JP2015223746A - ラミネート装置およびラミネート方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性が高くスループットの良いラミネート装置およびラミネート方法を得ること。【解決手段】下ケースと、下方に向かって膨張自在なダイアフラムを備え、前記下ケースと組み合わされて前記ダイアフラムによって仕切られた上下２つのチャンバーを形成する上ケースと、１つの被加工物が載置されて前記被加工物を加熱するヒータ盤と、前記被加工物が載置された複数の前記ヒータ盤が上下方向に積載されて前記下のチャンバー内に保持される積載構造体と、を備え、前記ダイアフラムが下方に向かって膨張して前記積載構造体を下方に押圧することにより、前記複数のヒータ盤に載置された複数の前記被加工物を一括して同時に、下部の前記ヒータ盤と前記ダイアフラムとの間で挟圧する。【選択図】図１

Description

本発明は、ラミネート装置およびラミネート方法に関する。

従来の太陽電池モジュールのラミネート装置では、ラミネート装置本体の前段に搬送コンベアが設けられ、搬送コンベア上の被加工物がラミネート装置本体へ搬入される。ラミネート装置本体は、上チャンバー部と下チャンバー部とに分かれており、上チャンバー部を開いた状態で、下チャンバー部のヒータ盤上に被加工物が配置される。被加工物である太陽電池モジュールでは、最下層のガラス基板上にシート状の樹脂封止材、太陽電池アレイ、シート状の樹脂封止材が積層され、最上層に保護シート材が配置される。

ラミネート装置本体では、上チャンバー部と下チャンバー部とを重ねて、内部を減圧しながら被加工物を加熱する。被加工物の加熱後、上チャンバー部の上チャンバー内を大気開放することにより、上チャンバー部に備えられたダイアフラムが膨張し、被加工物としての太陽電池モジュールがヒータ盤上で挟圧される。これにより、ヒータ盤上で樹脂封止材が溶融しながら減圧されることで、被加工物内部の気泡を抜きながら樹脂封止材により太陽電池アレイが密閉封止されてラミネート加工が完了する。

このようなラミネート装置として、たとえば特許文献１には、ダイアフラムによって仕切られた上チャンバーと下チャンバーを有し、下チャンバーには昇降自在なヒータ盤が設けられたラミネート装置において、ヒータ盤上に載置される被加工物の太陽電池モジュールを、ヒータ盤の下降終了時においてヒータ盤上面よりも上方に離して保持する保持手段を備えることが記載されている。これにより、特許文献１によれば、太陽電池パネルを真空状態にした後において加熱しているので、空気が除去される前に充填材が溶けることなく、パネル内部に気泡が残る心配がないとされている。

また、たとえば特許文献２には、下チャンバーの上面側にダイアフラムを取り付け、その上部に被加工物の太陽電池モジュールをセットするようにした下チャンバーと、上チャンバーの下面側に加熱板を取付けたラミネート装置において、下チャンバーの上面とダイアフラム下面との間に空隙を保持するようにしてダイアフラムを取り付けることが示されている。このラミネート装置によれば、加熱時にダイアフラムが膨張しても、その後の真空引きに際して、空隙が膨張部分の吸収代として機能するので、ダイアフラムに裂け等の損傷を負わせるおそれがないとされている。

また、たとえば特許文献３には、下方に向かって膨張自在なダイアフラムを備える上チャンバーと、ヒータ盤と該ヒータ盤の上方において受け取った被加工物の太陽電池パネルをヒータ盤上に載置し、かつ、該ヒータ盤上に載置した太陽電池パネルをヒータ盤上方に持上げる昇降手段を備える下チャンバーとを構成したラミネート部を上下に二段以上重ねて配置することが示されている。このラミネート装置によれば、従来のラミネート装置本体部を一つしか備えていないラミネート装置に比べて、少なくても二倍以上の生産性が高くスループットの良いラミネート装置が提供できるとされている。

登録実用新案第３０１７２３１号公報 特開２００１−２９３７８３号公報 特開平９−１４１７４３号公報

しかしながら、上記従来のラミネート装置によれば、被加工物である太陽電池モジュールをラミネート部のヒータで急激に加熱すると、太陽電池パネルにおけるガラス基板に上向きの反りが発生する。この反りを抑制するために、ラミネート部の前段に予熱部を設け、予熱部で予め被加工物を予熱してからラミネート部に搬入する方法がある。

近年では被加工物である太陽電池モジュールの大型化が進んでいる。太陽電池モジュールが大型化されると、予熱部における搬送コンベアに配置された予熱ヒータ内の複数の加熱部の設定温度が一様である場合には、太陽電池モジュールにおけるガラス基板の中央部と外周部との間に温度差が生じ、太陽電池モジュールの外周部が搬送コンベアより浮き上がることがある。すなわち、予熱部による予熱によっても既に被加工物に反りが生じることがある。反りが残ったまま被加工物がラミネート部で加熱および挟圧処理されると、ガラス基板等に対して反りを矯正する力が加わることとなり、ガラス基板の破損が発生する傾向にある。また、太陽電池モジュール端部の部分的な加熱温度不足が発生することにより、太陽電池モジュールの面内における加熱の均一性が損なわれる。この結果、ガラス基板と樹脂封止材、樹脂封止材と保護シート材との間の未接着等が起こり、ラミネート不良といった問題を引き起こす。

