KR20130098742A

KR20130098742A - 필름절단장치 및 필름절단방법

Info

Publication number: KR20130098742A
Application number: KR1020120020504A
Authority: KR
Inventors: 이세용; 배성호; 신기봉
Original assignee: (주)엔에스
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-05
Also published as: KR101367481B1

Abstract

본 발명은 순차적으로 이송되는 필름을 설정된 패턴으로 절단하는 필름절단장치에 관한 것으로, 상기 필름이 이송가능하게 장착되는 이송프레임; 상기 필름을 이송시키는 이송유닛; 레이저빔을 발생시키는 레이저소스; 상기 레이저소스의 상기 레이저빔이 공급되고, 공급된 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 일부분을 절단하는 제1조사기; 상기 제1조사기와 교번적으로 작동하면서 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 나머지부분을 절단하는 제2조사기; 상기 레이저소스에서 발생된 상기 레이저빔을 반사하여 상기 레이저빔의 공급경로를 전환시키면서 상기 레이저빔을 상기 제1조사기 및 상기 제2조사기에 교번적으로 공급하는 빔 전환기; 상기 필름의 이송속도 및 상기 필름의 절단시간을 연산하는 연산기; 및 상기 제1,2조사기 및 상기 빔 전환기의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 필름의 설정된 패턴의 양측을 제1조사기 및 제2조사기에 의해 분할된 상태로 절단함으로써 비교적 작은 크기를 가지면서 다수의 모서리를 갖는 필름의 패턴을 고속으로 절단할 수 있으며, 특히 레이저소스의 레이저빔이 빔 전환기에 의해 공급경로가 전환되면서 제1조사기 및 제2조사기에 교번적으로 공급됨에 따라 하나의 레이저소스에 의한 레이저빔만으로 패턴의 분할절단이 가능하므로 제작비용이 감소될 수 있다.

Description

필름절단장치 및 필름절단방법{CUTTING APPARATUS FOR FILM AND METHOD OF FILM CUTTING}

본 발명은 필름절단장치 및 필름절단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 순차적으로 이송되는 필름의 일부분에 레이저빔을 조사하여 필름을 설정된 패턴으로 절단하는 필름절단장치 및 필름절단방법에 관한 것이다.

일반적으로 필름을 설정된 패턴으로 절단하는 필름절단장치로는 프레스와 같은 기계식 절단기와, 레이저빔을 이용하여 필름을 절단하는 레이저절단기가 있다.

그런데, 기계식 절단기는 설정된 패턴으로 성형된 칼날을 프레스로 가압하여 필름을 절단하는 방식인바, 필름의 절단면에 버가 발생하는 문제점이 있어서, 필름의 정밀한 절단을 필요로 하는 분야에는 부적합하다.

이에 따라, 필름을 정밀하게 절단할 경우, 예컨대 연료전지의 전극을 구성하는 필름을 제작하거나 디스플레이 패널에 사용되는 필름을 제작할 경우에는 레이저빔을 조사하여 필름을 설정된 패턴으로 절단하는 레이저절단기가 사용되고 있다.

선행기술의 필름절단장치로는 대한민국등록특허 제10-0960302호에 개시된 레이저를 이용한 필름절단장치가 있다.

선행기술의 필름절단장치는 도 1에 도시된 바와 같이 필름이 로딩되는 지지대(100), X축스테이지(200), Y축스테이지(300), 및 레이저 시스템(400)으로 구성된다.

이러한 선행기술의 필름절단장치는 레이저 시스템(400)이 X축스테이지(200) 및 Y축스테이지(300)에 의해 이동하면서 지지대(100)의 상부에 로딩된 필름에 레이저빔을 조사하여 필름을 절단하는 구성이다.

여기서, X축스테이지(200) 및 Y축스테이지(300)는 당업계에 널리 알려진 리니어모터 방식이나 스크류방식 또는 벨트이송방식으로 이동하면서 레이저 시스템(400)을 이동시킨다. 이에 따라, 선행기술의 필름절단장치는 가공영역의 크기에 대한 제약이 적다.

한편, 선행기술과 같은 필름절단장치는 예컨대 필름을 4각으로 재단할 경우, 레이저 시스템(400)이 필름의 모서리를 재단하기 위하여 물리적으로 감속하면서 방향을 전환함에 따라 레이저빔의 집중현상이 발생하므로 필름의 모서리에 불량이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 선행기술의 필름절단장치는 디스플레이 패널에 적용되는 필름과 같이 비교적 큰 크기를 갖는 필름을 재단하는데 적합할 뿐, 연료전지의 전극판에 적용되는 필름과 같이 비교적 작은 크기를 가지면서 모서리가 많은 필름을 재단하는데는 부적합한 문제점이 있다.

