(57)【要約】  連続的に供給されてくる製品を加工する装置(10)は、第1回転軸線(19)を中心に回転可能な第1ローラ(18)と、第1回転軸線(19)に平行な第2回転軸線(39)を中心に回転可能な第2ローラ(20)とを有している。加工隙間(16)が第1ローラ(18)と第2ローラ(20)との間に形成されている。装置は、加工隙間(16)の公称寸法をインライン調整する調整手段(30)をさらに有し、調整手段は、第1回転軸線(19)および/または第2回転軸線(39)の位置を変位させる少なくとも1つの圧電素子(30)を有する。
2013518633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械方向に延びる部分に渡って厚さが変化する、連続的に供給されてくる吸収性物品を加工する装置(10)であって、
第1回転軸線(19)を中心に回転可能な第1ローラ(18)と、
第2回転軸線(39)を中心に回転可能な第2ローラ(20)とを備え、
加工隙間(16)が前記第1ローラ(18)と前記第2ローラ(20)との間に形成されている、装置(10)において、
前記加工隙間の公称寸法をインライン調整する調整手段(30)をさらに備え、
前記調整手段は、前記隙間の寸法を変更するために、前記第1回転軸線(19)および/または前記第2回転軸線(39)の位置を変位させる少なくとも1つの圧電素子(30)を備え、
前記調整手段(30)は、所定の時間系列で前記調整手段(30)を操作する制御装置(32)に結合されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記圧電素子(30)は、前記第1ローラ(18)または前記第2ローラ(20)の軸(38)を案内する1つまたは複数の軸受(40)に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記圧電素子(30)は前記第2回転軸線(39)を変位させ、前記第2ローラ(20)は前記第1ローラ(18)よりも重量が軽い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】
前記第1ローラは加工ローラ(18)であり、前記第2ローラはアンビルローラ(20)であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記制御手段(32)は、加工される前記製品(12)または前記装置の少なくとも1つの特徴的な特性を決定するセンサ(34)に機能的に結合されている請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記特徴的な特性は、特定の製品(12)の厚さ、または、前記製品(12)の特定の部分の厚さである請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記センサは、ラインカメラシステム(34)を備える請求項5または6に記載の装置。
【請求項８】
前記第1回転軸線(19)の位置を変位させる第2の調整手段(23)をさらに備える請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第1ローラはエンボス加工ローラ(18)または加圧ローラであることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第1ローラはプリントローラであることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項1から10のいずれか一項に記載の装置を操作する方法であって、
(a)加工される製品を前記回転する第1ローラと前記回転する第2ローラとの間の前記加工隙間に連続的に導くステップと、
(b)前記処理の少なくとも1つの特徴的な特性を示すデータを制御部に送信するステップと、
(c)前記制御部からの出力信号に基づいて、前記加工隙間の寸法をインライン調整する調整手段を操作するステップとを含み、その結果、
(d)少なくとも1つの圧電素子アクチュエータを用いて、加工される製品ごとに前記加工隙間の寸法を変化させる、方法。
【請求項１２】
ステップ(b)において、前記特徴的な特性は、前記第1ローラと加工される前記製品との間の局所接触面積である請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ(b)の前に、
(a1)加工される前記個々の製品の少なくとも1つの特徴的な特性、好ましくは、加工される前記製品の厚さプロファイルを決定するステップをさらに含む請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
