薄膜切割装置以及薄膜切割方法.pdf

本发明提供一种薄膜切割装置和薄膜切割方法，该薄膜切割装置和薄膜切割方法既可防止煤烟附着在薄膜上，又可高效率地排除烟尘，该烟尘是利用激光沿着基板的外缘和内缘切断保护用的薄膜时产生的。具有通过照射激光而沿着盘片的外缘和内缘切断薄膜(1)的激光照射装置(6)、吸引在通过激光照射而切断时产生的烟尘的第一吸气部(3)和第二吸气部(4)、以及为了抑制烟尘流入薄膜(1)的与盘片相对应的表面而调整由第一吸气部(3)所产生的气流的调整部(5)。在通过激光照射装置(6)沿着内缘切断薄膜(1)前，在内缘的内侧形成切口。

1.  一种薄膜切割装置，其特征在于，具有：
通过照射激光沿着基板的外缘和内缘切断薄膜的切断部；
吸引所述切断部在切断时产生的烟尘的吸引部；
为了抑制烟尘流入薄膜的与基板对应的表面，调整所述吸引装置吸引的气流的调整部。

2.  如权利要求1所述的薄膜切割装置，其特征在于，具有切入部，在利用所述切断装置沿着内缘切断薄膜时或者在切断前，在内缘的内侧形成切口。

3.  如权利要求2所述的薄膜切割装置，其特征在于，所述切断部和所述切入部是共同的激光照射装置。

4.  如权利要求1所述的薄膜切割装置，其特征在于，具有切断时载置薄膜的台，
在所述台的对薄膜照射激光的位置设置有由不吸收激光的材料形成的保护部。

5.  如权利要求1所述的薄膜切割装置，其特征在于，所述吸引部具有设置在薄膜的与基板的外缘对应的位置上的第一吸气部、和设置在薄膜的基板的内缘的内侧的第二吸气部。

6.  如权利要求5所述的薄膜切割装置，其特征在于，在所述第一吸气部上设置气流的缓冲空间。

7.  如权利要求5所述的薄膜切割装置，其特征在于，设置多个所述第一吸气部，从而旋涡状地吸引烟尘。

8.  如权利要求5所述的薄膜切割装置，其特征在于，所述第二吸气部具有排出切断后的薄膜的路径。

9.  如权利要求5所述的薄膜切割装置，其特征在于，所述第二吸气部具有贯通所述切口的吸气筒。

10.  如权利要求1所述的薄膜切割装置，其特征在于，所述调整部构成覆盖薄膜的激光照射位置的罩部，并且具有排除所述罩部内的空气的排除部。

11.  如权利要求10所述的薄膜切割装置，其特征在于，所述罩部的至少一部分由透过激光的材质形成。

12.  一种薄膜切割方法，其特征在于，利用激光的照射沿着基板的外缘切断薄膜，并且将切断时产生的烟尘向所述薄膜的基板的外缘的外方向吸引，
通过照射激光或利用刀具，在所述薄膜的基板的内缘的内侧形成切口，
沿着基板的内缘切断薄膜，并且将切断时产生的烟尘向所述薄膜的基板的内缘的内方向吸引。

