１３は形状を保持したままであると仮定した場合、印刷される間際では、図７に示すように印刷材料１３と伸縮膜１２の接触部３６は、この断面では点接触となり、図７に垂直方向の印刷形状が線状であった場合は印刷面全体では線接触となって、「伸縮膜１２と印刷材料１３との接触面積＜被印刷物２２と印刷材料１３との接触面２４の面積」という関係が成り立つため、印刷材料１３の転写率が従来のグラビア印刷やオフセット印刷よりも高くなる。

また、印刷物の厚さを厚くしたい場合、従来のグラビア印刷やオフセット印刷では多重印刷を要するが、本願発明では、版１１に設けられた第１の窪み１５を深くして、伸縮膜１２に形成される第２の窪み１８を深くし、印刷材料１３を充填すれば良い。第２の窪み１８が深くても伸縮膜１２の復元によって印刷材料１３は第２の窪み１８から押し出されるため、転写率を落とさずに印刷できる。そのため、１回の印刷で高アスペクト比の印刷材料が形成できる。

以上説明したように、実施の形態１の印刷方法によれば、伸縮膜の復元により印刷材料を第２の窪みから押し出すことにより、被印刷物の印刷材料との接触面積が伸縮膜と印刷材料との接触面積よりも大きくなるため、印刷材料の転写率を上げることができる。
また、印刷物の厚みを増やす場合、従来の印刷方法（スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷）では多重印刷を要するが、本発明では第１の窪みの深さを深くし、伸縮膜の窪み（第２の窪み）を深くして、印刷材料を充填すれば良い。第２の窪みが深くとも伸縮膜の復元によって印刷材料は第２の窪みから押し出されるため、転写率を落とさずに印刷できる。そのため１回の印刷で高アスペクト比の印刷物が形成できる。

実施の形態２．
図８に、版１１１の第１の窪み１１５の深さが版１１１の板厚と等しい場合の実施の形態２について説明する。
図８は、実施の形態２の印刷方法を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順での時系列的に示している。

印刷装置は、印刷形状に相当する第１の窪み１１５を有する版１１１と、第１の窪み１１５に面する伸縮膜１１２とを有する。
伸縮膜１１２の下面側が印刷面側である。
実施の形態２では、第１の窪み１１５の深さが版１１１の板厚と等しく、第１の窪み１１５が伸縮膜１１２と反対側にあって図８には図示しない吸引空間と繋がっている。つまり、第１の窪み１１５は、版１１１を貫通しており、第１の窪み１１５は実施の形態１で説明した第１の窪み１５と吸引孔１４とが一体となったものである。
実施の形態１の吸引孔１４が第１の窪み１１５と同じ形状であると考えても良い。

図８（Ａ）は、初期的な状態である初期工程を示している。
版１１１の第１の窪み１１５を有する面に接して伸縮膜１１２が設けられている。
伸縮膜１１２が版１１１と接触している領域Ｘでは、伸縮膜１１２は版１１１に固定されている。

図８（Ｂ）、は第１の窪み１１５内が吸引された吸引工程を示している。
図では省略しているが、版１１１の上側、伸縮膜１１２とは反対側には吸引空間が存在し、この空間内の空気を吸引すると吸引空間および第１の窪み１１５の気圧が大気圧よりも低くなるため、第１の窪み１１５の形状に沿って伸縮膜１１２が窪み、第２の窪み１１８が形成される。
ここで、第１の窪み１１５は吸引空間に繋がっているため、伸縮膜１１２は、伸縮膜１１２の復元力と吸引空間の吸引力とのバランスが取れる深さまで伸びることになる。
即ち、吸引空間の吸引力を変えることにより、第２の窪み１１８の深さを変えることができる。

図８（Ｃ）は、第２の窪み１１８内に印刷材料１１３が充填された印刷材料充填工程を示している。

印刷材料１１３の充填方法は伸縮膜１１２に印刷材料１１３を塗り広げ、図８（Ｃ）には図示しないブレードで掻き取れば良い。

図８（Ｄ）は、第１の窪み１１５からの吸引が解除された吸引解除工程を示している。
被印刷物の正面に版をセットし、吸引空間の吸引を解除すると、伸縮膜１１２の復元力により伸縮膜１１２が復元されて、第２の窪み１１８に充填されていた印刷材料１１３が押し出され、被印刷物に印刷される。

