(57)【要約】  本発明は除去加工により発生した不要物の対策を行うフィルム基材の加工方法及びフィルム基材の加工装置に係り、フィルム基材に対して穴を形成する除去加工工程と、この穴を形成することにより発生した不要物（バリや欠片）をフィルム基材をレーザ光を用いて加熱溶融することによりこのフィルム基材内に封止する加熱溶融工程とを有する。
2010016136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工工程と、
前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱溶融工程と
を有するフィルム基材の加工方法。
【請求項２】
フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工工程と、
前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱溶融工程とを有し、
前記加熱溶融工程は、
レーザ光を用いて前記フィルム基材を加熱溶融するフィルム基材の加工方法。
【請求項３】
前記フィルム基材の背面側に反射板を設け、
前記フィルム基材の表面には前記レーザ光の直接光を照射し、
前記フィルム基材の背面には前記レーザ光の前記反射板により反射された反射光を照射する請求項２記載のフィルム基材の加工方法。
【請求項４】
前記フィルム基材の表面側に配設された前記レーザ光を集光する集光レンズと前記フィルム基材との離間距離を調整することにより、前記フィルム基材の表面に対する前記直接光の照射状態を制御し、
前記反射板と前記フィルム基材との離間距離を調整することにより、前記フィルム基材の背面に対する前記反射光の照射状態を制御する請求項３記載のフィルム基材の加工方法。
【請求項５】
前記フィルム基材の表面に照射される前記直接光の直径と、前記フィルム基材の背面に照射される前記反射光の直径が等しくなるよう、前記集光レンズと前記フィルム基材との離間距離、及び前記反射板と前期フィルム基材の離間距離を調整する請求項３記載のフィルム基材の加工方法。
【請求項６】
前記除去加工は剪断加工である請求項１または２に記載のフィルム基材の加工方法。
【請求項７】
前記不要物は、前記フィルム基材の除去加工位置に発生したバリ或いは欠片である請求項１または２に記載のフィルム基材の加工方法。
【請求項８】
フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工装置と、
前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱装置と、
前記フィルム基材を前記除去加工装置から前記加熱装置に向け搬送する搬送装置と
を設けてなるフィルム基材の加工装置。
【請求項９】
フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工装置と、
前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱装置と、
前記フィルム基材を前記除去加工装置から前記加熱装置に向け搬送する搬送装置とを設けており、
前記加熱装置は、
レーザ照射装置と、
該レーザ照射装置と前記フィルム基材の加工位置との間に配設され、前記レーザ照射装置から照射されるレーザ光を集光する集光レンズと、
前記フィルム基材の加工位置に対し、前記レーザ照射装置の配設位置と反対側の位置に設けられ、前記レーザ光を反射させる反射板とを有するフィルム基材の加工装置。
【請求項１０】
前記加工装置から前記除去加工装置に向け搬送される前記フィルム基材の高さ変動を測定する高さ測定装置と、
前記集光レンズを前記加工位置に対して昇降動作させる第１の昇降装置と、
前記反射板を前記加工位置に対して昇降動作させる第２の昇降装置と、
前記高さ測定装置により検出された前記フィルム基材の高さ変動結果に基づき、前記第１及び第２の昇降装置を駆動し、前記フィルム基材の表面に照射される直接光の直径と、前記フィルム基材の背面に照射される反射光の直径が等しくなるよう制御を行う制御装置とを更に有する請求項９記載のフィルム基材の加工装置。
【請求項１１】
前記除去加工装置は剪断加工装置である請求項９に記載のフィルム基材の加工装置。
【請求項１２】
前記不要物は、前記フィルム基材の除去加工位置に発生したバリ或いは欠片である請求項９に記載のフィルム基材の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルム基材の加工方法及びフィルム基材の加工装置に係り、特に切断，穴あけ，溝加工等の除去加工により発生した不要物の対策を行うフィルム基材の加工方法及びフィルム基材の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、柔軟性を持つフィルム基材を用いた製品の製造プロセスにおいて、フィルムのピッチ移動や搬送に用いるスプロケットホール（貫通穴）の形成、また一枚の基板から多数個取りが行われる製品の外形部分に形成される穴などは、金型加工による打ち抜きやレーザ加工により形成されている。【０００３】
図１Ａ，１Ｂは、フィルム基材に穴１６を形成する打ち抜き装置１を示している。図１Ａは単層のフィルム基材１０に穴１６を形成する様子を示しており、図１Ｂは二層フィルム基材１１に穴１６を形成する様子を示している。【０００４】