また、被加工物である太陽電池モジュールをラミネート部のヒータで急激に加熱すると、チャンバー内を真空引きする前に充填材としての樹脂封止材が溶け始めることにより、太陽電池モジュールの内部に気泡が残る可能性が高い。太陽電池モジュールの内部に残った気泡は、太陽電池モジュールの使用時において、起電力や外気温などの温度上昇の影響によって膨張し、太陽電池モジュールの劣化、寿命の短命化といった問題を引き起こす。

このため、連続的に太陽電池モジュールの製造を行うためには、ラミネート装置本体部の前に予熱部を設ける必要がある。この結果、製造装置の占有面積が大きくなり、面積生産性が悪くなる。

そこで、ラミネート装置本体部の前段に予熱部を設けずに、ラミネート部で被加工物である太陽電池モジュールの急激に加熱を抑制するために、ヒータ盤の上面を冷却することが行われる。しかし、実機で短時間にヒータ盤の上面全体を均一に冷却することは困難であるため、連続的な製造が行い難く、スループットの向上が図れていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生産性が高くスループットの良いラミネート装置およびラミネート方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるラミネート装置は、下ケースと、下方に向かって膨張自在なダイアフラムを備え、前記下ケースと組み合わされて前記ダイアフラムによって仕切られた上下２つのチャンバーを形成する上ケースと、１つの被加工物が載置されて前記被加工物を加熱するヒータ盤と、前記被加工物が載置された複数の前記ヒータ盤が上下方向に積載されて前記下のチャンバー内に保持される積載構造体と、を備え、前記ダイアフラムが下方に向かって膨張して前記積載構造体を下方に押圧することにより、前記複数のヒータ盤に載置された複数の前記被加工物を一括して同時に、下部の前記ヒータ盤と前記ダイアフラムとの間で挟圧すること、を特徴とする。

本発明によれば、生産性が高くスループットの良いラミネート装置およびラミネート方法が得られる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるラミネート装置におけるラミネート装置本体の構成を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかるラミネート装置でラミネート加工が施される前の被加工物の一例である太陽電池モジュール（ラミネート前）の構成を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかるミネータ装置本体、段積みユニット、段ばらしユニットの配置を示す模式図である。 図４は、段積みユニットにおいて被加工物がヒータ盤上に載置され、ヒータ盤が積載される工程を示す模式図である。 図５は、段積みユニットにおいて被加工物がヒータ盤上に載置され、ヒータ盤が積載される工程を示す模式図である。 図６は、段積みユニットにおいて被加工物がヒータ盤上に載置され、ヒータ盤が積載される工程を示す模式図である。 図７は、本発明の実施の形態１にかかるラミネート装置におけるラミネートプロセスを示す模式図であり、ラミネート装置を密閉した状態を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態１にかかるラミネート装置におけるラミネートプロセスを示す模式図であり、加熱された被加工物を挟圧する状態を示す模式図である。 図９は、本発明の実施の形態１にかかるラミネート装置におけるヒータ盤への給電の構成を示す模式図である。 図１０は、本発明の実施の形態１にかかるラミネート装置におけるヒータ盤に内蔵された被加工物離間保持部の構成を示す模式図である。 図１１は、本発明の実施の形態１にかかるラミネート装置におけるヒータ盤に内蔵されたヒータ盤離間保持部の構成を示す模式図である。 図１２は、段ばらしユニットにおいて被加工物がヒータ盤より分離され、ヒータ盤同士が切り離される工程を示す模式図である。 図１３は、段ばらしユニットにおいて被加工物がヒータ盤より分離され、ヒータ盤同士が切り離される工程を示す模式図である。 図１４は、段ばらしユニットにおいて被加工物がヒータ盤より分離され、ヒータ盤同士が切り離される工程を示す模式図である。

以下に、本発明にかかるラミネート装置およびラミネート方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

実施の形態１．
実施の形態１にかかるラミネート装置１は、下方に向かって膨張可能なダイアフラム１１１を備える上チャンバー１１３と下チャンバー１２３とを備え、上面に被加工物１０を載置した状態で少なくとも２段以上に積載されたヒータ盤１３０をラミネート装置本体１００内部に配置した状態でヒータ盤１３０の加熱および上チャンバー１１３と下チャンバー１２３との減圧を行う機能を有する。図１は、実施の形態１にかかるラミネート装置１におけるラミネート装置本体１００の構成を模式的に示す断面図である。

実施の形態１にかかるラミネート装置１は、ラミネート部であるラミネート装置本体１００に、密閉及び分離開放可能とされた上下一対のチャンバーケースとして上ケース１１０と下ケース１２０とを備える。上ケース１１０と下ケース１２０とは、上ケース１１０が下ケース１２０上に載置されて上ケース１１０と下ケース１２０とが密閉状態とされることにより、被加工物１０のラミネート処理を行うための処理空間としての真空チャンバーを内部に構成する。

