(57)【要約】  基板を処理するための装置および方法である。ここでは、柔軟な力吸収手段が加工部および／または反作用部の少なくとも一部に配され、よって前記面によって及ぼされる力を局所的に吸収する。柔軟な力吸収手段はバネに類似した特性を有し、もって前記加工部と前記反作用部とが互いに加圧した場合に弾性的に変形することに適化されている。
2005509544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するための装置であって、
前記装置は加工部および反作用部を有し、
前記加工部は、
―    実質的に柔軟性がない外側表面を有するコア、および、
―    前記コアの前記表面に取り付けられた、少なくとも１つの工具、
を備えた複数層構造を有し、
前記加工部および／または前記反作用部の少なくとも一部に、柔軟な力吸収手段が配されて前記面によって及ぼされる力を局所的に吸収することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記柔軟な力吸収手段が弾性体であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記柔軟な力吸収手段が、前記複数層構造に配された少なくとも１つの力吸収層を含んでいることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記柔軟な力吸収手段が、前記反作用部に取り付けられた少なくとも１つの力吸収層を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記加工部および前記反作用部の両方が力吸収層を有することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記力吸収層が、前記コアと前記工具との間、前記複数層構造内に配されていることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記加工部および前記反作用部が前記基板を切削するための協働刃を有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
前記加工部または前記反作用部のうち少なくともいずれか１つは、少なくとも前記基板の第１層を所定の形態に成形するようになっていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
前記加工部は、少なくとも前記基板の第１層をスタンピングにより処理するためのスタンプとして供されていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
前記加工部は、少なくとも前記基板の第１層を回転的に処理するためのドラムとして供されていることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、平面性からのずれ（例えば、粗度）δを有する硬質な非平面的基板を、
―    前記力吸収層の厚さτを、前記厚さが前記平面性からのずれδを凌ぐように選択することにより、
処理するようになっていることを特徴とする、請求項３ないし１０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
前記力吸収層はその厚さに関して、例えば０．２−４．５ｍｍ、例えば０．３−４．０ｍｍ、例えば０．４−３．５ｍｍ、例えば０．５−３ｍｍ、例えば０．６−２．５ｍｍ、例えば０．７−２．０ｍｍ、例えば１．５ｍｍ、というように、０．１−５ｍｍの範囲内で選択されることを特徴とする、請求項３ないし１０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
前記柔軟な力吸収層は前記柔軟な力吸収層が前記基板に対して力を及ぼすことを可能としている弾性に関して、所与の圧縮率γにおいて力が前記基板の降伏点を凌ぎ、また、前記圧縮率γにおいて前記柔軟な力吸収層の厚さが前記平面性からのずれδを凌ぐように、選択されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記柔軟な力吸収層は、少なくとも前記工具の１つと前記コアの前記外側表面とを取り付けるための両面粘着テープであることを特徴とする、請求項３ないし１２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
前記両面粘着テープはその厚さに関して、例えば０．２０−０．４ｍｍの範囲、例えば０．２１−０．３ｍｍの範囲、例えば０．２２−０．２６ｍｍの範囲、例えば０．２４ｍｍ、というように、０．１−０．５ｍｍの範囲内で選択されることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記コアが鋼製の表面を有することを特徴とする、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