한편, 레이저 가공기의 한 종류로써 소형절단이나 마킹에 사용되는 레이저 스캐너가 있다.

레이저 스캐너는 전술한 X축스테이지나 Y축스테이지에 의한 레이저빔의 이동이 없이 레이저빔의 틸팅을 통해 레이저빔을 조사하는 것으로써, 고속의 방향전환이 가능하여 물리적인 가/감속에 의한 레이저빔의 집중현상을 최소화할 수는 있으나, 가공영역의 크기가 제한적인 문제점이 있다.

KR 10-0960302 B1

본 발명은 상기와 같은 선행기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 필름에 조사되는 레이저빔을 스테이지를 통해 이송시키지 않고도 필름의 패턴을 분할된 상태로 제각기 절단함으로써 필름을 다수의 모서리를 갖는 패턴으로 고속절단할 수 있으며, 특히 레이저빔의 경로를 전환시킴으로써 패턴의 양측을 교번적으로 절단할 수 있는 필름절단장치 및 필름절단방법을 제공하기 위함이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 필름절단장치는, 순차적으로 이송되는 필름의 일부분을 설정된 패턴으로 절단하는 필름절단장치에 있어서, 상기 필름이 이송가능하게 장착되는 이송프레임; 상기 이송프레임에 장착된 상기 필름을 일측에서 타측을 향해 이송시키는 이송유닛; 상기 이송프레임에 마련되어 레이저빔을 발생시키는 레이저소스; 상기 이송프레임에 마련되어 상기 레이저소스의 상기 레이저빔이 공급되고, 공급된 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 일부분을 절단하는 제1조사기; 상기 제1조사기의 타측에 마련되어 상기 레이저소스의 상기 레이저빔이 공급되고, 상기 제1조사기와 교번적으로 작동하면서 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 나머지부분을 절단하는 제2조사기; 상기 이송프레임에 마련되어 상기 레이저소스에 연결되고, 상기 레이저소스에서 발생된 상기 레이저빔을 반사하여 상기 레이저빔의 경로를 전환시키면서 상기 레이저빔을 상기 제1조사기 및 상기 제2조사기에 교번적으로 공급하는 빔 전환기; 상기 이송유닛에 의해 이송되는 상기 필름의 이송속도 및 상기 제1,2조사기에 의해 절단되는 상기 필름의 절단시간을 연산하는 연산기; 및 상기 연산기의 연산에 따라 상기 제1,2조사기 및 상기 빔 전환기의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다.

또한, 본 발명의 필름절단방법은, 필름의 일부분을 설정된 패턴으로 절단하는 필름절단방법에 있어서, 상기 필름을 연속적으로 이송시키는 이송단계; 상기 이송단계에 의해 이송된 상기 필름의 일부분에 레이저빔을 조사하여 상기 패턴의 일부분을 절단하는 제1 절단단계; 상기 레이저빔을 반사하여 상기 레이저빔의 경로를 전환시키는 경로전환단계; 상기 경로전환단계에 의해 경로가 전환된 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 나머지부분을 절단하는 제2 절단단계;를 포함한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의한 필름절단장치 및 필름절단방법은, 필름의 설정된 패턴의 양측을 제1조사기 및 제2조사기에 의해 분할된 상태로 절단함으로써 비교적 작은 크기를 가지면서 다수의 모서리를 갖는 필름의 패턴을 고속으로 절단할 수 있으며, 특히 레이저소스의 레이저빔이 빔 전환기에 의해 공급경로가 전환되면서 제1조사기 및 제2조사기에 교번적으로 공급됨에 따라 하나의 레이저소스에 의한 레이저빔만으로 패턴의 분할절단이 가능하므로 제작비용이 감소될 수 있다.

도 1은 선행기술에 따른 필름절단장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 필름절단장치를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 요부를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 필름절단장치를 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명에 의해 절단된 필름을 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 필름절단방법을 나타내는 블럭도.
도 7은 본 발명에 따른 제1조사기 및 제2조사기의 구성을 나타내는 개략도.
도 8은 도 7에 도시된 제1조사기 및 제2조사기의 작동을 나타내는 개략도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 필름절단장치는 도 2에 도시된 바와 같이 이송프레임(10), 이송유닛(20), 레이저소스(30), 제1조사기(40), 제2조사기(50), 빔 전환기(60), 연산기(70) 및 컨트롤러(80)를 포함하여 구성할 수 있다.