回転する加工ローラとアンビルローラとの間に連続的に供給される製品を加工する装置において、前記アンビルローラの回転軸線を変位させる圧電素子の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項1に記載の前提となる特徴的な部分を有する装置であって、連続的に供給されてくる製品を加工する装置に関する。本発明はさらに、請求項11の特徴に従ってそのような装置を操作する方法、および、請求項14の特徴を有する圧電素子の使用に関する。
【０００２】
連続的に供給されてくる製品を加工する装置は、第1回転軸線を中心に回転可能な加工ローラと、第1回転軸線に平行な第2回転軸線を中心に回転可能なアンビルローラとを有し、それら加工ローラとアンビルローラとの間に加工隙間が形成されている。
【背景技術】
【０００３】
加工ローラとアンビルローラとの間に形成された加工隙間を有する装置は当技術分野で知られている。そのような装置の例には、プリント装置または切断装置、ならびに、加工される基板を局所的に押圧する任意の応用例がある。この押圧する作業の例には、製品を一定のまたは所定の厚さにする任意の装置、機械的なプレス接着、または柔軟で変形可能な製品を加工するエンボス加工がある。
【０００４】
例示した上記の処理および装置のすべてにおいて、はっきりとしている問題が2つある。1つ目の問題は、製品の供給される方向、つまり、機械方向において、製品は厚さが変化していることである。このような厚さプロファイルは、例えば、プリント作業においては、インプリントされる基板へのプリントローラの接触圧が、製品の厚さが薄い箇所よりも厚い箇所で高くなるために、不均一なプリント結果をもたらす可能性がある。加工装置の2つ目の問題は、加工ユニット全体のたわみである。このたわみは、製品と加工ローラとの間のニップ接触領域、ユニットの弾性、および、硬度が1つの製品中で変化している場合にはその硬度によって影響される。エンボス加工ユニット内のニップ接触領域が増加すると、エンボス加工ローラとアンビルローラとの間のニップで材料がより加圧される。その結果、ユニットのたわみを引き起こす力が増加する。製品を加工する装置が弾性の全くない完全な剛体である場合にのみ、ユニットのたわみは発生しない。しかしながら、加工ローラとアンビルローラとの間の隙間を拡げる、ある程度のユニットのたわみを除去することは不可能である。
【０００５】
米国特許第6,733,605号明細書には、支持ローラおよびアンビルローラによって、複数の層状被加工物を動的に摩擦接合して一体にする装置が開示されている。支持ローラおよびアンビルローラの各外周部は、一体にされる該当の層状被加工物を受けるニップを規定する。支持ローラおよびアンビルローラの各外周部がニップを通過する層状被加工物の所定部分を一体に接合するように、それらローラが互いに向かう所定の力を加えるために、リニアサーボモータ装置が設けられている。このサーボモータ装置は、複数の層状被加工物に加えられる力が所定の力プロファイルに追従することが可能なように作動させることできる第1および第2のリニアサーボモータを有している。また、被加工物の前端または後端などの所定の位置に相当する、被加工物の区域上の適切な指標を感知するために、センサを設けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第6,733,605号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、製品を高品質に処理できるように、第1ローラと第2ローラとの間において装置に連続的に供給される製品を加工する装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項1の特徴を有する装置、請求項13の特徴を有する方法、および、請求項16の特徴を有する圧電素子の使用によって解決される。
【０００９】
本発明によれば、連続的に供給されてくる製品を加工する装置は、第1回転軸線を中心に回転可能な第1ローラと、第1回転軸線に平行な第2回転軸線を中心に回転可能な第2ローラとを有している。第1ローラと第2ローラとの間には加工隙間が形成されている。装置は、加工隙間の公称寸法をインライン調整する調整手段をさらに有することを特徴とし、調整手段は、第1回転軸線および/または第2回転軸線の位置を変位させる少なくとも1つの圧電素子を有する。
【００１０】
加工隙間の公称寸法をインライン調整することを参照することで、製品がその隙間において加工されていない場合には、隙間が変化することが示される。製品が加工されている場合には、調整作業によって、既存の加工隙間が同じ寸法に保たれることになるが、それは、装置に作用する曲げ力や装置の遊びによる隙間の寸法変化を相殺するためだけに調整が行われるためである。
【００１１】
本発明の重要な態様は、少なくとも1つの圧電素子を有する調整手段が加工隙間の公称寸法をインライン調整するのに適していることである。加工される製品を装置に連続的に供給することができ、また、個々の製品は調整手段による1回または連続した調整作業を必要とするため、本発明の装置を用いる場合には、繰り返しの、あるいは、連続的な調整作業が可能になる。