前記鋼製表面が１−１００ミクロンの範囲の粗度を有することを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記テープが、例えば７−１１Ｎ／ｃｍの範囲、例えば８−１０Ｎ／ｃｍの範囲、例えば９Ｎ／ｃｍ、というように、６−１２Ｎ／ｃｍの範囲の鋼に対する粘着性を有することを特徴とする、請求項１４ないし１７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１９】
前記テープはアクリル系ベースの接着剤によって前記コアに取り付けられていることを特徴とする、請求項１４ないし１８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２０】
前記工具はアクリル系ベースの接着剤によって前記テープに取り付けられていることを特徴とする、請求項１４ないし１９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２１】
前記テープの粘着層は永続的な接着性を有し、よって工具の前記柔軟な層に対する再装着が可能であることを特徴とする、請求項１４ないし２０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２２】
前記工具には、前記粘着層に接着される１つまたは複数のシムが含まれることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記処理には、前記基板に三次元構造をエンボス加工することが含まれることを特徴とする、請求項１ないし２２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２４】
前記処理には、前記基板にナノ構造をエンボス加工することが含まれることを特徴とする、請求項１ないし２３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２５】
前記処理には、金属製基板にナノ構造をエンボス加工することが含まれることを特徴とする、請求項１ないし２４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２６】
前記基板が、ラッカー、ポリマー、印刷用インク、プラスチック、ボール紙、厚紙、ならびに、スズ、アルミニウム、銅、鉛、鋼、といった金属、が含まれる群中より選択されることを特徴とする、請求項１ないし２５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２７】
前記基板のブリネル硬度（ＨＢ１０）は、１０Ｎ／ｍｍ２から１０００Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることを特徴とする、請求項１ないし２６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２８】
複数層基板の第１層に回転的に処理を行うためのドラムであって、
前記第１層は第１の程度の硬さを有し、続く層は第２の程度の硬さを有し、
前記ドラムは、
実質的に柔軟性がない外面を有するコア、
前記コアの周囲に取り付けられ、第３の程度の硬さを有する柔軟な力吸収層、および、
前記柔軟な力吸収層の周囲に取り付けられ、三次元構造を有するマトリックス、を有し、
前記柔軟な力吸収層は、前記第３の程度の硬さが前記第１の程度の硬さよりも大きく、かつ、前記第２の程度の硬さよりも小さくなるように選択され、前記三次元構造が確実に前記第１層には加工されて続く層には加工されないようになっていることを特徴とするドラム。
【請求項２９】
基板の第１層に三次元構造を、加工部および反作用部を有する装置を用いて処理する方法であって、
前記加工部は複数層構造を有し、
前記方法が、
柔軟な力吸収層を有する前記加工部のコアの表面に工具を配するステップ、
前記基板のシートを、前記加工部と前記反作用部との間に配置するステップ、および、
圧力を加えて前記基板を処理するステップ、を有する方法。
【請求項３０】
基板を処理する装置の加工部表面に工具を取り付ける方法であって、前記方法が前記加工部と前記工具との間に弾性層を配するステップを有しており、前記層の前記弾性は、前記層が非圧縮状態において前記基板の表面よりも軟らかであるように選択されている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、基板を処理するための装置および工程に関し、例えば再構成可能な型(re-configurable mould)を用いた基板への、３次元構造、ナノ構造、ホログラム、または類似のレリーフ回折パターン(relief diffraction pattern)の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の切削および形成には様々な技術がある。切削は様々な方法で、例えばパンチングで実施される。通常、切削機械は、材料の切削に用いる協働刃(co-operating edges)を有する。許容差内で許される変動が比較的小さい、微細構造を切削する場合特に、切刃(cutting edges)を備えた工具はしばしば、工具の刃こぼれ(tear)や摩耗(ware)のために取り替えたり、修理したりする必要がある。このことがこの処理を比較的費用のかかるものにしている。