薄膜切割装置以及薄膜切割方法
技术领域
本发明涉及例如将粘贴在光盘等的表面上而进行保护的薄膜沿着光盘的外缘和内缘切断的薄膜切割装置和薄膜切割方法。
背景技术
光盘或光磁盘等的光学读取式的圆盘形记录介质，需要形成由树脂制成的层作为保护层，该保护层保护形成在基板上的记录面。例如，在蓝光光盘(BD)中，在单层的情况下，注射模塑成形聚碳酸酯制的基板，通过喷溅等形成反射膜等，然后，通过粘贴树脂制的薄膜片或通过旋转涂敷涂敷树脂，从而形成保护层。
在此，在粘贴薄膜片的方式的情况下，需要预先按照盘片的形状切断薄膜、从而准备盘状的片。目前，在切断这样的薄膜时，进行基于刀具、模具的冲切等。但是，在这样的基于机械接触的切断方法中，在断裂角部产生飞边和切屑。并且，刀具和模具由于持续使用而逐渐老化，因此，从开始使用时到使用寿命结束为止期间，产品产生标准离差。
当存在这样的飞边、切屑以及产品的标准离差时，例如在如蓝光光盘那样需要在1.1mm厚的盘片上形成0.1mm厚的保护层的高密度盘片的情况下，在信号特性检查中发生错误的可能性变大，成品率降低。
作为对策，不通过刀具或模具那样的机械接触进行切断，而是考虑进行非接触的切断加工的方法。例如，已知有通过激光的方法，该方法光滑地形成切断部位。但是，在通过激光进行切断的情况下，在切断部位产生烟尘，该烟尘附着在片上有可能发生污染。因此，在专利文献1、专利文献2所公开的激光加工技术中，通过从切断部位进行排气来防止烟尘的残留。
专利文献1：日本特开平6-285668号公报
专利文献2：日本特表2002-537140号公报
但是，在将上述的现有的激光加工技术用于盘片的保护膜的情况下，具有以下问题。即，在从设置在一定位置的吸引装置单纯地吸引的情况下，根据由此产生的气流的方向，烟尘通过薄膜的表面，由此，有可能发生煤烟附着。
尤其是在沿着盘片的内缘切出内侧的圆形的情况下，如果从外侧吸引，则由于从内侧向外侧的气流，烟尘通过薄膜的表面，将导致煤烟附着。但是，在从内缘的上方进行吸引的情况下，薄膜容易游离，而在从内缘的下方进行吸引的情况下，由于切断开始时产生的间隙过小，因此，难以高效率地向下方排出由此产生的烟尘。
本发明就是为了解决上述现有技术的问题点而提出的方案，其目的是提供一种薄膜切割装置和薄膜切割方法，该薄膜切割装置和薄膜切割方法既可防止煤烟附着在薄膜上，又可高效率地排除烟尘，该烟尘是在利用激光沿着基板的外缘和内缘切断保护用的薄膜时产生的。
发明内容
为了达成上述目的，本发明的薄膜切割装置的特征在于，具有：通过照射激光沿着基板的外缘和内缘切断薄膜的切断部；吸引所述切断部在切断时产生的烟尘的吸引部；为了抑制烟尘流入薄膜的与基板对应的表面，调整所述吸引装置吸引的气流的调整部
上述的本发明既可抑制烟尘流入与基板对应的面，又可通过激光进行薄膜的切断，因此，可防止产生飞边、切屑以及煤烟的附着。
其他形式的特征是，具有切入部，该切入部在利用上述切断装置沿着内缘切断薄膜时或切断前，在内缘的内侧形成切口。
其他方式的薄膜切割方法的特征在于，利用激光的照射沿着基板的外缘切断薄膜，并且将切断时产生的烟尘向所述薄膜的基板的外缘的外方向吸引，通过照射激光或刀具，在所述薄膜的基板的内缘的内侧形成切口，沿着基板的内缘切断薄膜，并且将切断时产生的烟尘向所述薄膜的基板的内缘的内方向吸引。
在以上的形式中，在切断内缘时，由于在其内侧形成切口，因此，即使在从下侧吸引的情况下，也可以高效率地排出烟尘。
其他形式的特征在于，上述切断部和上述切入部是共同的激光照射装置。