上ケース１１０は、たとえば下側（下ケース１２０と対向する側）の一面（下面１１０ａ）に溝部１１０ｂを有する略箱状に構成されている。上ケース１１０は、下面１１０ａおよび該下面１１０ａに対向する上面の面積が側面の面積に対して大面積とされた略箱状とされている。溝部１１０ｂは、下面１１０ａにおいて外周縁部を除いた領域に設けられている。上ケース１１０は、下ケース１２０の上部に配置され、図示しない昇降機構により昇降可能とされている。上ケース１１０は、被加工物１０のラミネート装置本体１００への搬入時および搬出時には上方へ移動する。また、上ケース１１０は、被加工物１０のラミネート加工時には下降して下ケース１２０上に載置され、上ケース１１０と下ケース１２０とが密閉状態とされる。

下ケース１２０は、たとえば略平板状に構成されている。下ケース１２０は、上面１２０ａおよび該上面１２０ａに対向する下面の面積が側面の面積に対して大面積とされた略平板状とされている。下ケース１２０は、上ケース１１０の下部に配置され、被加工物１０のラミネートプロセス時には、上ケース１１０が載置されて上ケース１１０と下ケース１２０とが密閉状態とされる。

上ケース１１０の下面１１０ａには、被加工物１０に対する加圧（押圧）手段としてダイアフラム１１１が取り付けられている。被加工物１０のラミネートプロセス時に上ケース１１０と下ケース１２０とが密閉状態とされたときには、ラミネート装置本体１００の内部の空間がダイアフラム１１１で仕切られることにより上チャンバーと下チャンバーとが構成される。ダイアフラム１１１は、たとえば耐熱ゴムなどにより構成される。

また、上ケース１１０には、上チャンバー内を吸排気するための上ケース吸排気口１１２が上ケース１１０の上面から溝部１１０ｂの底面まで貫通して設けられている。上ケース吸排気口１１２は、図示しない吸排気装置に接続されている。したがって、上チャンバー内は、上ケース吸排気口１１２および吸排気装置を用いて、真空引きおよび大気開放可能とされている。

下ケース１２０の側面には、下チャンバー内を吸排気するための下ケース吸排気口１２１が、下ケース１２０の内部で屈曲して下ケース１２０の上面１２０ａまで貫通して設けられている。下ケース吸排気口１２１は、図示しない吸排気装置に接続されている。したがって、下チャンバー内は、下ケース吸排気口１２１および吸排気装置を用いて、真空引きおよび大気開放可能とされている。

また、下ケース１２０の上面１２０ａの内部側の領域には、ラミネート装置本体１００の内部において被加工物１０を保持するとともにヒータを内部に内蔵して被加工物１０を加熱するヒータ盤１３０が、２段以上に積層されて配置される。すなわち、ヒータ盤１３０は、上ケース１１０と下ケース１２０とが密閉状態とされたときに上ケース１１０と接触しない下ケース１２０の上面１２０ａの内部側の領域に配置される。ヒータ盤１３０は、下ケース１２０に対して着脱自在であり、移動可能とされている。ヒータ盤１３０は、被加工物１０を加熱する際に、内蔵するヒータが被加工物１０の面方向において被加工物１０を包含できる面積を有する。

ヒータ盤１３０は、被加工物１０を保持するとともにヒータを内部に内蔵して被加工物１０を加熱する。また、ヒータ盤１３０は、上面における既定の位置に被加工物１０が載置された状態で図示しない移動手段により面方向を平行にして段積みされて積載構造体２１０が構成される。ヒータ盤１３０は、積載構造体２１０の状態で下チャンバー内において加熱される。ヒータ盤１３０は、下面の外縁部におけるコーナー部等の所定の位置に、複数のヒータ盤離間保持部１３５を備える。ヒータ盤離間保持部１３５については後述する。ラミネート装置本体１００で用いられるヒータ盤１３０は、段積みされる際に、上段から下段までのどの位置においても使用可能なように同じ構成とされることが好ましい。

つぎに、ラミネート装置本体１００で取り扱う被加工物１０について説明する。ラミネート装置本体１００で取り扱う被加工物１０は、たとえば太陽電池モジュール（ラミネート前）である。図２は、ラミネート装置本体１００でラミネート加工が施される前の被加工物１０の一例である太陽電池モジュール（ラミネート前）の構成を示す断面図である。

ラミネート加工が施される前の被加工物１０としての太陽電池モジュール（ラミネート前）は、ガラス基板１１、樹脂封止材１２、太陽電池アレイ１５、樹脂封止材１６、バック保護シート材１７が順に積層されている。ガラス基板１１は、太陽電池モジュールのおもて面を保護するカバーガラスである。樹脂封止材１２は、シート状とされ、たとえばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）などのラミネート加工可能な材料で形成されている。太陽電池アレイ１５では、複数の太陽電池セル１３が複数のリード線１４を介して直列に接続された太陽電池ストリングが、たとえば図２における奥行き方向に配列されている。樹脂封止材１６は、シート状とされ、たとえばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）などのラミネート加工可能な材料で形成されている。バック保護シート材１７は、耐湿性を備えて太陽電池モジュールの裏面側を保護する裏面保護材であり、たとえばポリエチレン樹脂などで形成されている。このような太陽電池モジュール（ラミネート前）では、たとえばガラス基板１１が最下層とされ、バック保護シート材１７が最上層とされてラミネート装置本体１００に搬入され、ラミネート加工が行われる。