【００１２】
別の重要な態様は、圧電素子の非常に短い反応時間によって、本発明の装置を早いライン速度で運転させることができることである。このような短い反応時間は、高負荷または高圧力においても実現できる。調整範囲全体に渡って、隙間をほぼ段階状に変化させることもできる。
【００１３】
好ましい実施形態によれば、圧電素子は、第1ローラまたは第2ローラの軸を案内する1つまたは複数の軸受に取り付けられている。この具体的な手段によって、第1または第2ローラを回転可能に保持するフレーム要素に圧電素子を取り付ける場合に比べて、移動される全体の質量が低減される。
【００１４】
さらに、少なくとも1つの圧電素子が第2回転軸線を変位させ、第2ローラは第1ローラよりも軽量であることが好ましい。多くの加工装置では、第2ローラは加工ローラに抗して作動するアンビルローラでありうる。加工ローラの多くのタイプと比較して、アンビルローラは質量が小さいため、アンビルローラの回転軸の位置を変位させるのに必要な駆動力をより小さくしておくことができる。したがって、アンビルローラの移動質量によって発生する振動力を小さくしておくことができる。
【００１５】
好ましくは、調整手段は、所定の時間系列で調整手段を操作する制御装置に結合されている。このような制御装置は、加工される製品の具体的な形状および加工条件に基づいて、加工隙間の一連の調整作業を保存することができるデータ記憶装置にアクセスする電子部品であることが好ましい。電気機械的に作動する制御装置を検討する場合には、圧電素子を作動させるために変換動作を電気信号に変換させるプランジャ要素と接触する、装置と同期させられたカム要素を用いることができる。
【００１６】
好ましい実施形態によれば、制御手段は、加工される製品または装置の少なくとも1つの特徴的な特性を決定するセンサに機能的に結合されている。このような特徴的な特性は、特定の製品の厚さ、または、製品の特定の部分の厚さでありうる。この方法では、センサは、各製品の厚さプロファイルを決定することができ、そのデータを、センサによって提供された情報を用いて調整手段を作動させる制御装置に送信することができる。この方法では、例えば、均一な形状ではなく、機械方向において厚さが個々に変化している製品にプリントするといった、製品の加工をすることができる。したがって、アンビルローラとプリントローラとの隙間を、プリント作業の正しい接触圧を常に確保するように調整することができる。同様に、エンボス加工の隙間を連続的に調整することで深さが均一なエンボス加工が施されるエンボス加工作業を制御することができる。
【００１７】
加工される製品の特徴的な特性を少なくとも1つ決定するセンサはまた、加工装置に供給される製品の前端または後端の正確な位置を決定するために使用することができる。本発明の好ましい実施形態によれば、センサはラインカメラシステムを有している。センサはまた、製品が現在加工されているときに、装置の特徴的な特性を少なくとも1つ決定するために使用されてもよい。他の実施形態によれば、センサは隙間センサまたはロードセルでありうる。
【００１８】
市販の圧電アクチュエータの変位は比較的小さいことに鑑みて、好ましい実施形態による本発明の装置はさらに、第1回転軸線または第2回転軸線の位置を変位させる第2の調整手段を有している。換言すれば、第2の調整手段は、加工隙間の大まかな調整を行うように機能する一方で、細かい調整は、圧電アクチュエータを有する第1の調整手段によって実施される。さらに、第2の調整手段による大まかな調整は、アンビルローラおよびそれのフレーム構造を単純かつ軽量にしておくことができるように、加工ローラに対して実施されるのが好ましい。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、第1ローラは、エンボス加工ローラ、または、プレス接着を実現するための使用も含む加圧ローラである。
【００２０】
あるいは、第1ローラは切断ローラであってもよい。この場合、本発明の装置、および、アンビルローラの回転軸線の位置を変位させる圧電素子は、製品の供給方向における製品の長さに渡って可能な限り一定のカッティングライン圧力を発生させるために、ライン圧力の調整のために使用することができる。あるいは、切断ローラを有する装置は、アンビルローラが特定の時間周期で切断ローラに対して上下に移動させられる断続切断に使用することができる。
【００２１】
上記に例示されるようにさらなる代替によれば、第1ローラはプリントローラであってもよい。
【００２２】