打ち抜き装置１は、フィルム基材１０が載置されるパンチ台３と、フィルム基材１０をパンチ台３に固定する押さえ４と、フィルム基材１０に対して穴１６の形成を行う金型パンチ２とにより構成されている。金型パンチ２は図中上下方向に移動可能な構成とされており、またパンチ台３には金型パンチ２が進入する型穴が形成されている。そして、パンチ台３上にフィルム基材１０或いは二層フィルム基材１１を装着し、押さえ４で固定した状態で金型パンチ２を下動させることにより、フィルム基材１０，１１に穴１６が形成される構成とされていた。【０００５】
一方、レーザ加工による穴形成では、フィルム基材の穴形成位置に集光されたレーザ光を照射し、その熱エネルギーによりフィルム基材を蒸発気化し、これにより穴を形成する方法が採られていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−０２２４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フィルム基材１０，１１の主材料のである樹脂材は、粘性が高いためパンチ台３を用いた打ち抜き装置１では一様に剪断できず、破断やカエリ等の発生が顕著である（図１Ａ，１Ｂに一点鎖線で示すＡ１，Ａ２の領域に発生する）。更にフィルム基材１０，１１には、硬度や粘度が異なる導電膜，コート層，保護層等が積層された多層膜構造である場合も多く、このような多層膜構造では打ち抜き装置１で剪断面を制御することは困難である。このため、打ち抜き装置１を用いた除去加工処理では、バリや欠片（以下、これらを不要物という）が発生してしまうという問題点があった。【０００７】
一方、レーザ加工による除去加工では、局所的に高い熱エネルギーを与えるため、フィルム材料が蒸発気化し、フィルム構成材の粒子や欠片（以下、これらも不要物という）が飛散または加工面に付着する（前記の特許文献１参照）。更に加工面は炭化され易く、構成材料によって吸収率が異なるため、一様な加工面を形成することは難しく、これによっても不要物が加工面に残ってしまう。【０００８】
上記のようにフィルム基材１０，１１に不要物が除去加工位置に残存すると、除去加工後に実施される工程において、除去加工位置に付着した不要物が欠落或いは飛散してしまうおそれがある。よって、例えば導電膜が形成されたフィルム基材１０，１１をフレキシブル薄型表示装置に適用した場合、上記のように不要物が欠落或いは飛散し、導電膜パターン間に付着した場合には導電膜間でショートが発生してしまう。また、不要物がフレキシブル薄型表示装置の表示エリアへ侵入した場合には、表示不良が発生する等の問題点が発生する。【０００９】
そこで従来では、除去加工後に加工位置に付着物した不要物（バリや欠片）の液中洗浄或いはウエットエッチング処理を行い、これにより上記の不要物を除去することが行われていた（前記の特許文献１参照）。しかしながら、液中洗浄或いはエッチング処理では、フィルム基材１０，１１を洗浄液或いはエッチング液内に浸漬するためにフィルム基材１０，１１にシミが発生したり、また導電膜やコート層が形成されている場合にはこれらが洗浄液或いはエッチング液により変質したりする等の問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した従来技術の問題を解決する、改良された有用なフィルム基材の加工方法及びフィルム基材の加工装置を提供することを総括的な目的とする。【００１１】
本発明のより詳細な目的は、不要物の欠落或いは飛散を確実に防止しうるフィルム基材の加工方法及びフィルム基材の加工装置を提供することにある。【００１２】
この目的は、本発明の第１の観点からは、フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工工程と、前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱溶融工程とを有するフィルム基材の加工方法により解決することができる。この際、前記加熱溶融工程では、レーザ光を用いて前記フィルム基材を加熱溶融することが望ましい。【００１３】
また上記の課題は、本発明の他の観点からは、フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工装置と、前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱装置と、前記フィルム基材を前記除去加工装置から前記加熱装置に向け搬送する搬送装置とを設けてなるフィルム基材の加工装置により達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィルム基材を加熱溶融して除去加工で発生した不要物をフィルム基材内に封止するため、後工程で不要物がフィルム基材から脱落し、また飛散することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】単層のフィルム基材に穴を形成する様子を示す図である。
【図１Ｂ】二層フィルム基材に穴を形成する様子を示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例であるフィルム基材の加工方法を説明するための図である（焦点以前での加熱処理）。