【０００３】
微細構造を有する表面を形成するための様々な鋳造技術(casting techniques)が存在している。一般的には、樹脂が硬化する間、型によって液状樹脂が基板上に保持され、よって樹脂が微細構造を形成している。型は微細構造を形成する３次元的レリーフパターンを備えた回転ドラムを含んでもよい。また、型は一方の側にレリーフパターンの付いた平板を有してもよい。回折パターンに視認できる歪曲をつくるためには許容差は小さくなければならず、従って型を製作するための費用は相対的に高くなる。型は数多くの成型サイクルの後で交換する必要がある。例えば、ホログラムの大量複製には型が回転ドラムに含まれており、型の交換にかかる費用は高くつく。
【０００４】
鋳造する間に、型が基板に対してほんの僅かでも変位すると成型の質は低下する。よって、現在の微細構造成型システムは、非常に厳密な型と厳密な装置を鋳造処理に用いている。この厳密性により、例えば型の望まれざる振動の危険性を低減することにより、鋳造処理を制御可能としている。
【０００５】
液状樹脂で構造を鋳造する場合、鋳造装置および型の厳密性による負の効果はほとんどない。そのため、鋳造機械のメーカーはさらなる厳密性を求めて邁進している。
【０００６】
しかしながら、例えば鋼板または類似の「硬い」基板において直接的に成型するような、非液状材料における成型の場合、上記の厳密性によって機械が基板に生じた許容差を処理することができなくなる。例えば、金属板は通常、非平面的表面を有する。完全に厳密な機械における完全に厳密な型の下では、非平面的表面の有する狂いは構造内で容易に視覚的に見つけることができる。例えば、板の非平面性は不均一なエンボス深さにとして複製されることがあり、よって構造の表面からの反射に不均一性を視覚的に見つけることが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、例えば非液状材料もしくはさらには硬質材料を含む基板に、例えば切削加工、鋳造的加工、もしくはエンボス加工といった処理によって、構造を与えるための技術ならびに装置を提供することであり、よって上述の問題点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがい、本発明は基板を処理する装置に関する。この装置は加工部(tool plan)および反作用部(reaction plan)を有し、加工部は、
―    実質的に柔軟性がない外面を有するコア、および、
―    コアの表面に取り付けられた、少なくとも１つの工具、
を備えた複数層構造を有する。
ここで、加工部および／または反作用部の少なくとも部分において柔軟性に富んだ力吸収手段が配され、平面から及ぼされる力を局所的に吸収する。
【０００９】
柔軟な力吸収手段は、コアおよび／または工具に沿って圧力を均等化することに適化されており、よって、力吸収手段が高い圧力を吸収／均等化し、コアおよび／または工具の長手に沿って散在しうる不均一性のため、その不均一領域内において局所的な高圧が生じないようにしている。
【００１０】
いくつかの実施形態においては、柔軟な力吸収手段は弾性体であってよい。よって、柔軟な力吸収手段は、加工部および／または反作用部から及ぼされる圧力がなくなれば、初期位置に復帰してよい。いくつかの実施形態においては、柔軟な力吸収手段は、その力吸収手段に圧力が加えられた際に弾性的にのみ変形するように、選択されてよい。柔軟な力吸収手段が、非圧縮状態（工具からの圧力の付加の前）−圧縮状態（工具からの圧力の付加がある間）−非圧縮状態（工具からの圧力の付加の後）、という段階を経る場合、可逆的な過程を経る。柔軟な力吸収手段は弾性的にのみ変形してよいので、手段の厚さは圧力の付加の前後で同一である。柔軟な力吸収手段が弾性体である場合、その手段はバネに類する特性を備えていてもよい。弾性的吸収手段の有利点は、塑性的に変形する柔軟性がない吸収手段とは違って再使用できる点である。柔軟性がない吸収手段はこのため、さらなる装置の使用の前に、塑性的に変形しない部品と交換しなければならない。
【００１１】
本発明は基板を処理する装置に関する。この装置は加工部および反作用部を有し、加工部は、
―    実質的に柔軟性がない外面を有するコア、および、
―    コアの表面に取り付けられた、少なくとも１つの工具、
を備えた複数層構造を有する。
ここで、加工部および／または反作用部の少なくとも部分において柔軟な力吸収手段が配され、柔軟な力吸収手段は弾性的に変形することに適化されており、よって面が基板に及ぼす力を局所的に吸収する。
【００１２】