前述の装置を操作する本発明の方法は、加工される製品を回転する第1ローラと回転する第2ローラとの間の加工隙間に連続的に導くステップと、その処理の少なくとも1つの特徴的な特性を示すデータを制御部に送信するステップと、制御部からの出力信号に基づいて、加工隙間の寸法をインライン調整する調整手段を操作するステップとを含むことで、加工される製品ごとに加工隙間の寸法を変化させる。処理の特徴的な特性の意味するものは、加工される個々の製品の位置、個々の製品の形状および厚さプロファイル、あるいは、ライン圧力の差または隙間の寸法などの加工自体についての具体的な情報でありうる。加工隙間の寸法は、加工される各製品において、および、連続的な処理において変化することに留意することは重要である。このことはまた、「加工隙間の寸法をインライン調整する」という表現によっても反映されている。
【００２３】
処理の好ましい実施形態によれば、処理の特徴的な特性は、第1ローラと加工される製品との間の局所接触面積である。局所接触面積は、機械方向に直角な任意の線において、その軌跡における第1ローラと第2ローラとの間の接触面積の合計を示す。このことは、いわゆるライン圧力に関連しており、局所接触面積またはライン圧力が大きくなるにつれて、装置に作用する曲げ力が大きくなるという事実を反映する。曲げ力が大きくなると、例えば、加工ローラおよびアンビルローラといった、ローラ間の加工隙間が大きくなる。その結果、局所接触面積が大きいと、加工隙間の幅を減らす点においてより大きな調整を必要とする。
【００２４】
この方法はさらに、データを送信するステップの前に、加工される個々の製品の少なくとも1つの特徴的な特性、好ましくは、加工される製品の厚さプロファイルを決定するステップを含んでいるのが好ましい。この方法のステップは、装置の上流に配置されたセンサによって実施される。センサは、加工される個々の製品の少なくとも1つの特徴的な特性を決定し、その特性または特性を表す数値を用いて加工隙間の寸法の正しい調整を算出する。
【００２５】
制御部は、2つの異なるソースからのデータを使用することができ、電子記憶手段にすでに保存されている所与の基本情報、および、加工隙間の上流に配置されたセンサによって得られたインラインの情報の両方に基づいて、隙間調整の程度を算出することができる。例を示すと、製品のコア厚さのプロファイルは、電子メモリ手段に保存しておくことができ、製品の前端または後端のような個々の製品の位置は、センサによって決定することができる。センサおよびメモリ手段両方のデータは、個々の製品ごとに個々の開始時間および調整処理を制御するために、圧電アクチュエータを適切に操作するように変換される。制御部に提供される他のデータには、例えば、圧電装置の正確な調整速度を含む装置のライン速度がある。
【００２６】
加工される製品は、機械方向に延びる部分に渡って厚さが変化している吸収性物品であるのが好ましい。これは、厚さが変化している製品のコアでありうる。
【００２７】
以下に、図面を参照しつつ本発明について簡潔に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の装置および加工される製品を概略的に示す。
【図２ａ】エンボス加工される製品の例のコアプロファイルを示す。
【図２ｂ】図2aに示されるコアプロファイルに従う圧電素子のアクチュエータの位置を概略的に示す。
【図２ｃ】図2aに示される製品上のエンボス加工のパターンの例を示す。
【図２ｄ】図2cに示されるエンボス加工のパターンの長さに渡るエンボス加工装置のたわみの程度を概略的に示す。
【図２ｅ】図2dに示すたわみのパターンを相殺するための圧電素子のアクチュエータの位置を示す。
【図２ｆ】図2bおよび図2eで示されたアクチュエータの位置を重ね合わせた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
添付の図面においては、同一または同様の要素は同じ符号によって表される。
【００３０】
図1は、装置10に連続的に供給される製品を加工する本発明の装置を概略的に示す。個々の製品12は、従来からの任意のタイプのものであればよく、装置を通過させるように製品12を搬送および供給する搬送手段14上に配置される。
【００３１】
製品は、加工ローラ18およびアンビルローラ20の間に形成される隙間16で加工される。示された具体的な例での加工ローラ18は、パターンローラであり、ローラ18の外周面上にはパターン隆起22が概略的に示されている。パターンローラは回転軸線19を中心に回転し、従来からの適当な駆動部24によって駆動させられる。
【００３２】
加工ローラ18の垂直位置は、矢印Bで示される方向に大まかに調整することができる。このような大まかな調整は、空気圧式アクチュエータ23、および、加工ローラ18の垂直位置を固定するディスタンスプレートを用いることによって実施することができる。
【００３３】
アンビルローラ20は、円滑で変形可能な外周面を有している。アンビルローラ20は、回転軸線39を中心に回転し、本例では、ベルト駆動28を用いたアンビルローラ駆動部26によって駆動させられる。
【００３４】