【図２Ｂ】図２Ａにおけるフィルム基材に対するレーザ光照射位置を拡大して示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例であるフィルム基材の加工方法を説明するための図である（焦点以後での加熱処理）。
【図３Ｂ】図３Ａにおけるフィルム基材に対するレーザ光照射位置を拡大して示す図である。
【図４Ａ】低融点材料層が上層で高融点材料層が下層である二層フィルム基材にレーザ光が照射されている状態を示す図である。
【図４Ｂ】低融点材料層が上層で高融点材料層が下層である二層フィルム基材内に不要物が封止された状態を示す図である。
【図５Ａ】高融点材料層が上層で低融点材料層が下層である二層フィルム基材にレーザ光が照射されている状態を示す図である。
【図５Ｂ】高融点材料層が上層で低融点材料層が下層である二層フィルム基材内に不要物が封止された状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施例であるフィルム基材加工装置の構成図である。
【図７】本発明の一実施例であるフィルム基材加工装置の制御系を示す図である。
【図８】本発明の一実施例であるフィルム基材加工装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】図６に示すフィルム基材加工装置の変形例の構成図である。
【図１０】図６に示すフィルム基材加工装置の変形例の制御系を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１，３３Ａ，３３Ｂ  打ち抜き装置
１０  フィルム基材
１１  二層フィルム基材
１２  低融点材料層
１３  高融点材料層
１６  穴
１７  不要物
２０  集光レンズ
２１  反射板
３０Ａ，３０Ｂ  フィルム基材加工装置
３１  供給装置
３２  巻き取り装置
３４  加熱装置
３５  レーザ照射装置
３６  高さセンサー
３７〜３９  昇降装置
４０  制御装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。【００１８】
図２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、本発明の一実施例であるフィルム基材の加工方法を説明するための図である。本実施例で加工の対象とするフィルム基材は、例えばポリカーボネート等の柔軟性を有する樹脂フィルム材である。【００１９】
このフィルム基材は、図２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂに示すような単層のフィルム基材（以下、単層のフィルム基材をフィルム基材１０という）を用いることも、また図４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂに示すような低融点材料層１２と高融点材料層１３を積層した構成（以下、このフィルム基材を二層フィルム基材１１という）のフィルム基材を用いることもできる。更に、後述すようにフィルム基材として、ポリカーボネートとインジウム系酸化物の多層膜フィルムを用いることも可能である。【００２０】
本実施例に係るフィルム基材の加工方法は、除去加工工程と熱溶融工程とを有している。フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工工程は、図１Ａ，１Ｂを用いて説明した打ち抜き装置１を用いて穴１６を除去加工する方法、及びレーザ光を用いて除去加工を行う方法のいずれをも用いることができる。しかしながら、このような除去加工を行った場合、除去加工位置に不要物（バリや欠片）が発生してしまうことは前述の通りである。【００２１】
このように発生した不要物１７は、図２Ｂ及び図３Ｂに示されている。各図は、穴１６の近傍を拡大して示す図である。各図に示されるように、穴１６の内壁は複雑な凹凸形状を有しており、この凹凸内に不要物１７が付着した状態となっている。【００２２】
尚、本実施例ではフィルム基材１０に穴１６を形成する工程を例に挙げて説明している。しかしながら、フィルム基材を切断する剪断加工においても不要物が発生するおそれがある。よって、本明細書における除去加工と述べた場合には、広く剪断加工（切断、穴あけ、溝加工等）も含むものとする。【００２３】
上記の除去加工工程が終了すると、続いて加熱溶融工程が行われる。この加熱溶融工程では、フィルム基材１０を加熱溶融することにより、前工程である除去加工工程で発生した不要物１７をフィルム基材１０内に封止する処理が実施される。本実施例では、フィルム基材１０を加熱溶融する手段として、レーザ光を用いた例について説明する。【００２４】
ここで、本発明における不要物１７に対する基本定期な処理方法について説明する。フィルム基材１０に付着した不要物１７（バリや欠片）は、もともとはフィルム基材１０を構成する材料の一部である。よって、この不要物１７が穴１６内に付着した状態を維持する限り、即ち不要物１７がフィルム基材１０から欠落或いは飛散しない状態を維持できれば、必ずしも不要物１７を除去しなくても上記した導電膜間でのショート発生や表示不良の発生等の問題を回避することができる。【００２５】