柔軟な力吸収手段は、室温および／または大気圧下で弾性的に変形可能であるように適化されてよい。いくつかの実施形態においては、室温は摂氏０度から摂氏１００度までの間であってよい。いくつかの実施形態においては、原則として、装置の周囲の空気／空間の温度は、機械を密閉することなく、または、作業者が極端な温度から自身を保護するための衣服を身に付けることなく、作業者が機械を操作可能な温度である。同様に、原則として圧力は、機械および／または作業者を密閉することなしに、作業者が機械を操作可能な圧力である。よって、本願においては、大気圧を、人間が長期間または短期間の間生存可能な圧力であるとみなしている。加工部および／または反作用部は稼働中加熱されてもよい。処理される基板を加熱して軟化させてもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態においては、原則として、作業速度を遅くするような、例えば、被加工物(work pieces)の取り扱いを複雑化するような、いかなる装置の密閉も行わない。当然のことだが、国によっては装置の密閉に関し法的な要請があるかもしれない。これには従うことが可能である。作業速度は、例えば、毎時２，０００−８，０００メートル、または、例えば、毎時４，０００−５，０００メートルというように、基板の長さにして毎時０−１０，０００メートルでよい。被加工物／基板は、１メートルの長さの、プラスチックや金属といった材料からなる板でよい。被加工物／基板は、コイル状であってもよい。
【００１４】
加工部および反作用部の移動は、鉛直方向および／または水平方向で同期されてもよい。２つの面がスタンピング処理手段として配されているならば、スタンピング処理において被加工物を移動させるため、スタンピング処理と同期させてもよい。２つの面が、第１層の回転的な処理のため、１つまたは複数のドラムとして配されているならば、ドラムを同期化してよい。
【００１５】
ある実施形態においては、工具には、基板を切削するための協働刃を備えた加工部および反作用部が含まれてよい。工具は、例えば、エキセンプレスにおいて、ダイカッティングやパンチングといった切削に使用することができるが、協働刃で基板を切削することに適化されている回転式ドラムにおいて使用することもできる。このドラムは、例えば基板に微細構造をエンボス加工するといった、切削および／または成形に適化されていてよい。
【００１６】
工具はまた、微細なエンボス加工、大きなエンボス加工(macro embossing)、シート／板上に切断線をマーキングすることに使用することもできる。
【００１７】
別の実施形態は、加工部および反作用部を備えた工具を有しており、ここでは、加工部または反作用部の少なくともいずれか１つが少なくとも基板の第１層を所定の形状に成形することに適化されていてもよい。このような工具は、液圧プレスにおいて基板の成形に使用するこができ、また、圧延処理にも使用することができる。
【００１８】
加工部は、周知の標準的なスタンピング用機械の加工部に相当する、硬質な面表面であってよい。スタンプは、厳密なカムディスク、リニア・アクチュエータ等により上下動可能である。スタンプは基板および反作用部に十分な圧力を加え、基板に構造をエンボス加工する。加工部または反作用部は剛性を有することが可能である。なぜなら、加工部もしくは反作用部、または、加工部および反作用部の両方の柔軟な力吸収手段が許容差を吸収するからである。
【００１９】
好ましくは、柔軟な力吸収手段は、その柔軟性を変更できるようにして供される。本発明の実施形態によれば、柔軟な力吸収手段は、加工部の表面および／または反作用部の表面に取り付けられた弾性を有する粘着テープの形態で供され、装置の力吸収層を形成する。弾力性、および、それゆえの装置の許容差を吸収する能力は、例えば粘着テープの種類の変更、または、粘着テープの厚さの変更、により、容易に変更可能である。
【００２０】
柔軟な力吸収手段は、複数層構造内に供され、かつ／または、反作用部に取り付けられた、少なくとも１つの力吸収層を有してよい。
【００２１】
加工部および反作用部の両方が、力吸収層を備えてもよい。
【００２２】
望ましくは、柔軟な力吸収手段は、コアと工具との間、複数層構造内に配される。本実施形態は、吸収層が、コアおよび／または工具の全長にわたって散在する不均一性を全て吸収する点で有利である。
【００２３】
別の実施形態によれば、柔軟な力吸収手段は硬質な面として供されてもよい。これは例えば、加工部および／または反作用部の表面に取り付けられた金属で、また、加工部および／または反作用部に対向したはずみバネ(bouncing spring)を有している。このバネは、特性を調節可能か、または、個別的なエンボス加工および基板材料に適合した特性を有するバネと交換するために着脱可能に備え付けられるか、のいずれかでよい。
【００２４】
本発明の好適な実施形態によれば、加工部は三次元構造を回転的にエンボス加工するための円筒形状ドラムであり、また、反作用部は同様に、必要な逆圧を与えるための円筒形ドラムもしくはニップロールである。