이송프레임(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 필름(F)이 장착되어 이송되는 지지골격을 제공하는 부재로써 필름(F)을 절단하기 위한 가공라인 상에 설치된다.

이송유닛(20)은 필름(F)을 이송프레임(10)의 일측에서 타측을 향해 이송시키는 구성요소로써, 도 2에 도시된 바와 같이 이송프레임(10)의 양측에 마련되어 필름(F)의 양단부가 원단형태로 권취되는 컨베이어와, 컨베이어에 구동력을 제공하는 미도시된 컨베이어모터로 구성될 수 있으며, 미도시된 댄싱롤러가 마련되어 필름(F)을 평판형태로 이송시킬수 있다.

이와 달리, 이송유닛(20)은 단품형태로 적층된 필름(F)을 연속적으로 이송프레임(10)에 이송시킬 수도 있다. 즉, 이송유닛(20)은 본 발명의 업계에 알려진 일반적인 구성일 수 있으므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.

여기서, 전술한 필름(F)은 예컨대 연료전지의 전극을 구성하는 필름일 수 있으며, 이와 달리 디스플레이 패널 또는 단말기의 패널에 적용되는 필름일 수 있다. 이러한 필름은 전술한 바에 한정하지 않는다.

레이저소스(30)는 필름(F)의 설정된 패턴을 절단하기 위한 레이저빔을 발생시키는 부재로써, 도 3에 도시된 바와 같이 이송프레임(10)에 설치된다. 이러한 레이저소스(30)의 내부 구성은 통상의 레이저발생기와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

제1조사기(40)는 필름의 설정된 패턴을 양분하는 일측 패턴라인(PT1)을 절단하는 부재로써, 도 3에 도시된 바와 같이 이송프레임(10)에 설치되어 레이저소스(30)에 의해 공급된 레이저빔을 일측 패턴라인(PT1)을 따라 조사하여 필름(F)의 일부분을 절단한다.

이러한 제1조사기(40)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 통상적으로 레이저마킹이나 소형영역의 절단에 사용되는 레이저스캐너와 같이 리플렉터(500) 및 블랭커(700)가 내장되며, 레이저소스(30)에서 공급된 레이저빔을 리플렉터(500)를 통해 반사하면서 조사방향을 조절하고, 레이저빔을 블랭커(700)를 통해 필름(F)의 일측 패턴라인(PT1)에 결상시켜서 필름(F)을 재단한다.

구체적으로, 리플렉터(500)는 도 7에 도시된 바와 같이 횡반사경(510), 횡갈바노미터(530), 종반사경(550) 종갈바노미터(570) 및 제어부(590)를 포함한다.

횡반사경(510)는 레이저소스(30)에서 공급되는 레이저빔의 경로를 변경하여 종반사경(550)에 반사한다. 횡갈바노미터(530)는 횡반사경(510)를 횡방향으로 회전시킨다. 종반사경(550)은 횡반사경(510)에서 변경된 레이저빔의 경로를 변경시켜서 블랭커(700)에 반사한다. 종갈바노미터(570)는 종반사경(550)를 종방향으로 회전시킨다. 제어부(590)는 후술되는 컨트롤러(80)의 제어에 따라 횡갈바노미터(530) 및 종갈바노미터(570)를 제어한다. 이러한, 제어부(590)는 제어부(590)는 프로그램 및 메모리를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제어부(590)는 횡반사경(510) 및 종반사경(550)의 회전각을 설정하는 회전각설정부(590a)를 더 포함할 수 있다. 즉, 제어부(590)는 회전각설정부(590a)에서 설정된 회전각으로 횡반사경(510) 및 종반사경(550)를 제어하므로, 다양한 크기나 형태로 레이저빔을 조사할 수 있다. 따라서, 필름(F)은 다양한 패턴으로 재단될 수 있다.

블랭커(700)는 도 7에 도시된 바와 같이 에프세타렌즈(710) 및 렌즈하우징(730)을 포함할 수 있다. 이러한, 블랭커(700)는 '가'에 확대 도시된 바와 같이 레이저빔이 입사되는 입사면과 입사된 레이저빔이 출사되는 출사면이 형성된다. 입사면은 중앙부분이 볼록한 형상이고 주변의 외측은 오목한 형상이다. 출사면은 전체적으로 볼록한 형상이다.

렌즈하우징(730)은 관 또는 노즐형태로 형성되어 수용되는 에프세타렌즈(710)의 외측을 지지하고, 리플렉터(500)에서 반사되는 레이저빔이 에프세타렌즈(710)에 입사되어 굴곡되면서 출사되도록 상부 및 하부가 개방되어 있다.