伸縮膜１１２は領域Ｘで版１１１に固定されているので、第１の窪み１１５に面する領域の伸縮膜１１２のみが吸引工程で伸びて吸引工程で復元される。従って、第１の窪み１１５に相当する印刷形状を有する印刷物が形成することができる。
領域Ｘで版１１１と伸縮膜１１２とが固定されていないと、領域Ｘ部分の伸縮膜１１２も吸引され、吸引解除の際、領域Ｘ部分に伸びながら印刷材料１１３が押し出されるため、印刷物の幅が広がる可能性が有るので、伸縮膜１１２は領域Ｘで版１１１に固定されていることが望ましい。

なお、印刷物の幅が広がっても構わない用途では、伸縮膜１１２を領域Ｘで版１１１に固定する必要はない。この場合、伸縮膜１１２は第１の窪み１１５が形成された領域の外側で版１１１に固定されていれば良い。

以上のように、実施の形態２の印刷方法は、吸引空間の吸引力を変えることにより第２の窪み１１８の深さを変えることができる。この点が実施の形態１の印刷方法と異なる。それ以外は共通である。

図９に、版１３１の第１の窪み１３５の深さが版１３１の板厚と等しい場合の版の立体的な構成例について説明する。
図９の下面側が印刷面側である。
第１の窪み１３５の深さが版１３１の板厚と等しい場合、第１の窪み１３５の形状によっては、版１３１の一部が第１の窪み１３５に囲まれて保持できない場合がある。その場合の版１３１の構成例について説明する。

第１の窪み１３５はバス電極用パターン１３５ａとグリッド電極用パターン１３５ｂを有する。
版１３１はバス電極用パターン１３５ａとグリッド電極用パターン１３５ｂに囲まれた形状の版片１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄを有する。
版片１３１ａと版片１３１ｂとは、バス電極用パターン１３５ａの一部でリブ１３２ａにより連結されている。
リブ１３２ａは、バス電極用パターン１３５ａの印刷形状を妨げないように、窪み１３５の中の、印刷面と反対側の一部で、版片１３１ａと１３１ｂとを連結している。

同様に、リブ１３２ｂは、バス電極用パターン１３５ａの一部で、版片１３１ｃと版片１３１ｄとを連結している。
図示しないが、版片１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄはさらに外側の別の版片とも同様の構成で連結されている。

このように、リブ１３２ａ，１３２ｂを設け、版片１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄを連結することにより、第１の窪み１３５の深さが版１３１の板厚と等しい場合でも、任意のパターンの第１の窪み１３５を形成することができる。

以上説明したように、実施の形態２の印刷方法によれば、伸縮膜の復元により印刷材料を窪みから押し出すことにより、被印刷物の印刷材料との接触面積が伸縮膜と印刷材料との接触面積よりも大きくなるため、印刷材料の転写率を上げることができる。
また、印刷物の厚みを増やす場合、実施の形態２では吸引空間の吸引力を強くすることにより第２の窪みの深さを深くし、印刷材料を充填すれば良い。第２の窪みが深くとも伸縮膜の復元によって印刷材料は第２の窪みから押し出されるため、転写率を落とさずに印刷できる。そのため１回の印刷で高アスペクト比の印刷物が形成できる。
また、吸引空間の吸引力を変えることにより、第２の窪みの深さを変えることができる。これにより印刷物の高さを変えることができる。

実施の形態３．
図１０に、版の板厚と等しい第１の窪み１１５と版の板厚未満の第１の窪み１５とを混在させた版１２１を示す。版１２１の表面には図１０では不図示の伸縮膜が設置され、版１２１の裏面は、図１０には図示しない吸引空間と繋がっている。吸引空間の空気を吸引することにより、吸引空間、第１の窪み１１５及び第１の窪み１５の気圧が大気圧よりも低くなるため、第１の窪み１１５の部分には吸引力に応じた深さの第２の窪みが形成され、第１の窪み１５の部分には、第１の窪み１５と同じ深さの第２の窪みが形成される。
このように構成された版１２１を用いることにより、局所的に厚さの異なる電極を同一平面内に形成した太陽電池セルを得ることができる。
例えば、グリッド電極部のみを厚くすることにより、抵抗損失に大きく寄与するグリッド電極の抵抗のみを下げることができる。