ラミネート装置本体１００による被加工物１０のラミネート加工は以下のようにして行われる。図３は、実施の形態１にかかるラミネート装置本体１００、段積みユニット２００、段ばらしユニット３００の配置を示す模式図である。

図３に示すようにラミネート装置本体１００の前段には、段積みユニット２００が隣接して配置される。段積みユニット２００は、ヒータ盤１３０の移動手段と被加工物１０の移動手段とを有し、ラミネート装置本体１００の内部に搬入される前にヒータ盤１３０上の既定の位置に被加工物１０を載置し、さらにヒータ盤１３０同士を２段以上に積載することにより積載構造体２１０を形成する機能を有する。図３では、上ヒータ盤１３０ａ上に被加工物１０ａが、また下ヒータ盤１３０ｂ上に被加工物１０ｂが載置される場合を例に示している。

また、図３に示すようにラミネート装置本体１００の後段には、段ばらしユニット３００が隣接して配置される。段ばらしユニット３００は、ヒータ盤１３０の移動手段と被加工物１０の移動手段とを有し、ラミネート装置本体１００におけるラミネート加工完了後の２段以上に積載されたヒータ盤１３０同士を切り離し、さらに被加工物１０をヒータ盤１３０から分離して積載構造体２１０を解体する機能を有する。

被加工物１０のラミネート加工においては、まず段積みユニット２００において被加工物１０がヒータ盤１３０上に載置され、かつ被加工物１０が載置された複数のヒータ盤１３０が積載される。図４〜図６は、段積みユニット２００において被加工物１０がヒータ盤１３０上に載置され、ヒータ盤１３０が積載される工程を示す模式図である。

まず、被加工物１０がヒータ盤１３０に載置される既定の被加工物搬入位置に上ヒータ盤１３０ａが配置され、該上ヒータ盤１３０ａ上に第１被加工物１０ａが載置される。つぎに、図４に示すように、第１被加工物１０ａを上ヒータ盤１３０ａごと上方に持ち上げ、上ヒータ盤１３０ａの下部に配置されたつぎの下ヒータ盤１３０ｂを下方より被加工物搬入位置に上昇させる。つぎに、図５に示すように第２被加工物１０ｂを下ヒータ盤１３０ｂ上に載置した後、図６に示すように上ヒータ盤１３０ａを下降させて、下ヒータ盤１３０ｂの上面に上ヒータ盤１３０ａを積載する。これにより、上ヒータ盤１３０ａが下ヒータ盤１３０ｂ上に積載された積載構造体２１０が構成される。

その後、上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとが積載された積載構造体２１０は、たとえばロボット等の図示しない搬送手段によりラミネート装置本体１００内部の下ケース１２０における上面１２０ａの内部側の領域に搬入されて、既定の位置に位置決めして載置される。ラミネート装置本体１００に積載構造体２１０を搬入する際には、上ケース１１０を上昇させて、ラミネート装置本体１００を開放状態としておく。

ここで、下ヒータ盤１３０ｂは、たとえば下ケース１２０の上面１２０ａに設けられた溝等の固定部に嵌め込まれて、下ケース１２０の上面１２０ａの面方向において動かないように固定されるような構成とされてもよい。ここでは、被加工物１０が載置された２つのヒータ盤１３０が積載されて積載構造体２１０を構成する場合について示しているが、積載構造体２１０を構成するヒータ盤１３０の数量は２つに限定されず、さらに多数とされてもよい。

つぎに、図７に示すように上ケース１１０を下降させて、上ケース１１０と下ケース１２０とを重ね、ラミネート装置本体１００を密閉状態にする。図７は、ラミネート装置本体１００におけるラミネートプロセスを示す模式図であり、ラミネート装置本体１００を密閉した状態を示す図である。これにより、ラミネート装置本体１００の内部の空間がダイアフラム１１１で仕切られ、ラミネート装置本体１００の内部に上チャンバー１１３と下チャンバー１２３が構成される。上チャンバー１１３は、ラミネート装置本体１００の内部領域において、すなわち上ケース１１０と下ケース１２０とに囲まれたチャンバーにおいて、ダイアフラム１１１により仕切られた上部の空間である。下チャンバー１２３は、チャンバーにおいてダイアフラム１１１により仕切られた下部の空間である。

上ケース１１０の下降完了後、上チャンバー１１３と下チャンバー１２３との減圧が開始される。また、減圧と同時に上ヒータ盤１３０ａおよび下ヒータ盤１３０ｂに給電を行うことで該上ヒータ盤１３０ａおよび下ヒータ盤１３０ｂを加熱して、第１被加工物１０ａおよび第２被加工物１０ｂを加熱する。すなわち、上ケース吸排気口１１２および下ケース吸排気口１２１を介して上チャンバー１１３および下チャンバー１２３の内部を減圧しながら、ヒータ盤１３０ａおよびヒータ盤１３０ｂの温度を同じ温度に上昇させて被加工物１０を加熱する。