そこで、本発明では不要物１７をフィルム基材１０から除去するのではなく、不要物１７をフィルム基材１０内に封止することにより、不要物１７がフィルム基材１０から欠落或いは飛散しないようにしたものである。具体的には、不要物１７が付着している穴１６の形成位置を局所的または部分的に加熱し、これによりフィルム基材１０を溶融・溶着させる、不要物１７をフィルム基材１０内に封止する。これにより、不要物１７がフィルム基材１０から欠落或いは飛散することを確実に防止することができる。【００２６】
この際、不要物１７（バリや欠片）の大きさや、フィルム基材１０の材質による融点の違いから温度制御を行う必要がある。よって、フィルム基材１０の加熱溶融には、温度制御を容易に行いうるレーザ光による加熱処理が最適である。また、このレーザ光により加熱処理は、レーザ光による貫通穴等の成形加工（一次加工）のような高エネルギーは不要であり、フィルム基材１０を加熱溶融しうる程度の一次加工に比較して低エネルギーによるレーザ加熱処理でよい。【００２７】
尚、上記のように本発明にはレーザ光による加熱処理が最適ではあるが、フィルム基材１０を加熱溶融する手段はレーザ光に限定されるものではない。レーザ光による加熱処理に代えて、例えば熱風や電子ビーム等の他の加熱手段を用いることも可能である。【００２８】
次に、レーザ光を用いてフィルム基材１０の穴１６の形成位置を加熱処理する具体的な方法について説明する。【００２９】
図２Ａ，２Ｂは、レーザ光（図中、符号Ｌで示す）によりフィルム基材１０の穴１６の形成位置を加熱処理する一実施例を示している。同図に示す例では、フィルム基材１０の表面側に図示しないレーザ照射装置が対向するよう配置されている。このレーザ照射装置から照射されたレーザ光Ｌは集光レンズ２０で集光され、フィルム基材１０の穴１６が加工された除去加工位置に照射される。この際、除去加工位置には、レーザ照射装置から直接レーザ光Ｌが照射されるため、このレーザ光Ｌを特に直接光Ｌ１ということとする。【００３０】
また、本実施例ではフィルム基材１０の背面側に反射板２１が配設されている。この反射板２１は例えば銅等の金属板であり、その表面は鏡面化処理がされている。よって、図２Ｂに示すように、レーザ照射装置から照射され、フィルム基材１０の穴１６を通過したレーザ光Ｌは、反射板２１で反射されてフィルム基材１０の背面に照射される。このように、反射板２１で反射されてフィルム基材１０の背面に照射されるレーザ光Ｌを特に反射光Ｌ２ということとする。【００３１】
このように、フィルム基材１０の背面側に反射板２１を配設することにより、穴１６が加工された除去加工位置において、フィルム基材１０の表面には直接光Ｌ１が照射され、背面には反射光Ｌ２が照射されることとなる。このため、フィルム基材１０は表面及び背面の双方側から加熱溶融されるため、不要物１７は溶融したフィルム基材１０に包み込まれる状態となり、不要物１７が穴１６から欠落或いは飛散することを有効に防止することができる。【００３２】
また、集光レンズ２０及び反射板２１はフィルム基材１０に対して上下方向に移動可能な構成とされている。よって、フィルム基材１０に対する集光レンズ２０の離間距離、及びフィルム基材１０に対する反射板２１の離間距離は調整可能な構成となっている。これにより、直接光Ｌ１及び反射光Ｌ２のフィルム基材１０に対する照射状態を制御することが可能となる。【００３３】
本実施例では照射状態として、直接光Ｌ１及び反射光Ｌ２がフィルム基材１０に照射されるスポット径を制御している。具体的には、フィルム基材１０の表面に照射される直接光Ｌ１のスポット径Ｄ１は、フィルム基材１０に対して集光レンズ２０を移動させることにより両者間の離間距離を調整することができる。同様に、フィルム基材１０の背面に照射される反射光Ｌ２のスポット径Ｄ２は、フィルム基材１０に対して反射板２１を移動させることにより両者間の離間距離を調整することができる。【００３４】
そこで本実施例では、フィルム基材１０の表面に照射される直接光Ｌ１のスポット径Ｄ１と、フィルム基材１０の背面に照射される反射光Ｌ２のスポット径Ｄ２が等しくなるよう各離間距離が調整されている（Ｄ１＝Ｄ２）。このように各スポット径Ｄ１，Ｄ２が同一径となるよう調整を行うことで、フィルム基材１０の表裏同時に同程度な加熱加工が可能となる。よって、これによっても不要物１７は溶融したフィルム基材１０に包み込まれるよう封止されることとなり、不要物１７が穴１６から欠落或いは飛散することを有効に防止できる。【００３５】
一方、上記のように集光レンズ２０がフィルム基材１０に対して移動可能な構成であることより、集光レンズ２０の焦点（図中、Foで示す）の位置はフィルム基材１０に対して背面側に位置する場合と、フィルム基材１０の表面側に位置する場合が存在することとなる。図２Ａ，２Ｂは集光レンズ２０の焦点Foがフィルム基材１０の背面側に位置した場合を示しており、図３Ａ，３Ｂは集光レンズ２０の焦点Foがフィルム基材１０の表面側に位置した場合を示している。このいずれの場合であっても、フィルム基材１０の除去加工位置に対する加熱溶融処理は可能である。【００３６】