あるいは、パターンの位置によって第１の窪み１５の深さを変えることにより、印刷物の高さを位置によって変えることができる。
例えば、グリッド電極の厚さをバス電極からの距離で変化させ、バス電極から近い位置ではグリッド電極を厚く、バス電極から離れるほどバス電極からの距離に比例してグリッド電極を薄くすることにより、抵抗損失を増やさずに、電極材料である銀ペーストの使用量を減らすことができる。

被印刷物の正面に版１２１をセットし、吸引空間の吸引を解除すると、伸縮膜の復元力により伸縮膜が復元されて、第２の窪みに充填されていた印刷材料が押し出され、被印刷物に印刷される。

印刷物の高さを位置によって変える場合、印刷時は、まず被印刷物を伸縮膜に押し当て、吸引の解除とともに被印刷物と伸縮膜との間隔を広げて、印刷材料の最大の高さまで間隔を広げることで、高さの異なる印刷材料を被印刷物に転写することができる。

以上説明したように、実施の形態３の印刷方法によれば、伸縮膜の復元により印刷材料を第２の窪みから押し出すことにより、被印刷物の印刷材料との接触面積が伸縮膜と印刷材料との接触面積よりも大きくなるため、印刷材料の転写率を上げることができる。
また、版の板厚と等しい第１の窪みと版の板厚未満の第１の窪みとを混在させることにより、あるいはパターンの位置によって第１の窪みの深さを変えることにより、印刷物の高さを位置によって変えることができる。これによりパターンの位置によって印刷物の高さが異なる印刷物を形成することができる。

実施の形態４．
実施の形態１では平板型の版を利用していたが、グラビア印刷、オフセット印刷のように回転する円筒型の版を利用することで、グラビア印刷、オフセット印刷のメリットである高生産性という機能を持たせることができる。
図１１を用いて、回転する円筒型の版を利用した実施の形態４の印刷装置について説明する。
実施の形態４の印刷装置の構成について説明する。

印刷装置は、印刷形状に相当する複数の第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅが外周側に設けられた円筒形状の版２１１と、第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅに面して版２１１の外周側に接するように設けられた円筒形状の伸縮膜２２１とを有する。
伸縮膜２２１が版２１１と接触している領域では、伸縮膜２２１は版２１１に固定されている。

版２１１には、複数の第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅのそれぞれに対して窪みの内部を吸引する複数の吸引孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄ，２１４ｅが設けられている。複数の吸引孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄ，２１４ｅは版２１１の内周側に連通している。

版２１１の内周の内側には、第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅを吸引するための吸引空間２５１と、第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅを加圧するための加圧空間２６１とを有する固定軸２４１が設けられている。

版２１１の内外周及び固定軸２４１の外周は同軸の円筒形状で構成され、版２１１と固定軸２４１との間には、版２１１の内周と固定軸２４１の外周とで囲まれた吸引円筒空間２５３が形成される。固定軸２４１の外周には、吸引円筒空間２５３の下方の一部を隔離する加圧部シール２７１が設けられ、版２１１の内周と固定軸２４１の外周と加圧部シール２７１とで囲まれた加圧円筒空間２６３が形成される。加圧円筒空間２６３は吸引円筒空間２５３とは加圧部シール２７１で隔離されており、加圧円筒空間２６３と吸引円筒空間２５３とをそれぞれ異なる気圧にすることができる。

吸引円筒空間２５３は吸引円筒空間吸引孔２５２で吸引空間２５１に連通され、吸引空間２５１は固定軸２４１の端部で図１１には図示しない真空ポンプに接続されている。
加圧円筒空間２６３は加圧円筒空間加圧孔２６２で加圧空間２６１に連通され、加圧空間２６１は固定軸２４１の端部で印刷装置の外側の大気に連通されている。

吸引孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｅは吸引円筒空間２５３に連通されており、第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｅは吸引されるため、伸縮膜２２１には第２の窪み２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｅが形成される。

吸引孔２１４ｄは加圧円筒空間２６３に連通されており、第１の窪み２１５ｄは大気圧状態となる。第１の窪み２１５ｄに面する伸縮膜２２１には吸引力が働かないため、伸縮膜２２１は平らな状態である。