【００２５】
本装置は、
―    厚さτが平面性からのずれδを凌ぐ(extend)ように、力吸収層の厚さτを選択すること、
により、平面性からのずれ、もしくは粗度δを有する非平面的硬質基板に構造をエンボス加工することに適化されてよい。
【００２６】
このようにして、力吸収層が、層の圧縮によって、少なくともずれの実質的部分を吸収することが可能となる。さらには、力吸収層のための材料は、その材料の圧縮に必要な力が基板に構造をエンボス加工するために必要な力よりも小さいことが好ましい。つまり、圧縮されていない柔軟な層は基板表面よりも柔らかいことが好ましい。
【００２７】
好ましくは、力吸収層はその厚さについて、例えば、０．２−４．５ｍｍの範囲、０．３−４．０ｍｍの範囲、０．４−３．５ｍｍの範囲、０．５−３ｍｍの範囲、０．６−２．５ｍｍの範囲、０．７−２．０ｍｍの範囲、もしくは、１．５ｍｍ、となるように０．１−５ｍｍの範囲で選択される。
【００２８】
好ましくは、吸収層は、層が硬質な基板に対して力を及ぼすことを可能とするその弾性について、所与の圧縮率γにおいてその力が硬質な基板の降伏点を凌ぎ、また、その圧縮率γにおいて柔軟な力吸収層の厚さが平面性からのずれδを凌ぐように、選択される。
【００２９】
力吸収層は、例えばシム(shim)のような、少なくとも１つの工具とコアの外側表面とを付けるための両面粘着テープの形態で供される。その厚さについては、例えば、０．２０−０．４ｍｍの範囲、０．２１−０．３ｍｍの範囲、０．２２−０．２６ｍｍの範囲、もしくは、０．２４ｍｍ、となるように、０．１−０．５ｍｍの範囲で選択される。
【００３０】
コアは鋼製の表面を有してもよい。それにより、必要な取り付け強度を備えた粘着テープを配することが容易となる。例えば、３Ｍの９５８６Ｆ型粘着テープは、鋼に対して十分な粘着性を示す。さらには、エンボス加工もしくは反作用部に、鋼との十分な厳密性を与えることが容易である。最善の接着を確実にするには、鋼表面の粗度は１−１００ミクロンの範囲にあることが望ましい。よって、よって、鋼に対し、例えば、６−１２Ｎ／ｃｍ、例えば、７−１１Ｎ／ｃｍ、例えば、８−１０Ｎ／ｃｍの範囲、また、例えば、９Ｎ／ｃｍの粘着性を有することができる。
【００３１】
好ましくは、両面粘着テープの一面または両面は、アクリル系ベースの接着剤を有し、好ましくは、テープが５０−１００Ｎ／ｃｍ２の範囲の、例えば、７０Ｎ／ｃｍ２の、ダイナミックシェア(dynamic share)を有することが好ましい。
【００３２】
テープの粘着層は、永続的な接着性を有してもよく、それにより、テープの再使用およびシムの柔軟な層に対する再装着が可能となり、よって再装着がより容易に、また迅速になる。よって、本発明は、工具の変更が非常に容易な、さらに適応性に富んだ装置を提供する。
【００３３】
処理は、例えば基板にナノ構造を加工するといった、基板への三次元構造のエンボス加工、または、金属製基板へのナノ構造のエンボス加工を含んでよい。
【００３４】
第２の態様によれば、本発明は、複数層基板の第１層に回転的に処理を行うためのドラムに関する。第１層は、第１の程度の硬さを有し、続く層は第２の程度の硬さを有する。このドラムは、
―    実質的に柔軟性がない外面を有するコア、
―    コアの周囲に取り付けられた、第３の程度の硬さを有する柔軟な力吸収層、および、
―    柔軟な力吸収層の周囲に取り付けられた、三次元構造を有するマトリックス、を有し、
ここで、柔軟な力吸収層は、第３の程度の硬さが第１の程度の硬さよりも大きく、かつ、第２の程度の硬さよりも小さくなるように選択され、よって、三次元構造が第１層には加工され、続く層には加工されないこと、を確実にしている。
【００３５】
第３の態様によれば、本発明は、加工部および反作用部を備えた装置を用いて基板の第１層に３次元構造を加工する方法に関する。その加工部は複数層構造を有する。本方法は、
―    柔軟な力吸収層を有する加工部の表面に工具を配するステップと、
―    加工部と反作用部との間に基板のシートを配するステップと、
―    加圧して基板を加工するステップと、を有する。
【００３６】
第４の態様によれば、本発明は、基板を処理するための装置の加工部表面に、工具を取り付ける方法に関する。この方法は、加工部と工具との間に弾性を有する層を配するステップを有する。その層の弾性は、圧縮されていない状態の層が基板の表面よりも柔らかいように選択される。工具は、シム、または、その他の種類の工具であってよい。
【００３７】
上記態様のいずれかと関連して触れられている基板は、ラッカー(lacquers)、ボール紙(carton)、厚紙(cardboard)、ポリマー、印刷用インク、プラスチック、スズ(tin)、アルミニウム、銅、鉛、鋼、といった金属、が含まれる群中より選択されてよい。基板のブリネル硬度（ＨＢ１０）は、１０Ｎ／ｍｍ２から１０００Ｎ／ｍｍ２の範囲であってよい。
【００３８】