이와 같은 리플렉터(500) 및 블랭커(700)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

리플렉터(500)는 도 8에 도시된 바와 같이 횡반사경(510) 및 종반사경(550)의 회전에 의해 레이저빔의 초점들을 변환시키면서 레이저빔을 서로 다른 방향의 일측 패턴라인(PT1)을 따라 필름(F)에 조사한다.

이때, 제어부(590)는 전술한 종갈바노미터(570)를 제어하여 종반사경(550)을 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 설정된 각도로 회전시켜서 고정한 후에, 전술한 횡갈바노미터(530)를 제어하여 횡반사경(510)을 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 회전시킨다. 따라서, 블랭커(700)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 종반사경(550)에서 반사되는 횡방향의 직선라인 형태의 레이저빔을 필름(F)의 일측 패턴라인(PT1)에 조사하므로, 일측 패턴라인(PT1)이 횡방향으로 설정된 길이만큼 절단된다.

이어서, 제어부(590)는 횡갈바노미터(530)를 제어하여 횡반사경(510)을 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 설정된 각도로 회전시켜서 고정한 후에, 종갈바노미터(570)를 제어하여 종반사경(550)을 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 회전시킨다. 따라서, 블랭커(700)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 종반사경(550)에서 반사되는 종방향의 직선라인 형태의 레이저빔을 일측 패턴라인(PT1)의 좌측에 조사하므로, 일측 패턴라인(PT1)의 좌측이 종방향으로 설정된 길이만큼 절단된다.

한편, 블랭커(700)는 전술한 바와 달리 도 7의 '나'에 확대 도시된 바와 같이 렌즈하우징(730), 3차원 렌즈유닛(750), 어저스터(770) 및 높이측정유닛(790)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 렌즈하우징(730)은 전술한 바와 동일하게 구성되므로 구성설명은 생략한다. 3차원 렌즈유닛(750)는 레이저빔을 굴절시켜서 필름(F)에 레이저빔의 초점을 결상시킨다. 어저스터(770)는 3차원 렌즈유닛(750)을 작동시킨다. 높이측정유닛(790)은 필름(F)의 표면높이를 측정하여 측정된 높이를 어저스터(770)에 인가한다. 이러한, 높이측정유닛(790)은 포토센서모듈 또는 초음파센서모듈일 수 있다.

즉, 3차원 렌즈유닛(750)은 레이저소스(30)에서 발생되는 레이저빔을 굴절시켜서 필름(F)에 조사한다. 이때, 높이측정유닛(790)은 필름(F)의 표면높이를 측정하여 측정된 높이를 어저스터(770)에 인가한다. 또한, 어저스터(770)는 3차원 렌즈유닛(750)를 제어하여 레이저빔이 필름(F)의 표면높이에 따라 결상되도록 한다. 따라서, 블랭커(700)는 필름(F)의 표면높이가 변화되어도 대응하면서 필름(F)을 재단할 수 있다.

따라서, 제1조사기(40)는 선행기술의 스테이지에 의한 방향전환이 없이 내부의 리플렉터(500) 및 블랭커(700)에 의해 레이저빔의 조사방향을 전환시키므로 레이저빔의 방향전환에 따른 가/감속의 제약이 없이 일측 패턴라인(PT1)을 고속으로 절단할 수 있으며, 레이저빔의 집중현상을 감소시킴으로써 일측 패턴라인(PT1)을 정밀하게 절단할 수 있다.

제2조사기(50)는 제1조사기(40)에 의해 일부분이 절단된 패턴의 나머지부분을 절단하는 구성요소로써, 도 3에 도시된 바와 같이 제1조사기(40)와 동일하게 구성되며, 제1조사기(40)의 타측에 설치되어 제1조사기(40)와 교번적으로 작동하면서 레이저소스(30)의 레이저빔을 타측 패턴라인(P2)에 조사한다.

즉, 제2조사기(50)는 필름(F)의 패턴을 양분하는 타측 패턴라인(PT2)을 따라 레이저빔을 조사함으로써 필름(F)의 패턴라인(PT1)(PT2)을 제1조사기(40)와 함께 분할상태로 절단한다.

여기서, 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)은 레이저빔의 조사영역이 제한적이므로 각각의 조사영역에 해당하는 범위에서 레이저빔을 교번적으로 조사하면서 각각의 패턴라인(PT1)(PT2)을 제각기 분할상태로 절단한다.

구체적으로, 일측 패턴라인(PT1)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1조사기(40)의 조사영역에 포함되며, 타측 패턴라인(PT2)은 제2조사기(50)의 조사영역에 포함된다.