つぎに、上チャンバー１１３と下チャンバー１２３との減圧が完了し、第１被加工物１０ａおよび第２被加工物１０ｂの加熱温度が、樹脂封止材１２および樹脂封止材１６の溶融する温度近辺に達すると、上ケース吸排気口１１２を開放して上チャンバー１１３内に大気を導入する。これにより、上チャンバー１１３内の圧力が下チャンバー１２３内の圧力よりも大きくなり、上チャンバー１１３内と下チャンバー１２３内との圧力差によって図８に示すように上ケース１１０に備えられたダイアフラム１１１が下方に膨張する。

そして、下方に膨張したダイアフラム１１１が第１被加工物１０ａの全面を下方に加圧（押圧）することにより、積載構造体２１０が下ケース１２０とダイアフラム１１１との間で挟圧され、第１被加工物１０ａおよび第２被加工物１０ｂは下ケース１２０とダイアフラム１１１との間で挟圧される。これにより、第１被加工物１０ａおよび第２被加工物１０ｂがプレス成形される。図８は、ラミネート装置本体１００におけるラミネートプロセスを示す模式図であり、加熱された被加工物１０を挟圧する状態を示す模式図である。

ヒータ盤１３０上で樹脂封止材１２および樹脂封止材１１６を溶融させながら下チャンバー１２３内が減圧され、最終的に真空状態とされることで、被加工物１０内部の気泡を抜きながら樹脂封止材１２および樹脂封止材１６により太陽電池アレイ１５が密閉封止され、ラミネート加工が完了する。これにより、第１被加工物１０ａおよび第２被加工物１０ｂが一度のラミネート加工プロセスで同時に一括してプレス成形され、生産性が高くスループットの良いラミネート加工が行われる。

ここで、ラミネート装置本体１００では、積載構造体２１０において上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとが積層されている。このため、ダイアフラム１１１と上ヒータ盤１３０ａとに挟まれた被加工物１０ａと、上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとに挟まれた被加工物１０ｂは、同時にラミネート加工される。被加工物１０ｂである太陽電池モジュールは、上ヒータ盤１３０ａと直接接触すると入熱が多くなり太陽電池アレイ１５に破損が発生するおそれがある。このため、ヒータ盤１３０の下面には少なくとも被加工物１０ｂに対応する領域にヒータ盤ダイアフラム１３１を貼り付けておくことが好ましい。

ヒータ盤１３０は、一般のラミネート装置とは異なり、固定式ではなく移動式とされている。このため、ヒータ盤１３０への給電は、固定ケーブルでなく、給電ソケット自動脱着式の機構とされている。すなわち、図９に示すように、ヒータ盤１３０の下面に給電用ソケットオス側１４０、下ケース１２０の上面であって給電用ソケットオス側１４０に対応する位置に給電用ソケットメス側１４１が取り付けられる。図９は、ラミネート装置本体１００におけるヒータ盤１３０への給電の構成を示す模式図である。給電用ソケットメス側１４１は、積載構造体２１０が挟圧されて上下のヒータ盤１３０間の距離が縮まる際にヒータ盤１３０間同士の接近を妨げないように、給電用ソケットオス側１４０が下方に移動できるように深く設けられる。

下ヒータ盤１３０ｂへの給電は、電源に接続された下ケース１２０側から給電用ソケットオス側１４０と給電用ソケットメス側１４１とを介して行われる。また、上ヒータ盤１３０ａへの給電は、下ヒータ盤１３０ｂに設けられた給電用ソケットメス側１４１から上ヒータ盤１３０ａに設けられた給電用ソケットオス側１４０に、下ヒータ盤１３０ｂの内部を経由して行われる。

また、下ヒータ盤１３０ｂへの給電は、下ヒータ盤１３０ｂへ電力を供給するレール状の給電レールにより行われてもよい。この場合は、下ケース１２０における下ヒータ盤１３０ｂの支持部との接触面に給電レールが配置される。また、下ヒータ盤１３０ｂの支持部の下ケース１２０との接触面においては、下ケース１２０の給電レールに対応する任意の位置に給電用接続部が設けられる。これにより、下ケース１２０側の給電レールから下ヒータ盤１３０ｂ側の給電用接続部に対して給電が行われる。

また、上ヒータ盤１３０ａへの給電は、下ヒータ盤１３０ｂに設けられた給電レール側から上ヒータ盤１３０ａに設けられた給電用接続部側に、下ヒータ盤１３０ｂの内部を経由して行われる。この場合は、下ヒータ盤１３０ｂの上面における上ヒータ盤１３０ａの支持部との接触面に、給電レールが配置される。そして、上ヒータ盤１３０ａの支持部の下ヒータ盤１３０ｂの上面との接触面においては、下ヒータ盤１３０ｂの給電レールに対応する任意の位置に給電用接続部が設けられる。これにより、下ヒータ盤１３０ｂ側の給電レールから上ヒータ盤１３０ａ側の給電用接続部に対して給電が行われる。