アンビルローラ20は、アンビルローラの動的な変位を表す矢印Cに示される垂直方向に上下動することができる。そのために、アンビルローラは、図1に概略的に示すように、上端において固定位置に備え付けられた圧電アクチュエータ30に取り付けられている。圧電アクチュエータは、全体で約0.3mmの変位を与えることができる単体の圧電素子の積層体を有し、ドイツにおいてピエゾメカニク(Piezomechanik)GmbHによって販売されているものなどの、市販のタイプのものであればよい。このような圧電アクチュエータシステムは、印加される電圧と伸長とにおいて直線関係を示す。直線的な伸長動作および非常に短い反応時間によって、圧電アクチュエータの素早くて正確な伸長が実現されうる。例として、この圧電アクチュエータでは、少なくとも5kNの力で0.3mmの変位における反応時間は8ミリ秒となっている。圧電アクチュエータには、好ましくはメモリ装置をも有する制御手段32によって駆動信号が送られる。制御手段32は、図1の概略図ではラインカメラシステムとして例示されているセンサ34から受信した情報を追加的に処理することができる。
【００３５】
アクチュエータ30の伸縮プランジャ36は、アンビルローラ20の回転軸38に固定的に取り付けられている。この取り付けは、従来からの方法、例えば、圧電アクチュエータ30のプランジャ36を回転軸38の軸受要素40に固定することによって実現することができる。固定位置にあるアンビルローラ駆動部26に対するアンビルローラ20の上下動に対処するために、アンビルローラ駆動部26とアンビルローラ20の軸受40とは、ヒンジとして機能する板ばね42によって連結されている。
【００３６】
図1に示す具体的な例においては、1つの圧電アクチュエータ30が示されている。しかしながら、アンビルローラの回転軸38を保持する個々の軸受に取り付けることができる2つ以上の圧電アクチュエータを用いることも可能である。2つの圧電素子が回転軸に取り付けられる場合には、両圧電アクチュエータ30は、図1の平面に垂直な方向において離間されている。この場合には、機械方向Aだけでなくその方向に垂直な方向においてもコア厚さプロファイルが変化している製品に対処することもできる。
【００３７】
ここで、図1に示す装置の操作を、図2a〜2fで示される具体的な例によって説明する。
【００３８】
図2aには、製品12、および、本発明の装置を通過する搬送方向Aが示される。図2aで見て取ることができるように、製品12の機械方向Aにおけるコアプロファイルは一定ではない。前端区域12aおよび後端12bでは、コア厚さがより薄い。後端から進み始めると、コア厚さは区域12cで連続的に増加し、中間区域12eにおいて一定の厚さに達する。一定の厚さの前端区域12aから進み始めると、コア厚さは区域12dで急激に増加し、一定のコア厚さの中間区域12eに達する。区域12cでは緩慢な増加となっている一方で、区域12dでは厚さがほとんど段階状に変化する非常に急激な増加となっている。
【００３９】
深さまたは密度が一定のエンボス加工が望まれる場合、図1による装置でのエンボス加工作業は、コア厚さプロファイルに対処する必要がある。そのため、図2bで概略的に示すように、圧電アクチュエータ30のアクチュエータの位置を、製品の長さに渡って調整する必要がある。示された曲線43は、図2aに示されたコアプロファイルと同じ長さの次元を用いている。アクチュエータは、製品12の前端区域12aおよび後端12bに相当する位置43aにおいて最も低い位置にある必要があり、前端区域12aから進み始めると、コア厚さが急激に増加する製品の区域12dにおいて急激に上に移動し、製品のコア厚さが一定の区域12eに対応し、アクチュエータが一定の高さまで上に移動している区域43bのアクチュエータ位置において一定の高さに達し、最後に連続的に低くなって再び位置43aに達することが示されている。
【００４０】
図2c、図2d、および図2eは、コアプロファイルに対処した図2aおよび図2bに関して説明された機能の代替または追加で使用することができる圧電アクチュエータの第2の機能を示す。
【００４１】
図2cは、上方から見た製品12、および、図2aおよび図2cで示された製品で使用されるエンボス加工のパターン44を示す。2つの直線状のエンボス凹み44aおよび44bがあり、それらは、製品12の後端12bの近くにおいて、円弧形状のエンボス凹み44cによって結合されている。
【００４２】