即ち、図２Ａ，２Ｂに示す焦点Foがフィルム基材１０の背面側に位置する場合には、レーザ光Ｌが集光レンズ２０により集光される前にフィルム基材１０の表面に直接光Ｌ１が照射されることとなる。このため、集光レンズ２０とフィルム基材１０との離間距離等を制御することにより、穴１６の外周全体に直接光Ｌ１が照射されるよう制御を行う。また、レーザ光Ｌの内、穴１６を通過したものは、焦点Fo位置で集光した後再び広がりながら反射板２１に入射し、ここで反射される。その反射光Ｌ２は、反射板２１とフィルム基材１０との離間距離が制御されることにより、前記のように直接光Ｌ１によるスポット径Ｄ１と同一径Ｄ２となるようフィルム基材１０の背面側に照射される。【００３７】
また、図３Ａ，３Ｂに示す焦点Foがフィルム基材１０の表面側に位置する場合には、集光レンズ２０からのレーザ光Ｌは焦点Foで集光した後、再び広がりながらフィルム基材１０の表面側の除去加工位置に照射される。この際、集光レンズ２０とフィルム基材１０との離間距離等を制御することにより、穴１６の外周全体に直接光Ｌ１が照射されるよう制御を行う。また、レーザ光Ｌの内、穴１６を通過したものは、広がりながら反射板２１に入射し、ここで反射される。その反射光Ｌ２は、反射板２１とフィルム基材１０との離間距離が制御されることにより、前記のように直接光Ｌ１によるスポット径Ｄ３と同一径Ｄ４となるようフィルム基材１０の背面側に照射される。【００３８】
また、フィルム基材の構成に基づき、フィルム基材に照射されるレーザ光Ｌの制御を行うことも有効である。図４Ａ，４Ｂは、上層に低融点材料層１２が、下層に高融点材料層１３を有した二層フィルム基材１１に対し、直接光Ｌ１を用いて加熱溶融処理を行う方法を示している。【００３９】
この場合には、フィルム基材１０に対する集光レンズ２０の離間距離を調整することにより低融点材料層１２に照射される直接光Ｌ１のエネルギーを低融点材料層１２が溶融しうる温度となるよう制御する。この場合には、反射光Ｌ２による高融点材料層１３に対する処理は考慮する必要はなく、また反射板２１も必ずしも設ける必要はない。【００４０】
これにより、レーザ光Ｌをフィルム基材１０に照射した場合、低融点材料層１２のみが加熱溶融される。よって、図４Ｂに示すように、溶融した低融点材料層１２が不要物１７を内部に封入しつつ高融点材料層１３を覆うように流動する。これにより、不要物１７を確実に低融点材料層１２内に封止することができる。【００４１】
この方法によれば、二層フィルム基材１１の加熱温度は、低融点材料層１２を溶融できる温度とすることができ、高融点材料層１３が溶融する高温度まで温度を上昇させる必要がないため、低融点材料層１２に対するダメージを低減することができる。また、レーザ光Ｌの出力を小さくできるため、ランニングコストの低減を図ることができる。【００４２】
これに対して図５Ａ，５Ｂは、上層に高融点材料層１３が、下層に低融点材料層１２を有した二層フィルム基材１１に対し、直接光Ｌ１を用いて加熱溶融処理を行う方法を示している。【００４３】
この場合には、フィルム基材１０に対する集光レンズ２０の離間距離を調整することにより上層の高融点材料層１３に照射される直接光Ｌ１のエネルギーを高融点材料層１３が溶融しうる温度となるよう制御する。また、反射光Ｌ２については、上記のように調整された高エネルギーのレーザ光Ｌ２を低融点材料層１２に照射すると、低融点材料層１２が損傷するおそれがあるため、反射板２１とフィルム基材１０との離間距離を調整することにより、反射光Ｌ２のエネルギーを弱めるように制御する（具体的には、反射光Ｌ２のスポット径が広くなるよう調整する）。【００４４】
これにより、レーザ光Ｌをフィルム基材１０に照射した場合、低融点材料層１２及び高融点材料層１３が共に溶融するのに最適な温度に加熱される。よって、図５Ｂに示すように、溶融した低融点材料層１２及び高融点材料層１３がそれぞれ溶融して不要物１７を内部に封入する。これにより、不要物１７を確実に二層フィルム基材１１内に封止することができる。【００４５】
尚、直接光Ｌ１による加熱温度の他の制御方法としては、不要物１７（バリや欠片）の大きさ、穴１６の形状等によって、レーザ出力，照射距離，スポット径，照射時間，走査速度等を適宜可変させる等が考えられる。【００４６】
続いて、上記したフィルム基材１０の加工方法を適用したフィルム基材加工装置について説明する。【００４７】
図６は本発明の一実施例であるフィルム基材加工装置３０Ａの構成図であり、また図７は本発明の一実施例であるフィルム基材加工装置３０Ａの制御系を示す図である。【００４８】
尚、図６及び図７において、図１Ａ〜図５Ｂに示した構成と対応する構成については同一符号を付して、適宜その説明を省略する。また以下の説明では、フィルム基材加工装置３０Ａを電子ペーパーの製造プロセスに適用した例について説明する。また、フィルム基材１０としては、ポリカーボネートとインジウム系酸化物の多層フィルム基材を用いている。【００４９】
フィルム基材加工装置３０Ａは、大略すると供給装置３１，巻き取り装置３２，打ち抜き装置３３Ａ，加熱装置３４，レーザ照射装置３５，及び高さセンサー３６等により構成されている。供給装置３１及び巻き取り装置３２は、フィルム基材１０を搬送する搬送装置として機能する（搬送方法を図中矢印で示す）。穴１６が形成される前のフィルム基材１０は供給装置３１に巻回されており、この供給装置３１から送り出され、巻き取り装置３２てら巻き取られる間に穴１６の形成処理、及び不要物１７を封止するための加熱溶融処理が実施される。【００５０】