また、上述したラミネート装置本体１００では、被加工物１０をヒータ盤１３０の上面から所定の隙間を開けて離間させて保持する被加工物離間保持部をヒータ盤１３０に備える。これにより、ラミネート装置本体１００では、上チャンバー１１３が大気開放される前に、ヒータ盤１３０上に載置されている被加工物１０がヒータ盤１３０からの熱により下方から急激に加熱されることを抑制できる。

被加工物離間保持部の一例としては、たとえば図１０に示すように、ヒータ盤１３０の上面から既定の高さだけ突出する複数個の被加工物保持ピン部１５０が、ヒータ盤１３０の上面における被加工物１０が載置される領域に配置される。図１０は、ヒータ盤１３０に内蔵された被加工物離間保持部の構成を示す模式図である。被加工物保持ピン部１５０は、ヒータ盤１３０の上面からヒータ盤１３０の内部に該上面に垂直に設けられた溝部１５２に嵌め込まれている。

被加工物１０は、被加工物保持ピン１５０上に載置されて該被加工物保持ピン１５０に支持されることにより、上チャンバー１１３が大気開放されてダイアフラム１１１により加圧されるまで、ヒータ盤１３０の上面に直接接触しない。すなわち、第１被加工物１０ａがダイアフラム１１１により加圧された際に被加工物保持ピン１５０が下降することで、被加工物離間保持部は第１被加工物１０ａを上ヒータ盤１３０ａの上面に接触させる状態に遷移する。これにより、第１被加工物１０ａは初めて上ヒータ盤１３０ａの上面に直接接触する。

また、第２被加工物１０ｂを支持する被加工物保持ピン１５０は、第１被加工物１０ａがダイアフラム１１１により下方に加圧されることにより上ヒータ盤１３０ａが下方に押されて第２被加工物１０ｂを下方に加圧した際に溝部１５２内に押し込まれる（下降する）。これにより、第２被加工物１０ｂは初めて下ヒータ盤１３０ｂの上面に直接接触し、第２被加工物１０ｂは初めて下ヒータ盤１３０ｂの上面に直接接触する。ダイアフラム１１１による加圧状態が解除されると、被加工物保持ピン１５０は上昇して最初の高さ位置に戻る。

被加工物保持ピン１５０の上下駆動の駆動源として、ダイアフラム１１１による第１被加工物１０ａに対する加圧力、すなわち上チャンバー１１３による第１被加工物１０ａに対する押し付け力を利用することで、被加工物離間保持部の構造を簡略化できる。被加工物１０の重量で被加工物保持ピン１５０が下降しないように、被加工物保持ピン１５０の下部に設けられた溝部１５２の底部にピンバネ１５１を内蔵している。

ピンバネ１５１としては、バネ圧縮力が被加工物１０の重量より強く、かつ、上チャンバー１１３の大気開放後のダイアフラム１１１の膨張による押し付け力より弱いものが選定される。また、耐熱スポンジゴムなどの弾性体でもピンバネ１５１の代用は可能である。

また、上述したラミネート装置本体１００では、上チャンバー１１３が大気開放される前に上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとが第２被加工物１０ｂを介して接触しないように、所定の隙間を開けて離間させて上ヒータ盤１３０ａを保持するヒータ盤離間保持部１３５をヒータ盤１３０に備えている。これにより、ラミネート装置本体１００では、上チャンバー１１３が大気開放される前に、上下に積層されたヒータ盤１３０同士が被加工物１０を介して接触することを抑制できる。すなわち、上チャンバー１１３が大気開放される前に、被加工物１０が該被加工物１０の上部のヒータ盤１３０の下面に接触することを抑制できる。

ヒータ盤離間保持部１３５は、被加工物１０ｂが被加工物離間保持部により下ヒータ盤１３０ｂの上面から離間して保持されている場合には、被加工物１０ｂの上面に上ヒータ盤１３０ａの下面（ヒータ盤ダイアフラム１３１）が接触しないように、上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとを離間させて上ヒータ盤１３０ａを保持する。

ヒータ盤離間保持部１３５の一例としては、たとえば図１１に示すように、上ヒータ盤１３０ａの下面から既定の高さだけ突出する４つのヒータ盤保持支柱部１６０が、上ヒータ盤１３０ａの下面の４つのコーナー部に配置される。ヒータ盤保持支柱部１６０は、ヒータ盤１３０の下面からヒータ盤１３０の内部に該下面に垂直に設けられた溝部１６２に嵌め込まれている。ヒータ盤保持支柱部１６０が上ヒータ盤１３０ａの下面から突出する長さは、上チャンバー１１３が大気開放されてダイアフラム１１１により加圧されていない状態では、上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとが第２被加工物１０ｂを介して接触しないように所定の隙間を保持できる長さとされる。図１１は、ヒータ盤１３０に内蔵されたヒータ盤離間保持部の構成を示す模式図である。