빔 전환기(60)는 레이저소스(30)에서 발생된 레이저빔을 반사하여 레이저빔의 경로를 전환시키면서 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)에 레이저빔을 교번적으로 공급하는 구성요소이다.

이러한 빔 전환기(60)는 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 반사경(61) 및 드라이버(63)를 포함하여 구성할 수 있다.

반사경(61)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 구성되어 레이저소스(30)의 일측에 배치되며, 레이저소스(30)에서 제1조사기(40)로 공급되는 레이저빔을 반사하면서 레이저빔의 공급경로를 제2조사기(50)로 전환시킨다.

드라이버(63)는 반사경(61)들 중 적어도 어느 하나를 이송프레임(10)의 상부에 이동가능하게 고정하고, 후술되는 컨트롤러(80)의 제어에 따라 반사경(61)을 이동시키면서 레이저빔을 제1조사기(40)로 공급하거나 반사경(61)을 통해 제2조사기(50)로 공급하는 구성요소이다. 이러한 드라이버(63)는 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 레일(63a), 슬라이더(63b) 및 구동모터(63c)를 포함하여 구성할 수 있다.

레일(63a)은 이송프레임(10)에 설치되어 전술한 반사경(61)이 이동가능하게 결합되는 부재로써, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 필름(F)의 폭방향으로 필름(F)을 가로지르는 형태로 구성될 수 있으며, 이와 달리 필름(F)의 길이방향이나 수직방향으로 구성될 수도 있다. 즉, 레일(63a)은 반사경(61)을 레이저소스(30)의 전방에서 이격된 형태로 이동시킬 수 있는 구조로 형성된다.

슬라이더(63b)는 도 3에 도시된 바와 같이 레일(63a)에 이동가능하게 설치되어 일측에 반사경(61)이 고정되며, 후술되는 구동모터(63c)에 의해 레일(63a)의 길이방향을 따라 반사경(61)과 함께 이동한다.

이러한 슬라이더(63b)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 반사경(61)들이 함께 고정됨에 따라 반사경(61)들을 동시에 이동시킬 수 있으며, 도시된 바와 달리 레이저소스(30)의 전방에 배치된 반사경(61)만 고정될 수도 있다.

구동모터(63c)는 슬라이더(63b)에 구동력을 제공하여 반사경(63c)을 이동시키는 부재로써, 후술되는 컨트롤러(80)의 제어에 따라 슬라이더(63b)를 이동시킨다. 이러한 구동모터(63c)는 본 발명의 업계에 알려진 통상의 구동방식이 적용될 수 있으며, 예컨대 리니어모터나 초음파모터방식으로 슬라이더(63b)를 이동시킬 수 있다.

즉, 드라이버(63)는 반사경(61)을 도 3에 도시된 바와 같이 레이저소스(30)의 전방으로 이동시켜서 레이저빔을 제2조사기(50)로 공급하거나, 반사경(61)을 도 4에 도시된 바와 같이 레이저소스(30)의 전방에서 이격된 상태로 이동시켜서 레이저빔을 제1조사기(40)로 공급한다.

연산기(70)는 이송유닛(20)의 작동에 의한 필름(F)의 이송속도 및 제1,2절단유닛(30)(40)에 의해 절단되는 필름(F)의 절단시간을 연산한다. 이러한 연산기(70)는 도 2에 도시된 바와 같이 각 구성요소에 연결되는 서버(SV)에 내장될 수 있다.

컨트롤러(80)는 연산기(70)의 연산에 따라 제1,2조사기(40) 및 빔 전환기(60)의 작동을 제어하는 구성요소로써, 도 2에 도시된 바와 같이 서버(SV)에 기판이나 프로그램형태로 마련되어 전술한 제어부(590)를 통해 제1,2조사기(40)(50)의 작동을 제어하며, 전술한 구동모터(63c)에 전원을 공급하면서 반사경(61)의 이동을 제어한다.

이러한 컨트롤러(80)는 제1,2조사기(40)(50)에 의해 일측 패턴라인(PT1) 및 타측 패턴라인(PT2)에 조사되는 레이저빔의 시작점 및 종점의 조사형태를 제어하여 도 5에 도시된 바와 같이 일측 패턴라인(PT1)과 타측 패턴라인(PT2)의 접점(P)에 레이저빔이 집중되는 것을 방지한다.