在以上的形式中，由于可通过一台激光照射装置进行全部外缘和内缘的切断和切入，所以，可使结构简单化，同时，可防止大型化。
其他形式的特征在于，具有切断时载置薄膜的台，在向上述台的薄膜照射激光的位置上，设置有由不吸收激光的材料形成的保护部。
在上述的形式中，由于激光的照射位置受到保护部的保护，因此，能够防止台的劣化。并且，可抑制来自台的烟尘。
其他形式的特征在于，上述吸引部具有设置在薄膜的与基板的外缘相对应的外侧的位置上的第一吸气部、和设置在薄膜的基板的内缘的内侧上的第二吸气部。
在上述的形式中，由于第一吸气部从外缘的外侧吸引，第二吸气部从内缘的内侧吸引，因此，能够防止烟尘向与基板相对应的薄膜的表面流通。
其他形式的特征在于，在上述第一吸气部设置气流的缓冲空间。
在上述的形式中，在从第一吸气部吸气时，通过使气流通过缓冲空间，能使气流稳定。
其他形式的特征在于，设置多个上述第一吸气部，从而旋涡状地吸引烟尘。
在以上的形式中，由于旋涡状地吸引烟尘，因此，能够可靠地防止烟尘流入薄膜表面。
其他形式的特征在于，上述第二吸气部具有排出切断后的薄膜的路径。
在以上的形式中，在通过第二吸气部对烟尘进行吸气的同时，也可排出切下的薄膜，因此，无需特意准备用于排出的装置。
其他形式的特征在于，上述第二吸气部具有贯通上述切口的吸气筒。
其他形式的特征在于，上述调整部构成覆盖薄膜的激光照射位置的罩部，并具有排除上述罩部内的空气的排除部。
在上述的形式中，通过从被罩部覆盖的空间排除空气，可减少产生的烟尘。
其他形式的特征在于，上述罩部的至少一部分由透过激光的材质形成。
在上述的形式中，由于可从罩部之外照射激光，因此，可缩小罩部，降低排气量，并可缩短生产节拍。
如上所述，根据本发明，可提供一种薄膜切割装置和薄膜切割方法，该薄膜切割装置和薄膜切割方法既能够防止煤烟附着在薄膜上，又可高效率地排除烟尘，该烟尘是在通过激光沿着基板的外缘和内缘切断保护用薄膜时产生的。
附图说明
图1是表示本发明的薄膜切割装置的一个实施方式的切断外缘时的截面图。
图2是图1的俯视图。
图3是表示图1的实施方式中的切入时的截面图。
图4是图3的俯视图。
图5是表示图1的实施方式中的切断内缘时的截面图。
图6是图5的俯视图。
图7是表示将本发明的薄膜切割装置的调整部和吸气部分开形成的一个实施方式中的切断外缘时的截面图。
图8是图7的俯视图。
图9是表示图7的实施方式中的切断内缘时的截面图。
图10是表示本发明的薄膜切割装置的一个实施方式中的切下部分的排出机构的截面图。
图11是表示本发明的薄膜切割装置的一个实施方式中的薄膜的真空吸附构造的截面图。
图12是表示本发明的薄膜切割装置的一个实施方式中的内缘的切断位置和切下部分的排出构造的截面图。
图13是表示图12中的切下部分的排出状态的截面图。
图14是表示本发明的薄膜切割装置的一个实施方式中的、使内侧的吸气部形成贯通薄膜的筒状体的一个例子的截面图。
图15是表示在本发明的薄膜切割装置的一个实施方式中、在工作台上组合真空吸附结构和支承环的例子的截面图。
图16是图15的工作台的俯视图。
图17是表示图15的支承环和槽的关系的放大立体图。
图18是表示在本发明的薄膜切割装置的罩内、通过激光照射而切断的一个实施方式的截面图。
图19是表示通过来自本发明的薄膜切割装置的罩外的激光照射而切断的一个实施方式的截面图。
图20是表示本发明的薄膜切割装置的一个实施方式中的分出切断空间的罩的截面图。
图21是表示将本发明的薄膜切割装置的吸气部和调整部形成为一体的单元并使其能够移动的一个实施方式的截面图。