上ヒータ盤１３０ａは、下ヒータ盤１３０ｂ上においてヒータ盤保持支柱部１６０により下ヒータ盤１３０ｂから離間して支持されることにより、上チャンバー１１３が大気開放されてダイアフラム１１１により加圧されるまで、被加工物１０の上面に直接接触しない。すなわち、第１被加工物１０ａがダイアフラム１１１により加圧された際にヒータ盤保持支柱部１６０が上昇してヒータ盤１３０の上記溝部に押し込まれると、ヒータ盤離間保持部１３５は、上下に隣接する上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとを第１被加工物１０ａを介して直接積層させる状態に遷移する。これにより、上ヒータ盤１３０ａは初めて第１被加工物１０ａの上面に直接接触する。

ヒータ盤保持支柱部１６０の上下駆動の駆動源として、ダイアフラム１１１による第１被加工物１０ａに対する加圧力、すなわち上チャンバー１１３による第１被加工物１０ａに対する押し付け力を利用することで、ヒータ盤離間保持部１３５の構造を簡略化できる。上ヒータ盤１３０ａおよび第１被加工物１０ａの重量でヒータ盤保持支柱部１６０が溝部１６２に押し込まれないように、溝部１６２におけるヒータ盤保持支柱部１６０の上部、すなわち溝部１６２の底部に支柱バネ１６１を内蔵している。

上ヒータ盤１３０ａに設けられる支柱バネ１６１としては、バネ圧縮力が上ヒータ盤１３０ａおよび第１被加工物１０ａの重量より強く、かつ、上チャンバー１１３の大気開放後のダイアフラム１１１の膨張による押し付け力より弱いものが選定される。また、耐熱スポンジゴムなどの弾性体でも支柱バネ１６１の代用は可能である。なお、上部にさらにヒータ盤１３０および被加工物１０が積載される場合には、これらの重量をバネ圧縮力に考慮する。

そして、プレス成形終了後、下ケース吸排気口１１を開放して下チャンバー１２３内に大気を導入することにより上ケース１１０を持ち上げ、図示しない搬出部により積載構造体２１０を搬出する。

段ばらしユニット３００では、段積みユニット２００とは逆にラミネート加工を完了した被加工物１０をヒータ盤１３０より分離し、かつ、ヒータ盤１３０同士を切り離す。図１２〜図１４は、段ばらしユニット３００において被加工物１０がヒータ盤１３０より分離され、ヒータ盤１３０同士が切り離される工程を示す模式図である。

積載構造体２１０は、ラミネート装置本体１００の内部より搬出された後、一定時間の冷却後、図１２に示す状態から、段ばらしユニット３００により上ヒータ盤１３０ａと下ヒータ盤１３０ｂとに切り離しされる。つぎに、切り離しされた下ヒータ盤１３０ｂの上面に載置されている被加工物１０を分離するため、図１３に示すように上ヒータ盤１３０ａを持上げた後、図１４に示すように下ヒータ盤１３０ｂを下方に下降させ、下ヒータ盤１３０ｂと第２被加工物１０ｂとを分離する。第２被加工物１０ｂは、次工程へ搬出される。その後、ヒータ盤１３０ａを下降させ、第１被加工物１０ａを第２被加工物１０ｂと同様の方式で上ヒータ盤１３０ａから分離する。第１被加工物１０ａは、次工程へ搬出される。

上述したように、実施の形態１においては、第１被加工物１０ａおよび第２被加工物１０ｂがそれぞれ上ヒータ盤１３０ａおよび下ヒータ盤１３０ｂに載置されて積載構造体２１０を構成した状態でラミネートプロセスが行われる。これにより、第１被加工物１０ａおよび第２被加工物１０ｂが一度のラミネート加工プロセスで同時に一括してプレス成形され、生産性が高くスループットの良いラミネート加工が行われる。すなわち、下チャンバーにヒータ盤を１段備えるラミネート装置に比べて、生産性およびスループットが２倍のラミネート加工が可能になる。そして、積載構造体２１０の積載段数を増やすことにより、より生産性が高くスループットの良いラミネート加工が可能となる。

また、実施の形態１においては、被加工物１０（積層構造体）を加圧するためのダイアフラムは上ケース１１０に１つだけ備えればよく、上ケース１１０構成が簡単であり、メンテナンス性や故障等の不具合の発生の可能性の観点においても優れる。

したがって、実施の形態１によれば、生産性が高くスループットの良いラミネート下降が実現可能である。

実施の形態２．
ヒータ盤１３０の加熱については、実施の形態１において説明したようにラミネート装置本体１００の下ケース１２０から給電する方法だけではなく、充電方式を採用して、段積みユニットでの処理前または段積みユニットにおいて各ヒータ盤１３０に給電して充電する方法も可能である。これにより、下ケース１２０の構造を簡略化できる。

実施の形態３．
被加工物１０の加熱方法は、実施の形態１において説明したようにヒータを内部に内蔵したヒータ盤１３０を用いる方法だけではなく、たとえば熱風などを用いて金属盤を加熱することによりヒータ盤１３０の代替とすること方法でも可能である。この場合は、被加工物１０が載置された金属盤を積載して積載構造体が構成される。そして、下チャンバー１２３内に熱風供給手段を設け、金属盤が積載された積載構造体に熱風を供給する。これにより、被加工物１０を載置して積載構造体を構成する各部材の構成を簡略化できる。