図１２に、図１１の固定軸２４１の下面図を示す。
固定軸２４１には、加圧空間２６１と加圧円筒空間２６３とを連通する加圧円筒空間加圧孔２６２が設けられており、その周囲に加圧部シール２７１が設けられている。
加圧部シール２７１は、被印刷物である基板２８１の幅２８２よりも広い幅で加圧円筒空間２６３を囲み、固定軸２４１の外周と、版２１１の内周とに接するように配置されている。

固定軸２４１には、吸引空間２５１と吸引円筒空間２５３とを連通する吸引円筒空間吸引孔２５２が設けられている。
固定軸２４１の上端付近の円筒面には、吸引円筒空間２５３を形成するための第１の吸引部シール２９１が設けられている。
第１の吸引部シール２９１は、固定軸２４１の外周と、版２１１の内周とに接し、吸引円筒空間２５３と印刷装置の外側の空間とを隔離するように配置されている。

固定軸２４１の下端付近の円筒面には、吸引円筒空間２５３を形成するための第２の吸引部シール２９２が設けられている。
第２の吸引部シール２９２は、固定軸２４１の外周と、版２１１の内周とに接し、吸引円筒空間２５３と印刷装置の外側の空間とを隔離するように配置されている。

加圧円筒空間２６３は、固定軸２４１の外周と、版２１１の内周と、加圧部シール２７１の内周２７１ａとで囲まれた空間で形成される。加圧円筒空間加圧孔２６２からの加圧により、加圧円筒空間２６３に連通された吸引孔２１４ｄおよび第１の窪み２１５ｄが加圧される。

吸引円筒空間２５３は、固定軸２４１の外周と、版２１１の内周と、加圧部シール２７１の外周２７１ｂと、第１の吸引部シール２９１と、第２の吸引部シール２９２とで囲まれた空間で形成される。吸引円筒空間吸引孔２５２からの吸引により、吸引円筒空間２５３に連通された吸引孔２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｅおよび第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｅが吸引される。

図１３に版２１１の斜視図を示す。
版２１１は、太陽電池セルの表銀電極用の版の模式図である。
円筒状の版２１１の外周表面には、印刷形状に相当する第１の窪み２１５が設けられている。なお、図１３における第１の窪み２１５は、図１１における第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅに相当する。
第１の窪み２１５は、光電流を集めるグリッド電極用パターン２１７ａ〜２１７ｇと、グリッド電極の電流を集め、タブを半田付けして隣り合う太陽電池セルと相互接続するバス電極用パターン２１６とで構成される。
ここで、第１の窪み２１５は、被印刷物の平面上の印刷形状を、円筒面上に丸めた形状で形成される。

吸引空間２５１は固定軸２４１の端部で吸引管２５５を介して真空ポンプに接続されている。
加圧空間２６１は固定軸２４１の端部で加圧管２６５を介して印刷装置の外側の大気に連通されている。

図１１に基づいて、実施の形態４の動作について説明する。
版２１１は、円筒形状で構成され、円筒軸を中心に回転方向２１２の方向に回転する。
固定軸２４１は固定されており、回転しない。
固定軸２４１に設けられた加圧部シール２７１も回転しない。

版２１１の上端部付近に設けられた印刷材料供給部２３２より、伸縮膜２２１上に印刷材料２３１ａが供給される。
印刷材料供給部２３２の回転方向２１２の下流側に伸縮膜２２１に接してブレード２３３が設けられ、印刷材料２３１ａを伸縮膜２２１の外周に沿って掻き取る。

これにより、第２の窪み２２２ｂでは、印刷材料２３１ｂは、第２の窪み２２２ｂ内に充填され、第２の窪み２２２ｂの外側にはみ出した印刷材料２３１ａは除去される。

版２１１が回転すると、吸引孔２１４の内周側開口部が吸引円筒空間２５３から加圧部シール２７１の内側に入って加圧円筒空間２６３に連通するようになる。
図１１は、吸引孔２１４ｄが、内周側開口部が加圧円筒空間２６３に連通した状態である。
これにより、吸引孔２１４ｄが吸引状態から大気圧状態に変わるため、第１の窪み２１５ｄも大気圧状態となり、伸縮膜２２１が復元されて印刷材料２３１ｄが押し出される。