領域44aおよび領域44bでは、エンボス凹みが機械方向A(図2a参照)において施されており、加工ローラおよびアンビルローラから成るエンボス加工ステーションに作用する曲げ力は比較的小さい。このことは、図2dの概略図で例示されており、図2dには、機械方向における製品長さに渡ってのエンボス加工装置の相対たわみが示されている。この長さの次元は図2a〜2fのすべてで使用される次元と同じになっており、たわみは、エンボス加工装置の構造上の多くの詳細事項により影響される概略値である。しかしながら、たわみ曲線46では、区域44aおよび区域44bにおいてたわみが小さいことが示されており、機械方向に垂直な方向にライン圧力が増加するエンボス加工のパターンを有する円弧形状の領域44cにおいては、たわみ曲線46がピーク値46cを形成するのを見て取ることができる。このようなたわみによって、エンボス加工ローラとアンビルローラとの間の隙間が拡がる結果となる。隙間のこのような拡大に対処するために、その拡大を相殺させるように圧電アクチュエータを操作することができる。このことは図2eに示されており、図2eには、機械方向における製品の長さに渡ってたわみを相殺するためのアクチュエータの位置が概略的に示されている。アクチュエータ位置曲線48は、たわみ曲線46と対称になる形となっており、それは、先に概説したように、たわみは、アクチュエータの位置で相殺する必要のある隙間の拡大を引き起こすためである。そのため、たわみが最高である領域においては、アクチュエータ位置曲線48は最も小さくなる必要があり、それは、エンボス加工ローラとアンビルローラとの間の隙間が、たわみによって拡大された程度まで縮められることを意味する。それが、領域48cでは、アクチュエータの位置が製品の後端の近くで最も小さくなる必要がある理由である。
【００４３】
図2fには、製品のコアの厚さプロファイルと、たわみの影響を相殺するためのアクチュエータの位置との両方に対処したアクチュエータの位置を提供する結合曲線50が示されている。図2fは、図2bおよび図2eで提供された概略のアクチュエータの位置データを重ね合わせたものを単に用いており、図2bおよび図2eそれ自体も共に概略的なものにすぎなかったことに留意されたい。しかしながら、製品の厚さプロファイルに対処する正しいアクチュエータの位置と、たわみの影響に対処する正しいアクチュエータの位置とが決定されて数値化されたとき、各影響の両方のアクチュエータの位置の重ね合わせは、結合によって図2fに示される結合されたアクチュエータの位置曲線50を導き、両方の影響を考慮して補正する。
【００４４】
高圧力または高負荷においても、極めて反応時間が短く、極めて正確な位置決めを行うことができる圧電アクチュエータによって、早い搬送速度で連続的に処理および加工される製品であっても、正確に加工することができ、製品の高品質な処理に通じることがわかる。
【符号の説明】
【００４５】
10  装置
12  製品
16  隙間
18  加工ローラ
19  回転軸線
20  アンビルローラ
23  空気圧式アクチュエータ
30  圧電アクチュエータ
32  制御手段
34  センサ
38  回転軸
39  回転軸線
40  軸受要素
【図１】
2013518633.tif 000003
【図２ａ】
2013518633.tif 000004
【図２ｂ】
2013518633.tif 000005
【図２ｃ】
2013518633.tif 000006
【図２ｄ】
2013518633.tif 000007
【図２ｅ】
2013518633.tif 000008
【図２ｆ】
2013518633.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月1日(2012.6.1)
【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】
機械方向に延びる部分に渡って厚さが変化する、連続的に供給されてくる吸収性物品を加工する装置(10)であって、
第1回転軸線(19)を中心に回転可能な第1ローラ(18)と、
第2回転軸線(39)を中心に回転可能な第2ローラ(20)とを備え、
加工隙間(16)が前記第1ローラ(18)と前記第2ローラ(20)との間に形成されている、装置(10)において、
第１ローラは、エンボス加工ローラ(18)または加圧ローラであり、
前記加工隙間の公称寸法をインライン調整する調整手段(30)をさらに備え、
前記調整手段は、前記隙間の寸法を変更するために、前記第1回転軸線(19)および/または前記第2回転軸線(39)の位置を変位させる少なくとも1つの圧電素子(30)を備え、
前記調整手段(30)は、所定の時間系列で前記調整手段(30)を操作する制御装置(32)に結合されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記圧電素子(30)は、前記第1ローラ(18)または前記第2ローラ(20)の軸(38)を案内する1つまたは複数の軸受(40)に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記圧電素子(30)は前記第2回転軸線(39)を変位させ、前記第2ローラ(20)は前記第1ローラ(18)よりも重量が軽い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】