本発明は、基板を高速で（例えば、毎時１−２メートルのシート状板材(sheet material plade)）かつ、室温環境下で処理する技術を提供する。特に、本技術は、例えば食品容器を製造するための高速製造ラインに利用することができる。
【００３９】
当然のことだが、基板に加えられる圧力は、基板に所望の形状がエンボス、または、パンチ、または、カットされる程度に高くあるべきである。好ましくは、圧力は、１００−１０００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内である。圧力と基板種との組み合わせは、処理結果が最善のものとなるように選択される。
【００４０】
本装置により、容易にベアリング部材によって保持されている基板に対する処理を制御可能である。ここでは、ベアリング部材（、または、コア部材）の変形は、例えば、両面粘着テープといった、柔軟な力吸収層の使用によって回避されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
以下、本実施形態は、例えば鋼板のような、硬質な基板へのホログラムのエンボス加工に関する。図１を参照すれば、本発明による装置はエンボス加工用ロール３およびニップロール７を有する。ニップロールは、必要な逆圧を、―反作用部に相当するニップローラの表面を―、与える。エンボス加工用ロールは、弾性を供えた粘着テープ２によりロールに取り付けられた数多くのシム１を有する。エンボス加工用ロールおよびニップロールはベアリング４、６により担持される。ロールの１つ（図１においては、エンボス加工用ロール３）は、ロール間のひっかけ(gab)を調整することによりエンボス加工用ロールとニップロールとの間の圧力を調節するための手段を有する。ベアリングの吸収層５は、圧力を吸収する。吸収層５は、所定の「保持力」により変形して、シート状材料（、または、処理されるべきその他の材料）がロール３、７間に導入される場合にエンボス加工用ロール３の上行運動を制御してもよい。
【００４３】
例えば、エンボス加工用ロールは、ロールを直線的に移動させることを可能にするサーボ駆動のガイドレールによって保持されてもよい。エンボス加工用ロールおよび／またはニップロールの一方または両方は、動力駆動手段により回転される。例えば、ロールは同期的に回転され、ここでは、ロールの周部の速度を、コイル状態から基板に印刷およびエンボス加工するための処理加工機械における、先の、および／または、続くロールもしくはロールのセットの速度に適応させている。エンボス加工用ロールとニップロール間でのプレートのスリップを避けるため、ロールの両方は同期化された動力手段により駆動されることが望ましく、よってロールの周部の速度は同一となる。ロールの直径は同じであることが望ましい。上記説明のようなロールおよびニップロールの構成を有する標準的なラッカー用機械または印刷用機械は、市場に出回っているものである。しかしながら、これらの機械は、上記説明のような、ロールに取り付けられたシムを有さない。
【００４４】
図１に示すように、複数のシムが単一のエンボス加工用ロールの表面に取り付けられてよい。このようにして、ロールの表面領域を適切に用いて多くの複製品をエンボス加工用ロールの各周回においてエンボス加工することができる。１つのロール（、または、加工部）に取り付けられたシムは、同一であっても、または、異なってもよい。
【００４５】
弾性を有する粘着テープ２は、基板にホログラムをエンボス加工する間、圧縮される。楔(wedge)９の役割は、ロール表面にラップ・シート(wrapping sheet)を取り付けることである。このようにして、弾性を有する粘着テープによってシートに取り付けられた数多くのシムを保持しているラップ・シートを１枚、単純に取り外すことで、エンボス加工される複製品をより迅速に変更する。数多くのシムを有するラップは、柔軟性を備える程度の、十分な弾性を有してもよい。よって、シムはラップ・シートに直接取り付けてよく、よって、数多くのシートがラップ・シートを交換することにより同時的に交換されてよい。
【００４６】
図３は装置の実施形態を示す図であって、ここでは、ドラムがスタンプに置き換えられており、このスタンプは、テーブル８に向かって鉛直軸に沿って移動可能である。スタンプは、弾性を有する粘着テープ２によってスタンプに取り付けられたシム１を少なくとも１つ有する。
【００４７】
図４、図５、および、図６は、本発明によるエンボス加工の原理を示している。図４は、可動式面から力を付加することの原理を示しており、それは例えば、弾性を有する粘着テープ、発泡ゴム、または、類似の弾性を有する手段、といった柔軟性を有する材料を通じ、ドラムまたはスタンプが、基板に三次元構造をエンボス加工するための工具（シム）に力を加えることである。反作用部の役割は、スタンプまたはドラムに対して必要な逆圧を与えることである。図５においては、Δｆは、弾性テープまたは類似の柔軟な手段の圧縮により生じる力の増加分を表している。柔軟な層により、基板表面の非平面性および許容差が吸収される。Δｈは、基板の永続的な変形を表している。