版２１１の下方には、印刷材料２３１ｄの高さ分の間隔を開けて被印刷物である基板２８１が配置され、伸縮膜２２１が復元されると印刷材料２３１ｄが基板２８１に密着され、基板２８１に転写される。

基板２８１は、版２１１の回転に伴い、版２１１の外周の速度と等しい進行速度で進行方向２８３の方向に進行する。
版２１１の外周には、印刷形状に相当する第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅが設けられ、第１の窪み２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｅの吸引により、伸縮膜２２１に第２の窪み２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｅが形成される。第２の窪み２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃに充填された印刷材料２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃが、版２１１の回転と基板２８１の進行とにより、順に基板２８１上に転写され、基板２８１上に印刷形状の印刷物が形成される。

基板２８１を連続的に印刷する場合、基板２８１の進行方向の長さをＷ、連続的に投入される基板と基板との隙間をＧ、版２１１の印刷面である外周側の半径をＲとすると、基板投入ピッチ（Ｗ＋Ｇ）が版２１１の外周長２πＲと等しくなるように版２１１を構成し、版２１１が回転する際の外周の速度と等しい進行速度で基板２８１を進行させれば、複数の基板２８１を連続的に印刷することができる。

以上のように構成することにより、伸縮膜を復元させて印刷材料を伸縮膜に形成された第２の窪みから押し出すので、被印刷物の印刷材料との接触面積が伸縮膜と印刷材料との接触面積よりも大きくなるため、印刷材料の転写率を上げることができる。
また、印刷材料の厚みを増やす場合、従来の印刷方法では多重印刷を要するが、本実施例では伸縮膜に形成された第２の窪みを深くすれば良い。伸縮膜に形成された第２の窪みが深くとも伸縮膜の復元によって印刷材料は伸縮膜に形成された第２の窪みから押し出されるため、転写率を落とさずに印刷できる。そのため１回の印刷で高アスペクト比の印刷物が形成できる。
また、円筒型の版を用いることにより、連続的な印刷ができるようになり、印刷の生産性を向上させることができる。

実施の形態５．
図１４に実施の形態５の版を第１の窪み側から見た斜視図を示す。
図１４の上側が印刷面側である。
版４０１には幅の広いバス電極用パターン４１０と、幅の狭いグリッド電極用パターン４２０とが設けられている。バス電極用パターン４１０とグリッド電極用パターン４２０とにより第１の窪みが構成される。

版４０１の上側の印刷面とバス電極用パターン４１０とが交差する辺には、バスパターンエッジ４１１，４１２，４１３，４１４が形成される。
版４０１の上側の印刷面とグリッド電極用パターン４２０とが交差する辺には、グリッドパターンエッジ４２１，４２２，４２３，４２４が形成される。
版４０１の上側の印刷面とバス電極用パターン４１０とグリッド電極用パターン４２０とが交差する点には、パターンコーナー４３１，４３２，４３３，４３４が形成される。
図１４には図示しないが、版４０１の上側の印刷面に接して、伸縮膜が設けられる。

本発明の印刷方法の生産性は伸縮膜の寿命と直結している。バスパターンエッジ４１１，４１２，４１３，４１４およびグリッドパターンエッジ４２１，４２２，４２３，４２４は伸縮膜が伸縮した時に伸縮膜と接触するため、ここが鋭利だと伸縮膜が伸縮した時に力が部分的に加わって伸縮膜を傷つけてしまい、伸縮膜の寿命が短くなって、生産性が悪化する。パターンコーナー４３１，４３２，４３３，４３４では、特にこの傾向は強くなる。このため、バスパターンエッジ４１１，４１２，４１３，４１４およびグリッドパターンエッジ４２１，４２２，４２３，４２４およびパターンコーナー４３１，４３２，４３３，４３４を丸く形成することが必要で、これにより伸縮膜が伸縮したときに版と伸縮膜との接触面積が増えるので、伸縮膜にかかる力が減り、伸縮膜の寿命を延ばし、生産性を上げることができる。