以上のように、本発明にかかるラミネート装置は、生産性が高くスループットの良いラミネート加工に有用である。

１ ラミネート装置、１０ 被加工物、１０ａ 第１被加工物、１０ｂ 第２被加工物、１１ ガラス基板、１２ 樹脂封止材、１３ 太陽電池セル、１４ リード線、１５ 太陽電池アレイ、１６ 樹脂封止材、１７ バック保護シート材、１００ ラミネート装置本体、１１０ 上ケース、１１０ａ 下面、１１０ｂ 溝部、１１１ ダイアフラム、１１２ 上ケース吸排気口、１１３ 上チャンバー、１２０ 下ケース、１２０ａ 上面、１２１ 下ケース吸排気口、１２３ 下チャンバー、１３０ ヒータ盤、１３０ａ 上ヒータ盤、１３０ｂ 下ヒータ盤、１３１ ヒータ盤ダイアフラム、１３２ 被加工物保持ピン、１４０ 給電用ソケットオス側、１４１ 給電用ソケットメス側、１５０ 被加工物保持ピン部、１５１ ピンバネ、１６０ ヒータ盤保持支柱部、１６１ 支柱バネ、１６２ 溝部、２００ 段積みユニット、２１０ 積載構造体、３００ 段ばらしユニット。

Claims (10)

1. 下ケースと、
   下方に向かって膨張自在なダイアフラムを備え、前記下ケースと組み合わされて前記ダイアフラムによって仕切られた上下２つのチャンバーを形成する上ケースと、
   １つの被加工物が載置されて前記被加工物を加熱するヒータ盤と、
   前記被加工物が載置された複数の前記ヒータ盤が上下方向に積載されて前記下のチャンバー内に保持される積載構造体と、
   を備え、
   前記ダイアフラムが下方に向かって膨張して前記積載構造体を下方に押圧することにより、前記複数のヒータ盤に載置された複数の前記被加工物を一括して同時に、下部の前記ヒータ盤と前記ダイアフラムとの間で挟圧すること、
   を特徴とするラミネート装置。
2. 前記ヒータ盤は、該ヒータ盤に載置する前記被加工物が前記ダイアフラムの押圧力により下方に押圧されない状態において、該ヒータ盤に載置する前記被加工物を該ヒータ盤の上面から離間させて保持する被加工物離間保持部を備えること、
   を特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
3. 前記被加工物離間保持部は、該被加工物離間保持部が保持する前記被加工物が前記ダイアフラムの押圧力により下方に押圧されることにより前記被加工物を前記ヒータ盤に接触させる状態に遷移すること、
   を特徴とする請求項２に記載のラミネート装置。
4. 前記ヒータ盤は、前記被加工物が前記ダイアフラムの押圧力により下方に押圧されない状態において、前記積載構造体において上下に隣接する前記ヒータ盤同士を離間させて保持するヒータ盤離間保持部を備えること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のラミネート装置。
5. 前記ヒータ盤離間保持部は、前記被加工物が前記ダイアフラムの押圧力により下方に押圧されることにより前記上下に隣接する前記ヒータ盤同士を、前記被加工物を介して直接積層させること、
   を特徴とする請求項４に記載のラミネート装置。
6. 前記被加工物のヒータ盤への給電は、前記下ケースに設けられて前記ヒータ盤へ電力を供給する、前記ヒータ盤を着脱可能な給電部により行われること、
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のラミネート装置。
7. 前記給電部は、前記下ケースから前記ヒータ盤へ電力を供給するレール状の給電レールであること、
   を特徴とする請求項６に記載のラミネート装置。
8. 前記複数のヒータ盤における各ヒータ盤に前記被加工物を載置し、前記被加工物が載置された各ヒータ盤同士を上下方向に積載して前記積載構造体を構成する段積みユニットを備えること、
   を特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のラミネート装置。
9. 前記積載構造体において積載された前記ヒータ盤同士を分離し、さらに前記被加工物を前記ヒータ盤から分離して前記積載構造体を解体する段ばらしユニットを備えること、
   を特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のラミネート装置。
10. 下方に向かって膨張自在なダイアフラムを備える上ケースと、下ケースとが組み合わされて前記ダイアフラムによって仕切られた上下２つのチャンバーを形成し、前記下のチャンバー内の保持部に保持された被加工物を加熱し、前記ダイアフラムによって前記被加工物を前記下ケースとの間で挟圧することによりラミネート加工を行うラミネート方法であって、
    前記被加工物が載置されて前記被加工物を加熱する複数の前記ヒータ盤が上下方向に積載された積載構造体を、前記下のチャンバー内に搬入する工程と、
    前記上ケースと前記下ケースとを組み合わせて、前記ダイアフラムによって仕切られた上下２つのチャンバーを形成する工程と、
    前記ダイアフラムを下方に向かって膨張させて前記積載構造体を下方に押圧することにより、前記複数のヒータ盤に載置された複数の前記被加工物を一括して同時に、下部の前記ヒータ盤と前記ダイアフラムとの間で挟圧する工程と、
    を含むことを特徴とするラミネート方法。

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