【００４８】
図７はエンボス加工用機械を示しており、この機械は、エンボス加工前の鋼板１４を蓄えるための第１ストレージ１７、エンボス加工用ドラム１３、１６のセット（可動面および反作用部）、および、エンボス加工後の鋼板を蓄えるための第２ストレージ１１、を有する。鋼板は手段１５上を搬送される。圧力は調節手段１２で調節される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明によるエンボス加工用ドラムの図である。
【図２】図１に示すドラムの側面図である。
【図３】エンボス加工用スタンプの形態を有する上方加圧部材を備えた装置に関する代替的実施形態を示す図である。
【図４】シムのエンボス加工用装置への柔軟性を備えた取り付けの原理に関する線図である。
【図５】シムのエンボス加工用装置への柔軟性を備えた取り付けの原理に関する線図である。
【図６】シムのエンボス加工用装置への柔軟性を備えた取り付けの原理に関する線図である。
【図７】基板に三次元構造をエンボス加工する機械の図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ・・・  シム
２  ・・・  粘着テープ
３  ・・・  エンボス加工用ロール
４  ・・・  ベアリング
５  ・・・  吸収層
６  ・・・  ベアリング
７  ・・・  ニップロール
８  ・・・  テーブル
【図１】
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【図２】
2005509544.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月15日(2003.12.15)
【手続補正１】
【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】
平面性からのずれδを有する非平面的硬質基板を処理するための装置であって、
前記装置は加工部および反作用部を有し、
前記加工部は、
実質的に柔軟性がない外側表面を有するコアと、
前記コアの前記表面に取り付けられた、少なくとも１つの工具と、
を備えた複数層構造を有し、
柔軟な力吸収手段が前記加工部および／または前記反作用部の少なくとも一部に配され、かつ、前記複数層構造内に力吸収層を少なくとも１つ有し、前記層が前記平面性からのずれδを凌ぐ厚さτを有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記柔軟な力吸収手段が弾性体であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記力吸収層の少なくとも１つは、前記反作用部に取り付けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記加工部および前記反作用部の両方が力吸収層を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記力吸収層が、前記コアと前記工具との間、前記複数層構造内に配されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記加工部および前記反作用部が前記基板を切削するための協働刃を有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記加工部または前記反作用部のうち少なくともいずれか１つは、少なくとも前記基板の第１層を所定の形態に成形するようになっていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
前記加工部は、少なくとも前記基板の第１層をスタンピングにより処理するためのスタンプとして供されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
前記加工部は、少なくとも前記基板の第１層を回転的に処理するためのドラムとして供されていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
前記力吸収層はその厚さに関して、例えば０．２−４．５ｍｍ、例えば０．３−４．０ｍｍ、例えば０．４−３．５ｍｍ、例えば０．５−３ｍｍ、例えば０．６−２．５ｍｍ、例えば０．７−２．０ｍｍ、例えば１．５ｍｍ、というように、０．１−５ｍｍの範囲内で選択されることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
前記柔軟な力吸収層は前記柔軟な力吸収層が前記基板に対して力を及ぼすことを可能としている弾性に関して、所与の圧縮率γにおいて力が前記基板の降伏点を凌ぎ、また、前記圧縮率γにおいて前記柔軟な力吸収層の厚さが前記平面性からのずれδを凌ぐように、選択されることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