图22是表示将本发明的薄膜切割装置的吸气部和调整部形成为一体的单元并使其能够移动、在内侧和外侧分开的一个实施方式的俯视图。
图23是表示将本发明的薄膜切割装置的吸气部和调整部形成为一体的单元、并使其可跟随激光扫描而移动的一个实施方式的俯视图。
图24是表示在图23的切割线的旁边移动的情况下的单元(a)和在切割线上移动的情况下的单元(b)的截面图。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的实施方式(以下称为实施方式)进行具体说明。
[结构]
首先，参照图1～图5说明本实施方式(以下称为“本装置”)的结构。另外，本装置是将光盘的保护用的片从薄膜1上切断的薄膜切割装置，对于输出并卷绕薄膜1的卷轴装置以及装卸切断后的片并搬出的装卸装置等，可使用众所周知的所有技术，因此省略说明。
即，如图1所示，本装置具有工作台2、第一吸气部3、第二吸气部4、调整部5以及激光照射装置6等。工作台2是输送来的薄膜1在保持一定的张力的状态下一边被水平支承一边通过的台。薄膜1的移动是间歇性的，重复进行可确保切下盘片的区域的长度的移动和切断所需时间的停止。
第一吸气部3连接于无图示的真空源，在薄膜1的与盘片的外缘对应的线11的外侧设置有四个。如图2所示，该第一吸气部3具有在大致相互垂直的方向上形成的孔3a，从而，气流A形成朝向该外缘的外侧的旋涡状(气旋状)。第二吸气部4是连接于无图示的真空源的流路的开口端，在与薄膜1的盘片的内缘相对应的线13(参照图5)的内侧，设置在其下部。
调整部5是调整通过第一吸气部3产生的气流的机构，设置在通过工作台2的薄膜1的上部。该调整部5具有阻挡被吸到外侧的烟尘回流的圆筒形状的部分，设置成在其底面和薄膜1之间形成气流通过的空间的高度。并且，在该调整部5和第一吸气部3之间设置气流的缓冲空间5a。
第一吸气部3的底面从薄膜1略微游离。但是，也可以可升降地形成第一吸气部3和调整部5，通过在切断时使其下降，使其与薄膜1接触或推压薄膜1，从而稳定地保持薄膜1的位置。另外，可分离地设置调整部5的圆筒形状部分和连接第一吸气部3的部分，形成容易清洗缓冲空间5a的内面的结构。
激光照射装置6是通过CO₂激光切断薄膜1的装置，可按照薄膜1的厚度控制能量。在本实施方式中，通过改变激光L的照射方向和照射位置，可对薄膜1切断与盘片的外缘相对应的圆形的线11和与内缘相对应的圆形的线13，并且，能够在与内缘相对应的圆形的内侧形成切口12(图3)。
用于第一吸气部3和第二吸气部4的真空源可共用也可分别独立，通过无图示的控制装置分别如后所述地控制第一吸气部3的吸气时刻、第二吸气部4的吸气时刻以及激光照射装置6产生的激光L的照射时刻。本发明也包括用于通过计算机实现这样的控制装置的程序和记录该程序的记录介质。
[作用]
参照图1至图6对利用以上的本装置切断薄膜1的方法进行说明。首先，如图1所示，使真空源工作，产生向着第一吸气部3的气流A，同时，利用激光照射装置6，对薄膜1向着与盘片的外缘一致的圆形线11照射激光L。
气流A在通过缓冲空间5a而稳定后，通过孔3a从第一吸气部3排出。此时，从切断部位产生的烟尘S通过气流A被排出。如图2所示，由于气流A形成为朝向外缘的外侧的旋涡状，同时，利用调整部5的圆筒形状的部分隔开外缘的内外，因此，能够防止烟尘S流入薄膜1的与盘片对应的面。
然后，停止从第一吸气部3的吸引，使真空源工作并开始从第二吸气部4吸引。然后，如图3和图4所示，利用激光照射装置6，对薄膜1向内缘的内侧照射激光L，从而形成切口12。该切口12在图4的例子中形成十字，但是并不局限于该形状。另外，从第二吸气部4的吸引也可以与开始通过照射激光L而切入同时进行。