打ち抜き装置３３Ａは、フィルム基材１０の搬送経路途中の両側位置にそれぞれ配設されている。この打ち抜き装置３３Ａは図１Ａに示した構成と略同等の構成を有しており、昇降装置３７（図７に示す）により金型パンチ４１が昇降動作する構成とさている。そして、金型パンチ４１がフィルム基材１０を貫通することにより、フィルム基材１０に穴１６が形成される。本実施例では、打ち抜き装置３３Ａには１本の金型パンチ４１が設けられており、よって穴１６は１個ずつ形成される（単穴式）。この穴１６を形成する際、穴１６内に不要物１７が付着することは前述した通りである。【００５１】
加熱装置３４は、フィルム基材１０の搬送方向に対して打ち抜き装置３３Ａの配設位置よりも下流側に配設されている。この加熱装置３４は、反射板２１、レーザ照射装置３５、及び昇降装置３８（図７に示す）等により構成されている。【００５２】
レーザ照射装置３５は、搬送されてくるフィルム基材１０に形成された穴１６と対向する位置にそれぞれ配設されている。このレーザ照射装置３５は、フィルム基材１０の除去加工位置に向けレーザ光Ｌを照射するものである。このレーザ照射装置３５からのレーザ光Ｌの照射により、フィルム基材１０の除去加工位置は加熱溶融され、穴１６内に付着している不要物１７はフィルム基材１０内に封止された状態となる。【００５３】
また、レーザ照射装置３５のフィルム基材１０と対向する先端部近傍には、集光レンズ２０が内設されている。このレーザ照射装置３５は、昇降装置３８により昇降可能な構成とされている。よって、昇降装置３８によりレーザ照射装置３５が下降した場合には、フィルム基材１０と集光レンズ２０との離間距離は短くなり、逆に昇降装置３８によりレーザ照射装置３５が上昇した場合には、フィルム基材１０と集光レンズ２０との離間距離は長くなる。【００５４】
反射板２１は、フィルム基材１０の背面側に設けられている。また、その配設位置は、２台設けられたレーザ照射装置３５のそれぞれの照射位置と対向するよう選定されている。この反射板２１は、フィルム基材１０と対向する面が鏡面処理された金属板（例えば、銅板）である。この反射板２１は、昇降装置３９（図７に示す）により昇降可能な構成とされている。【００５５】
この反射板２１は、昇降装置３９により昇降可能な構成とされている。よって、昇降装置３９により反射板２１が上昇した場合には、フィルム基材１０と反射板２１との離間距離は短くなり、逆に昇降装置３９によりレーザ照射装置３５が下降した場合には、フィルム基材１０と反射板２１との離間距離は長くなる。【００５６】
高さセンサー３６は打ち抜き装置３３Ａと加熱装置３４との間位置で、かつフィルム基材１０の搬送経路途中の両側位置にそれぞれ配設されている。この高さセンサー３６は、フィルム基材１０の既定基準位置からの高さ変化を測定するセンサーである。【００５７】
一般に、金型パンチ４１を用いて穴１６を形成した場合、フィルム基材１０に曲がりが発生することがある。このような曲がりが発生していると、加熱装置３４において集光レンズ２０とフィルム基材１０との離間距離を制御しても、この曲がりに対応する高さ分が誤差（以下、高さ誤差という）となってしまい、適正な加熱温度の制御を行うことができない。このため、高さセンサー３６の検出結果に基づきフィルム基材１０に発生している高さ誤差を求め、これにより集光レンズ２０及び反射板２１の高さ位置の制御に反映させている。この構成とすることにより、フィルム基材１０の加熱制御の精度を高めることができる。【００５８】
上記した供給装置３１，巻き取り装置３２，レーザ照射装置３５，高さセンサー３６，及び昇降装置３７〜３９は、制御装置４０に接続されている。制御装置４０は、フィルム基材加工装置３０Ａを統括的に制御するものである。【００５９】
具体的には、制御装置４０は供給装置３１及び巻き取り装置３２を駆動制御することにより、フィルム基材１０が一定の間隔で搬送（ステップ送り）されるよう制御を行う。また、制御装置４０は昇降装置３７を制御することにより、一定の間隔で穴１６が形成されるよう制御を行う。また、制御装置４０は予め入力されているフィルム基材１０の材質や構造により、レーザ照射装置３５の出力制御を行う。更に、制御装置４０は高さセンサー３６からの高さ検出信号に基づき高さ誤差を演算し、これに基づき昇降装置３８，３９を制御してレーザ光Ｌによるフィルム基材１０の除去加工位置の加熱温度制御を行う。【００６０】
次に、上記構成とされたフィルム基材加工装置３０Ａの動作について説明する。図８は、制御装置４０が実施するフィルム基材１０に対するフィルム基材加工処理のフローチャートを示している。【００６１】
フィルム基材加工処理が開始されると、先ず制御装置４０はステップ１０（図では、ステップをＳと略称している）において、供給装置３１及び巻き取り装置３２を駆動し、供給装置３１から所定量だけフィルム基材１０を巻き取り装置３２に向け送り出す。本実施例では、打ち抜き装置３３Ａが単穴式であるため、穴１６の１ピッチ分だけフィルム基材１０の送り出しが行われる。【００６２】
続くステップ２０では、制御装置４０は打ち抜き装置３３Ａの昇降装置３７を駆動することにより金型パンチ４１によりフィルム基材１０に穴１６を形成する。この除去加工の間、供給装置３１及び巻き取り装置３２は停止しており、フィルム基材１０の搬送は停止されている。【００６３】