구체적으로, 컨트롤러(80)는 제1조사기(40)를 제어하여 레이저빔을 도 5의 's1'에 도시된 바와 같이 일측 패턴라인(PT1)의 바깥쪽에서 일측 패턴라인(PT1)을 향해 곡선형태로 조사시키면서 레이저빔을 일측 패턴라인(PT1)으로 진입시키며, 일측 패턴라인(PT1)을 절단시킨 후 레이저빔을 도 5의 'e1'에 도시된 바와 같이 일측 패턴라인(PT1)의 바깥쪽을 향해 곡선형태로 조사시키면서 진출시킨다.

또한, 컨트롤러(80)는 제2조사기(50)를 제어하여 레이저빔을 도 5의 's2'에 도시된 바와 같이 곡선형태로 타측 패턴라인(PT2)으로 진입시켜서 타측 패턴라인(PT2)을 절단시킨 후, 레이저빔을 도 5의 'e2'에 도시된 바와 같이 곡선형태로 타측 패턴라인(PT2)의 바깥쪽을 진출시킨다.

따라서, 일측 패턴라인(PT1) 및 타측 패턴라인(PT2)은 컨트롤러(80)의 제어에 의해 레이저빔이 곡선형태로 진출입함에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 접점(P)의 중첩부위가 최소화될 수 있으므로 접점(P)에 레이저빔이 집중되는 것이 방지되어 정밀도가 향상될 수 있다.

한편, 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 필름(F)의 폭방향으로 대향상태를 이루면서 일렬로 배치되어 일측 패턴라인(PT1) 및 타측 패턴라인(PT2)을 일렬로 절단할 수 있다.

이와 달리, 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 필름(F)의 이송방향으로 이격상태를 이루면서 배치되어 일측 패턴라인(PT1)을 절단한 후 타측 패턴라인(PT2)을 이격된 상태로 절단할 수 있다.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 필름절단장치의 작동 및 필름절단방법을 설명한다.

필름(F)은 도 2에 도시된 바와 같이 이송유닛(20)의 구동에 따라 이송프레임(10)으로 이송되면서 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)의 하부로 로딩된다.(도 6의 S100)

컨트롤러(80)는 연산기(70)의 연산을 통해 필름(F)의 로딩을 인식하고 드라이버(63)의 구동모터(63c)를 제어하여 반사경(61)을 도 4에 도시된 바와 같이 레이저소스(30)의 전방에서 이격된 상태로 이동시킨다.

이에 따라, 레이저소스(30)의 레이저빔은 도 4에 도시된 바와 같이 제1조사기(40)로 공급된다.

그리고, 컨트롤러(80)는 제1조사기(40)를 제어하여 도 4에 도시된 바와 같이 일측 패턴라인(PT1)을 절단시킨다.(도 6의 S200)

이때, 제1조사기(40)는 컨트롤러(80)의 제어에 의해 레이저소스(30)에서 공급된 레이저빔을 필름(F)에 조사하면서 도 5의 's1'에 도시된 바와 같이 일측 패턴라인(PT1)의 바깥쪽에서 곡선형태로 일측 패턴라인(PT1)으로 진입시킨다.(도 6의 S210)

그리고, 제1조사기(40)는 컨트롤러(80)의 제어에 의해 레이저빔을 도 5에 도시된 바와 같이 일측 패턴라인(PT1)을 따라 조사한 후(도 6의 S220), 레이저빔을 도 5의 'e1'에 도시된 바와 같이 곡선형태로 조사하면서 일측 패턴라인(PT1)에서 진출시킨다.(도 6의 S230)

이에 따라, 필름(F)은 패턴라인의 일부분인 일측 패턴라인(PT1)이 절단된다.

이어서, 컨트롤러(80)는 드라이버(63)의 구동모터(63c)를 제어하여 도 3에 도시된 바와 같이 반사경(61)을 레이저소스(30)의 전방으로 이동시킴으로써, 레이저빔의 공급경로를 제2조사기(50)로 전환시킨다.(도 6의 S300)

이때, 반사경(61)은 도 3에 도시된 바와 같이 구동모터(63c)의 구동에 의해 이동하는 슬라이더(63b)와 함께 레일(63a)을 따라 이동하면서 레이저소스(30)의 전방으로 이동한다.

따라서, 레이저소스(30)의 레이저빔은 도 3에 도시된 바와 같이 반사경(61)에 의해 반사되어 제2조사기(50)로 공급된다.