如图5所示，通过这样形成切口12，产生向着第二吸气部4的气流A。在该状态下，利用激光照射装置6，对薄膜1向着与盘片的内缘一致的圆形的线13照射激光L。此时，切断部位产生的烟尘S通过气流A被第二吸气部4吸引。
如图6所示，由于在朝向盘片的内缘的内侧的切口的方向上产生气流A，因此，能够防止烟尘S流入薄膜1的与盘片对应的面。之后，停止从第二吸气部4的吸引。如上述那样从薄膜1上切下的片通过装卸装置被搬出，进行下一个工序的处理。另外，从内侧切下的切下部分可用相同的或另外的装卸装置排除，也可利用第二吸气部4的吸引排除。
[效果]
根据以上的本实施方式，由于利用激光L的照射进行非接触的切断，因此，不产生飞边和切屑，从而平滑地形成切断部位。并且，由于切断时产生的烟尘S被第一吸气部3、第二吸气部4排除，因此也可防止烟尘S造成的污染。
并且，在切断与盘片的外缘对应的线11时，第一吸气部3在外侧吸引，同时，利用调整部5防止烟尘S向内侧回流。并且，在切断与盘片的内缘相对应的线13时，第二吸气部4在内侧吸引。因此，烟尘S不会在薄膜1的与盘片对应的面上流通，煤烟不会附着。尤其是，如上所述，由于通过第一吸气部3进行吸引时产生的气流是朝向外侧的旋涡形，因此，也吸引在相对的相反侧产生的烟尘，从而可防止其从薄膜1上方通过。
并且，在切断内缘的线13时，由于一面通过第二吸气部4从薄膜1的下侧吸引，一面形成切口12并切断线13，因此，可防止薄膜1游离。而且，由于在形成切口12前或同时，通过第二吸气部4开始吸引，因此，也可以迅速排除切入所产生的烟尘S。
[其他实施方式]
本发明并不仅限于上述的实施方式。例如，如图7～图9所示，也可以与调整部5分开地构成第一吸气部3。这种情况下的动作顺序与上述的实施方式相同。
并且，如以上的实施方式所述，也可以利用从第二吸气部4的吸引排除从薄膜1的内侧切下的切下部分，这样就不需要用于排出切下部分的装置。作为这样的结构，例如如图10所示，考虑使第二吸气部4形成内筒4a和外筒4b的双重结构，烟尘S经由内筒4a排出，切下部分1a经由外筒4b排出并回收。
在该情况下，为了使切下部分1a和薄膜1顺利分离，也可在工作台2上设置与真空源连通的槽2a，真空吸紧薄膜1。如图11所示，该槽2a的位置并非必须与切断的线11、13一致。并且，如图12和图13所示，被切断的线13也可成为第二吸气部4的上部开口的内侧。通过这样，切下部分1a的排出变得顺畅。
而且，在图10的例子中也有所表示，如图14所示，也可使第二吸气部4形成筒状体，该筒状体以贯通薄膜1的方式突出，从设置在其周围的孔4c吸引烟尘S。在该情况下，可在形成切口12之后使其贯通，也可将可动地设置的第二吸气部4的前端尖锐化，通过使其上升而形成切口12，同时，贯通薄膜1。
并且，如图15～17所示，也可使槽2a环形地形成于与外侧的线11和内侧的线13相对应的位置，该槽2a用于把薄膜1真空吸紧于工作台2，可将支承环14设置在该槽2a内。该支承环14由不吸收激光L的材料(例如，聚四氟乙烯(PTFE))形成或进行涂敷。并且，支承环14的上部形成与工作台2大致成为一个平面的平坦面，在下部形成气体可流通的槽14a(参照图17)。