またステップ１０によるフィルム基材１０の送り出しにより、既に打ち抜き装置３３Ａによりフィルム基材１０に形成された穴１６は、加熱装置３４に向け移動する。ステップ３０では、このフィルム基材１０の搬送に伴い、フィルム基材１０に発生している高さ誤差を高さセンサー３６により検出する。この高さセンサー３６により検出された高さ誤差信号は、制御装置４０に送信される。【００６４】
制御装置４０は、この高さセンサー３６から送信された高さ誤差信号、及び予め入力されているフィルム基材１０の材質等の情報に基づき、フィルム基材１０の穴１６の加工位置を最適な加熱温度としうる集光レンズ２０とフィルム基材１０との離間距離、及び反射板２１とフィルム基材１０との離間距離（以下、適正離間距離という）を演算する。また、これと同時に制御装置４０は、不要物１７を溶融封止するのに適したレーザ照射装置３５が照射するレーザ光Ｌの出力，スポット径，照射時間等を演算する。【００６５】
そして、この演算結果に基づき制御装置４０は、昇降装置３９を駆動してフィルム基材１０と反射板２１との離間距離が前記適正離間距離となるよう調整制御を行う（ステップ４０）。また制御装置４０は、昇降装置３８を駆動してフィルム基材１０と集光レンズ２０との離間距離が前記適正離間距離となるよう調整制御を行う（ステップ５０）。【００６６】
一方、フィルム基材１０に対する穴１６の加工のため、フィルム基材１０の搬送が停止された際、レーザ照射装置３５も既にフィルム基材１０に加工された穴１６と対向するよう設定されている。よって、上記のように集光レンズ２０及び反射板２１の上記適正離間距離の調整が終了した時点で、制御装置４０はレーザ照射装置３５により穴１６に向けレーザ光Ｌを照射させる（ステップ６０）。本実施例では、前記のように打ち抜き装置３３Ａが単穴式であるため、フィルム基材１０の停止に合わせてレーザ光Ｌが照射される。これにより穴１６内の不要物１７はフィルム基材１０内に封止される。【００６７】
この不要物１７の封止処理が終了すると、ステップ７０で制御装置４０は再び供給装置３１及び巻き取り装置３２を駆動し、穴１６の１ピッチ分だけフィルム基材１０を送り出す。以後、上記した処理を繰り返し実施する。【００６８】
上記のように、フィルム基材１０の加工処理において制御装置４０は、照射するレーザ出力や照射距離，スポット径，照射時間などを可変させ、不要物１７（バリや欠片）の溶融に必要な加熱温度を制御する。本発明者の実験によれば、フィルム基材１０として厚さ120μｍ程度のポリカーボネートとインジウム系酸化物の多層膜フィルムを用い、これに対してφ0.5mm程度で形成された穴１６を加工し、この穴１６に発生した不要物１７を連続発振の直接光Ｌ１で加熱加工する場合、焦点Fo以前にフィルム基材１０を配置し、集光レンズ２０とフィルム基材１０との離間距離を9mm，フィルム基材１０と反射板２１との間隔を6.5mm，レーザ出力5Ｗ，照射時間1秒間にてレーザ光を照射することで、穴１６に付着した不要物１７（バリや欠片）を確実に溶融・溶着することができた。【００６９】
また、ポリカーボネートの融点は250℃程度，インジウム系酸化物は160℃程度であることから、インジウム系酸化物面から160℃程度で加熱し、インジウム系酸化物を溶融させてポリカーボネートを包み込むように付着させることも可能である。【００７０】
図９及び図１０は、図６及び図７に示したフィルム基材加工装置３０Ａの変形例であるフィルム基材加工装置３０Ｂを示している。尚、図９及び図１０において、図６及び図７に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。【００７１】
図６及び図７に示したフィルム基材加工装置３０Ａは、単穴式（金型パンチ４１が１本）の打ち抜き装置３３Ａで穴１６を加工する構成としていた。これに対してフィルム基材加工装置３０Ｂは、複数の金型パンチ４１を有する多穴式の打ち抜き装置３３Ｂで、複数の穴１６を同時加工する構成としたものである。【００７２】
この構成とすることにより、穴１６の加工効率を高めることができる。また、本変形例の場合、穴１６に対するレーザ照射装置３５からのレーザ光Ｌの照射は、穴１６を検出しうる検出センサーを設け、穴１６がレーザ照射装置３５の直下位置を通過するのに合わせてレーザ光Ｌを照射する構成とすることで対応することができる。【００７３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【図１Ａ】
2010016136.tif 000003
【図１Ｂ】
2010016136.tif 000004
【図２Ａ】
2010016136.tif 000005
【図２Ｂ】
2010016136.tif 000006
【図３Ａ】
2010016136.tif 000007
【図３Ｂ】
2010016136.tif 000008
【図４Ａ】
2010016136.tif 000009
【図４Ｂ】
2010016136.tif 000010
【図５Ａ】
2010016136.tif 000011
【図５Ｂ】
2010016136.tif 000012
【図６】
2010016136.tif 000013
【図７】
2010016136.tif 000014
【図８】
2010016136.tif 000015
【図９】
2010016136.tif 000016