前記柔軟な力吸収層は、少なくとも前記工具の１つと前記コアの前記外側表面とを取り付けるための両面粘着テープであることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
前記両面粘着テープはその厚さに関して、例えば０．２０−０．４ｍｍの範囲、例えば０．２１−０．３ｍｍの範囲、例えば０．２２−０．２６ｍｍの範囲、例えば０．２４ｍｍ、というように、０．１−０．５ｍｍの範囲内で選択されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記コアが鋼製の表面を有することを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
前記鋼製表面が１−１００ミクロンの範囲の粗度を有することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記テープが、例えば７−１１Ｎ／ｃｍの範囲、例えば８−１０Ｎ／ｃｍの範囲、例えば９Ｎ／ｃｍ、というように、６−１２Ｎ／ｃｍの範囲の鋼に対する粘着性を有することを特徴とする、請求項１２ないし１５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
前記テープはアクリル系ベースの接着剤によって前記コアに取り付けられていることを特徴とする、請求項１２ないし１６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１８】
前記工具はアクリル系ベースの接着剤によって前記テープに取り付けられていることを特徴とする、請求項１２ないし１７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１９】
前記テープの粘着層は永続的な接着性を有し、よって工具の前記柔軟な層に対する再装着が可能であることを特徴とする、請求項１２ないし１８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２０】
前記工具には、前記粘着層に接着される１つまたは複数のシムが含まれることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記処理には、前記基板に三次元構造をエンボス加工することが含まれることを特徴とする、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２２】
前記処理には、前記基板にナノ構造をエンボス加工することが含まれることを特徴とする、請求項１ないし２１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２３】
前記処理には、金属製基板にナノ構造をエンボス加工することが含まれることを特徴とする、請求項１ないし２２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２４】
前記基板が、ラッカー、ポリマー、印刷用インク、プラスチック、ボール紙、厚紙、ならびに、スズ、アルミニウム、銅、鉛、鋼、といった金属、が含まれる群中より選択されることを特徴とする、請求項１ないし２３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２５】
前記基板のブリネル硬度は、１０Ｎ／ｍｍ２から１０００Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることを特徴とする、請求項１ないし２４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２６】
複数層基板の第１層に回転的に処理を行うためのドラムであって、
前記第１層は第１の程度の硬さを有し、続く層は第２の程度の硬さを有し、
前記ドラムは、
実質的に柔軟性がない外面を有するコア、
前記コアの周囲に取り付けられ、第３の程度の硬さを有する柔軟な力吸収層、および、
前記柔軟な力吸収層の周囲に取り付けられ、三次元構造を有するマトリックス、を有し、
前記柔軟な力吸収層は、前記第３の程度の硬さが前記第１の程度の硬さよりも大きく、かつ、前記第２の程度の硬さよりも小さくなるように選択されることを特徴とするドラム。
【請求項２７】
平面性からのずれδを有する硬質な非平面基板の第１層に三次元構造を、加工部および反作用部を有する装置を用いて処理する方法であって、
前記加工部は複数層構造を有し、
前記方法が、
前記加工部のコアの表面に工具を配するステップ、
前記加工部の前記コアに、前記平面性からのずれδより大きな厚さτを有する柔軟な力吸収層を配するステップ、
前記基板のシートを、前記加工部と前記反作用部との間に配置するステップ、および、
圧力を加えて前記基板を処理するステップ、を有する方法。
【国際調査報告】
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