그리고, 컨트롤러(80)는 제2조사기(50)를 제어하여 패턴라인의 나머지 부분인 타측 패턴라인(PT2)을 도 5에 도시된 바와 같이 절단시킨다.(도 6의 S400)

이때, 제2조사기(50)는 전술한 제1조사기(40)의 작동과 동일하게 레이저빔을 도 5의 's2'에 도시된 바와 같이 곡선형태로 필름(F)에 조사하면서 타측 패턴라인(PT2)으로 진입시키고(도 6의 S410), 레이저빔을 타측 패턴라인(PT2)을 따라 조사한 후(도 6의 S420), 레이저빔을 도 5의 'e2'에 도시된 바와 같이 곡선형태로 조사하면서 타측 패턴라인(PT2)에서 진출시킨다.(도 6의 S430)

이에 따라, 필름(F)은 타측 패턴라인(PT2)이 절단됨에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 설정된 패턴으로 절단된다.

여기서, 제2조사기(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1조사기(40)와 일렬로 배치된 경우, 제1조사기(40)와 일렬로 작동하면서 일측 패턴라인(PT1)의 시작점과 반대편의 시작점에서 타측 패턴라인(PT2)을 절단하며, 이와 달리 도 4에 도시된 바와 같이 제1조사기(40)와 필름(F)의 이송방향으로 이격된 경우, 일측 패턴라인(PT1)의 절단이 완료된 후 필름(F)이 이송유닛(20)에 의해 이송됨에 따라 타측 패턴라인(PT2)을 순차적으로 절단한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 필름절단장치 및 필름절단방법은, 필름(F)의 설정된 패턴(PT1)(PT2)의 양측을 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)에 의해 분할된 상태로 절단함으로써 비교적 작은 크기를 가지면서 다수의 모서리를 갖는 필름의 패턴을 고속으로 절단할 수 있으며, 특히 레이저소스(30)의 레이저빔이 빔 전환기(60)에 의해 공급경로가 전환되면서 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)에 교번적으로 공급됨에 따라 하나의 레이저소스(30)에 의한 레이저빔만으로 패턴의 분할절단이 가능하므로 제작비용이 감소될 수 있다.

특히, 선행기술의 스테이지에 의한 레이저빔의 이동이 없이 필름(F)이 절단됨에 따라 스테이지의 가/감속에 의한 레이저빔의 집중현상이 최소화되므로 필름(F)에 설정된 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 빔 전환기(60)를 구성하는 반사경(61)이 드라이버(63)에 의해 이동하면서 레이저빔을 반사하므로 레이저빔의 공급경로를 기구적으로 전환시킬 수 있다.

더욱이, 슬라이더(63b)가 구동모터(63c)에 의해 반사경(61)과 함께 레일(63a)을 따라 이동하므로 반사경(61)이 안정적으로 이동할 수 있다.

더욱이, 제1조사기(40) 및 제2조사기(50)가 컨트롤러(80)의 제어에 따라 레이저빔을 각 패턴라인(PT1)(PT2)의 바깥쪽에서 제각기 진입시키고, 각 패턴라인(PT1)(PT2)의 바깥쪽으로 진출시킴에 따라 일측 패턴라인(PT1)과 타측 패턴라인(PT2)의 중첩부위가 최소화되므로 각 패턴라인(PT1)(PT2)의 접접(P)에 제1,2레이저빔들의 집중현상이 최소화될 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10 : 이송프레임 20 : 이송유닛
30 : 레이저소스 40 : 제1조사기
50 : 제2조사기 60 : 빔 전환기
61 : 반사경 63 : 드라이버
63a : 레일 63b : 슬라이더
63c : 구동모터 70 : 연산기
80 : 컨트롤러 F : 필름
PT1 : 일측 패턴라인 PT2 : 타측 패턴라인
P : 접점