通过形成该结构，在照射激光L时，可形成经由槽2a的真空吸附结构，可防止线11、13的偏移。而且，照射激光L的部位由于受到由不吸收激光L的材料形成的支承环14的支承，因此，可防止激光L所引起的劣化和烟尘的产生。虽然支承环14因激光L而受到一些损伤，但在长期使用后，只更换支承环14即可，因此，无需更换或修理整个工作台2。另外，上述实施方式中的任意一个都可通过不吸收激光L的材料形成工作台2本身或进行涂敷，也能够防止劣化或产生烟尘。
并且，在该例中，为了防止在外侧产生的烟尘S向内侧移动或者在内侧产生的烟尘S向外侧移动，设置了隔离部7。通过这样，即使同时切断外侧的线11和内侧的线13，也可防止烟尘S向薄膜1的表面流动。
并且，如图18所示，作为调整部，也可升降地设置覆盖薄膜1的整个切断区域的罩8，在利用罩8密闭薄膜1上方的状态下，在利用第一吸气部3和第二吸气部(兼作权利要求的第2吸气部和排除部)从下部吸引的同时，利用激光L切断外侧的线11和内侧的线13。
虽然可以考虑到因氧的存在而产生烟尘，但在图18的情况下，由于在接近真空的状态下进行切断，因此，既可抑制烟尘S的产生，又可将其排除。另外，也可在罩8上连接真空源，通过从该罩8内排气，促进空气的排出。并且，也可设置图17所示的隔离部7。
而且，如图19所示，也可通过可透过激光的材质形成整个罩8或其一部分，将激光照射装置6设置在罩8的外部，从罩8的外侧照射激光L。这样可缩小罩8内的容积并降低排气量，因此，可缩短生产节拍。
并且，如图20所示，也可以利用内侧的线11和外侧的线13分开罩8的内部的区域，以此来切断烟尘S在内侧和外侧之间的流通。另外，在图18～20的例子中，由于目的是排出切断部的空气，因此，也可利用惰性气体(例如N₂)进行净化。在这种情况下，罩8越小，净化用的惰性气体的使用量越少。净化用的惰性气体的供给或空气的排气的位置可在罩8的上面或下面，也可在侧面。
并且，如图21所示，也可通过在外侧和内侧之间可移动地构成将吸气部和调整部一体化的单元9，从而利用同一个单元9进行切断外侧的线11时的排气和切断内侧的线13时的排气。而且，如图22所示，也可通过分别设置外侧用的单元9a和内侧用的单元9b并且交替地移动，依次切断外侧的线11和内侧的线13。
并且，如图23所示，也可形成小型的单元9，与激光L扫描一起移动。在该情况下，也可形成使单元9在外侧和内侧之间移动的结构，也可在外侧和内侧分别设置单元9。而且，如图24(a)所示，可以以在线11、13的最近旁移动的方式设置小型的单元9的位置，也可如图24(b)所示，以在覆盖线11、13的位置上移动的方式设置小型的单元9的位置。在覆盖线11、13的情况下，利用透过激光L的材料形成整个单元9或其一部分。
并且，也可以在外侧的线11的切断和内侧的线13的切断方面，分别设置激光照射装置。形成切口的切入装置并不局限于激光照射装置。只要能够利用尖锐化的前端形成切口(包括孔)，则可使用刀、针、销、筒等任何工具。如上所述，也可使筒可动，从而利用吸气用的筒的前端形成切口。
并且，吸气部的数量也不局限于上述实施方式中的示例。关于通过吸气部的吸引而产生的气流的方向，如上所述，如果是旋涡状(气旋状)，则可防止吸引相对侧的烟尘、很理想，但并不限定于该方向。例如也可是放射状的。
薄膜的材质一般使用聚碳酸酯(PC)等，但并不局限于特定的种类。关于作为本发明的使用对象的盘片，其大小、形状、材质等也是自由的，可适用于将来采用的所有盘片。而且，本发明使用的薄膜不局限于作为记录介质的盘片用薄膜，可适用于在制造工序中、需要切断外缘和内缘的所有的基板。
即，权利要求中所述的“基板”的概念并不局限于圆盘形等，而是广泛地包括平面状的产品。因此，激光的轨道只要是沿着基板的内缘和外缘即可，并不局限于圆形。