図１５に図１４のＢ−Ｂ断面図を示す。図１５はバス電極用パターン４１０の断面を示す断面図である。図１５の上側が印刷面側である。版４０１の上には版４０１に接して図１５には図示しない伸縮膜が設けられ、伸縮膜は、バス電極用パターン４１０からの吸引により、バス電極用パターン４１０に沿って吸引される。
バスパターンエッジ４１１，４１２を丸く形成することにより、伸縮膜が伸縮した時に伸縮膜を傷つけることが無くなり、伸縮膜の寿命を延ばし、生産性を上げることができる。

図１６に図１４のＣ−Ｃ断面図を示す。図１６はグリッド電極用パターン４２０の断面を示す断面図である。図１６の上側が印刷面側である。版４０１の上には版４０１に接して図１６には図示しない伸縮膜が設けられ、伸縮膜は、グリッド電極用パターン４２０からの吸引により、グリッド電極用パターン４２０に沿って吸引される。
グリッドパターンエッジ４２１，４２２を丸く形成することにより、伸縮膜が伸縮した時に伸縮膜を傷つけることが無くなり、伸縮膜の寿命を延ばし、生産性を上げることができる。

同様に、パターンコーナー４３１，４３２，４３３，４３４を丸く形成することにより、伸縮膜を傷つけることが無くなり、伸縮膜の寿命を延ばし、生産性を上げることができる。

実施の形態５によれば、版の窪みの角であるバスパターンエッジ、グリッドパターンエッジおよびパターンコーナーと伸縮膜との接触面積が増えるので、伸縮膜にかかる力が減り、伸縮膜の寿命が延び、生産性を上げることが可能となる。

以上のように、本発明にかかる印刷方法および印刷装置は、転写率を落とさずに高アスペクト比の印刷物を形成できる点で有用であり、特に、太陽電池セルの表銀電極とする銀ペーストを基板に印刷するのに適している。

１１，２１，１１１，１２１，１３１，２１１，４０１ 版（印刷版）、１２，１１２，２２１ 伸縮膜、１３，２３，１１３，２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄ 印刷材料、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄ，２１４ｅ 吸引孔、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１１５，１３５，２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅ 第１の窪み、１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１１８，２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｅ 第２の窪み、１９ ブレード、２２ 被印刷物、２４ 接触面、２５ 窪みの内壁、３６ 接触部、５１，２５１ 吸引空間、５２ 吸引バルブ、５３，２５５ 吸引管、５４ 加圧バルブ、５５，２６５ 加圧管、６１ａ，６１ｂ，１３５ａ，２１６，４１０ バス電極用パターン、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ，６２ｈ，６２ｉ，６２ｊ，１３５ｂ，２１７ａ，２１７ｂ，２１７ｃ，２１７ｄ，２１７ｅ，２１７ｆ，２１７ｇ，４２０ グリッド電極用パターン、１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ 版片、１３２ａ，１３２ｂ リブ、２４１ 固定軸、２５２ 吸引円筒空間吸引孔、２５３ 吸引円筒空間、２６１ 加圧空間、２６２ 加圧円筒空間加圧孔、２６３ 加圧円筒空間、２７１ 加圧部シール、２７１ａ 加圧部シールの内周、２７１ｂ 加圧部シールの外周、２８１ 基板、２９１ 第１の吸引部シール、２９２ 第２の吸引部シール、４１１，４１２，４１３，４１４ バスパターンエッジ、４２１，４２２，４２３，４２４ グリッドパターンエッジ、４３１，４３２，４３３，４３４ パターンコーナー。

Claims (1)

1. 円筒形状であり、印刷形状に相当する第１の窪みを有する印刷版と、
   前記第１の窪みに面して設けられ、前記第１の窪みより吸引することで前記第１の窪みに沿って第２の窪みが形成される伸縮膜と、
   前記印刷版の内周の内側に前記印刷版と同軸に設けられた固定軸と、
   前記印刷版の内周と前記固定軸の外周で形成された空間を印刷面側である下側の加圧円筒空間と上側の吸引円筒空間とに隔離する加圧部シールと、
   を有し、
   前記第１の窪みが前記吸引円筒空間と連通すると前記伸縮膜が前記第１の窪みに吸引されて前記伸縮膜に前記第２の窪みが形成され、
   前記印刷版が回転して前記第１の窪みが前記加圧円筒空間と連通すると前記第１の窪みでの吸引が解除されて前記第２の窪みが復元されて、
   前記第２の窪みに充填された印刷材料を押し出して被印刷物に転写することを特徴とする印刷装置。

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