Claims

순차적으로 이송되는 필름의 일부분을 설정된 패턴으로 절단하는 필름절단장치에 있어서,
상기 필름이 이송가능하게 장착되는 이송프레임;
상기 이송프레임에 장착된 상기 필름을 일측에서 타측을 향해 이송시키는 이송유닛;
상기 이송프레임에 마련되어 레이저빔을 발생시키는 레이저소스;
상기 이송프레임에 마련되어 상기 레이저소스의 상기 레이저빔이 공급되고, 공급된 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 일부분을 절단하는 제1조사기;
상기 제1조사기의 타측에 마련되어 상기 레이저소스의 상기 레이저빔이 공급되고, 상기 제1조사기와 교번적으로 작동하면서 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 나머지부분을 절단하는 제2조사기;
상기 이송프레임에 마련되어 상기 레이저소스에 연결되고, 상기 레이저소스에서 발생된 상기 레이저빔을 반사하여 상기 레이저빔의 공급경로를 전환시키면서 상기 레이저빔을 상기 제1조사기 및 상기 제2조사기에 교번적으로 공급하는 빔 전환기;
상기 이송유닛에 의해 이송되는 상기 필름의 이송속도 및 상기 제1,2조사기에 의해 절단되는 상기 필름의 절단시간을 연산하는 연산기; 및
상기 연산기의 연산에 따라 상기 제1,2조사기 및 상기 빔 전환기의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 필름절단장치.
제 1 항에 있어서, 상기 빔 전환기는,
상기 레이저소스의 일측에 배치되고, 상기 레이저소스에서 상기 제1조사기로 공급되는 상기 레이저빔을 반사하면서 상기 레이저빔의 공급경로를 상기 제2조사기로 전환시키는 복수의 반사경; 및
상기 반사경 중 적어도 어느 하나를 상기 이송프레임의 상부에 이동가능하게 고정하고, 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 반사경을 이동시키면서 상기 레이저빔을 반사하여 상기 레이저빔을 상기 제1조사기로 공급하거나 상기 제2조사기로 공급하는 드라이버;를 포함하는 필름절단장치.
제 2 항에 있어서, 상기 드라이버는,
상기 반사경이 이동가능하게 결합되는 레일;
상기 레일에 이동가능하게 설치되어 상기 반사경이 고정되고, 상기 반사경과 함께 상기 레일의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 반사경을 이동시키는 슬라이더; 및
상기 슬라이더에 구동력을 제공하여 상기 반사경을 이동시키는 구동모터;를 포함하는 필름절단장치.
제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 제1조사기 및 상기 제2조사기를 제각기 제어하여 상기 레이저소스에서 공급된 상기 레이저빔을 상기 패턴의 바깥쪽에서 상기 패턴을 향해 곡선형태로 조사시키면서 상기 레이저빔을 상기 패턴의 일부분 및 상기 패턴의 나머지부분으로 제각기 진입시키며, 상기 레이저빔을 상기 패턴에서 상기 패턴의 바깥족을 향해 곡선형태로 조사시키면서 상기 레이저빔을 상기 패턴의 일부분 및 상기 패턴의 나머지부분에서 진출시키는 것을 특징으로 하는 필름절단장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1조사기 및 상기 제2조사기는,
상기 필름의 폭방향으로 대향상태를 이루면서 일렬로 배치되어 상기 패턴의 일부분 및 상기 패턴의 나머지부분을 일렬로 절단하는 것을 특징으로 하는 필름절단장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1조사기 및 상기 제2조사기는,
상기 필름의 이송방향으로 이격상태를 이루면서 배치되어 상기 패턴의 일부분 및 상기 패턴의 나머지부분을 이격상태로 절단하는 것을 특징으로 하는 필름절단장치.
필름의 일부분을 설정된 패턴으로 절단하는 필름절단방법에 있어서,
상기 필름을 연속적으로 이송시키는 이송단계;
상기 이송단계에 의해 이송된 상기 필름의 일부분에 레이저빔을 조사하여 상기 패턴의 일부분을 절단하는 제1 절단단계;
상기 레이저빔을 반사하여 상기 레이저빔의 공급경로를 전환시키는 경로전환단계; 및
상기 경로전환단계에 의해 경로가 전환된 상기 레이저빔을 상기 필름의 일부분에 조사하여 상기 패턴의 나머지부분을 절단하는 제2 절단단계;를 포함하는 필름절단방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제1 절단단계 및 상기 제2 절단단계는,
상기 레이저빔을 상기 패턴의 바깥쪽에서 상기 패턴을 향해 곡선형태로 제각기 조사시키면서 상기 레이저빔을 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분으로 제각기 진입시키는 패턴진입단계;
상기 레이저빔을 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분을 따라 제각기 조사시키는 패턴조사단계; 및
상기 레이저빔을 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분에서 상기 패턴의 바깥족을 향해 곡선형태로 제각기 조사시키면서 상기 레이저빔을 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분에서 제각기 진출시키는 패턴진출단계;를 포함하는 필름절단방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제1 절단단계 및 상기 제2 절단단계는,
상기 레이저빔을 상기 필름의 폭방향으로 대향상태를 이루면서 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분에 교번적으로 조사하면서 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분을 일렬로 절단하는 것을 특징으로 하는 필름절단방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제1 절단단계 및 상기 제2 절단단계는,
상기 레이저빔을 상기 필름의 이송방향으로 이격상태를 이루면서 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분에 교번적으로 조사하면서 상기 패턴의 일부분 및 나머지부분을 이격상태로 절단하는 것을 특징으로 하는 필름절단방법.