【図１０】
2010016136.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
この場合には、二層フィルム基材１１に対する集光レンズ２０の離間距離を調整することにより低融点材料層１２に照射される直接光Ｌ１のエネルギーを低融点材料層１２が溶融しうる温度となるよう制御する。この場合には、反射光Ｌ２による高融点材料層１３に対する処理は考慮する必要はなく、また反射板２１も必ずしも設ける必要はない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
これにより、レーザ光Ｌを二層フィルム基材１１に照射した場合、低融点材料層１２のみが加熱溶融される。よって、図４Ｂに示すように、溶融した低融点材料層１２が不要物１７を内部に封入しつつ高融点材料層１３を覆うように流動する。これにより、不要物１７を確実に低融点材料層１２内に封止することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
この場合には、二層フィルム基材１１に対する集光レンズ２０の離間距離を調整することにより上層の高融点材料層１３に照射される直接光Ｌ１のエネルギーを高融点材料層１３が溶融しうる温度となるよう制御する。また、反射光Ｌについては、上記のように調整された高エネルギーのレーザ光Ｌ２を低融点材料層１２に照射すると、低融点材料層１２が損傷するおそれがあるため、反射板２１と二層フィルム基材１１との離間距離を調整することにより、反射光Ｌ２のエネルギーを弱めるように制御する（具体的には、反射光Ｌ２のスポット径が広くなるよう調整する）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
これにより、レーザ光Ｌを二層フィルム基材１１に照射した場合、低融点材料層１２及び高融点材料層１３が共に溶融するのに最適な温度に加熱される。よって、図５Ｂに示すように、溶融した低融点材料層１２及び高融点材料層１３がそれぞれ溶融して不要物１７を内部に封入する。これにより、不要物１７を確実に二層フィルム基材１１内に封止することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
フィルム基材加工装置３０Ａは、大略すると供給装置３１，巻き取り装置３２，打ち抜き装置３３Ａ，加熱装置３４，レーザ照射装置３５，及び高さセンサー３６等により構成されている。供給装置３１及び巻き取り装置３２は、フィルム基材１０を搬送する搬送装置として機能する（搬送方向を図中矢印で示す）。穴１６が形成される前のフィルム基材１０は供給装置３１に巻回されており、この供給装置３１から送り出され、巻き取り装置３２から巻き取られる間に穴１６の形成処理、及び不要物１７を封止するための加熱溶融処理が実施される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
この反射板２１は、昇降装置３９により昇降可能な構成とされている。よって、昇降装置３９により反射板２１が上昇した場合には、フィルム基材１０と反射板２１との離間距離は短くなり、逆に昇降装置３９により反射板２１が下降した場合には、フィルム基材１０と反射板２１との離間距離は長くなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工工程と、
前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱溶融工程と
を有するフィルム基材の加工方法。
【請求項２】
前記加熱溶融工程は、
レーザ光を用いて前記フィルム基材を加熱溶融する請求項１記載のフィルム基材の加工方法。
【請求項３】
前記フィルム基材の背面側に反射板を設け、
前記フィルム基材の表面には前記レーザ光の直接光を照射し、
前記フィルム基材の背面には前記レーザ光の前記反射板により反射された反射光を照射する請求項２記載のフィルム基材の加工方法。
【請求項４】
フィルム基材に対して除去加工を行う除去加工装置と、
前記除去加工により発生した不要物を、前記フィルム基材を加熱溶融することにより該フィルム基材内に封止する加熱装置と、
前記フィルム基材を前記除去加工装置から前記加熱装置に向け搬送する搬送装置と
を設けてなるフィルム基材の加工装置。
【請求項５】
前記加熱装置は、
レーザ照射装置と、
該レーザ照射装置と前記フィルム基材の加工位置との間に配設され、前記レーザ照射装置から照射されるレーザ光を集光する集光レンズと、
前記フィルム基材の加工位置に対し、前記レーザ照射装置の配設位置と反対側の位置に設けられ、前記レーザ光を反射させる反射板とを有する請求項４記載のフィルム基材の加工装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2010016136.tif 000018
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2010016136.tif 000019
【国際調査報告】
2010016136.tif 000020
2010016136.tif 000021
2010016136.tif 000022
2010016136.tif 000023