前記第2ローラはアンビルローラ(20)であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記制御手段(32)は、加工される前記製品(12)または前記装置の少なくとも1つの特徴的な特性を決定するセンサ(34)に機能的に結合されている請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記特徴的な特性は、特定の製品(12)の厚さ、または、前記製品(12)の特定の部分の厚さである請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記センサは、ラインカメラシステム(34)を備える請求項5または6に記載の装置。
【請求項８】
前記第1回転軸線(19)の位置を変位させる第2の調整手段(23)をさらに備える請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
請求項1から8のいずれか一項に記載の装置を操作する方法であって、
(a)加工される製品を前記回転する第1ローラと前記回転する第2ローラとの間の前記加工隙間に連続的に導くステップであって、前記第１ローラがエンボス加工ローラまたは加圧ローラである、ステップと、
(b)前記処理の少なくとも1つの特徴的な特性を示すデータを制御部に送信するステップと、
(c)前記制御部からの出力信号に基づいて、前記加工隙間の寸法をインライン調整する調整手段を操作するステップとを含み、その結果、
(d)少なくとも1つの圧電素子アクチュエータを用いて、加工される製品ごとに前記加工隙間の寸法を変化させる、方法。
【請求項１０】
ステップ(b)において、前記特徴的な特性は、前記第1ローラと加工される前記製品との間の局所接触面積である請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
ステップ(b)の前に、
(a1)加工される前記個々の製品の少なくとも1つの特徴的な特性、好ましくは、加工される前記製品の厚さプロファイルを決定するステップをさらに含む請求項9に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、請求項1に記載の前提となる特徴的な部分を有する装置であって、連続的に供給されてくる製品を加工する装置に関する。本発明はさらに、請求項9の特徴に従ってそのような装置を操作する方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
例示した上記の処理および装置のすべてにおいて、はっきりとしている問題が2つある。1つ目の問題は、製品の供給される方向、つまり、機械方向において、製品は厚さが変化していることである。このような厚さプロファイルは、例えば、プリント作業においては、インプリントされる基板へのプリントローラの接触圧が、製品の厚さが薄い箇所よりも厚い箇所で高くなるために、不均一なプリント結果をもたらす可能性がある。加工装置の2つ目の問題は、加工ユニット全体のたわみである。このたわみは、製品と加工ローラとの間のニップ接触領域、ユニットの弾性、および、硬度が1つの製品中で変化している場合にはその硬度によって影響される。エンボス加工ユニット内のニップ接触領域が増加すると、エンボス加工ローラとアンビルローラとの間のニップで材料がより加圧される。その結果、ユニットのたわみを引き起こす力が増加する。製品を加工する装置が弾性の全くない完全な剛体である場合にのみ、ユニットのたわみは発生しない。しかしながら、加工ローラとアンビルローラとの間の隙間を拡げる、ある程度のユニットのたわみを除去することは不可能である。
特開2004-156931号公報は、プリント装置で使用されるであろう２つのローラの間の隙間を調節するための装置を記載する。
国際公開00/23204号は、金属ストリップの冷間圧延又は熱間圧延におけるその使用を特に参照した力伝達システムを記載する。粗い位置調節が、バイアススプリングにより実行されて、細かい調節にはピアゾアクチュエータを使用する。適した位置に装置が達することができるように、高さセンサからの信号が、ピアゾ素子の電子的作動及び／又はバイアススプリングの流体的作動のための制御システムにおいて使用されることができる。このように、圧延される金属の振動が効果的に減衰されることができる。
欧州特許出願公開1447204号明細書は、ピアゾアクチュエータを利用して作動されうる、カウンタロールを使用する超音波溶接を記載する。超音波溶接を実行するために、カウンタロールが超音波溶接の特定の工程に使用される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
米国特許第6,733,605号明細書には、支持ローラおよびアンビルローラによって、複数の層状被加工物を動的に摩擦接合して一体にする装置が開示されている。支持ローラおよびアンビルローラの各外周部は、一体にされる該当の層状被加工物を受けるニップを規定する。支持ローラおよびアンビルローラの各外周部がニップを通過する層状被加工物の所定部分を一体に接合するように、それらローラが互いに向かう所定の力を加えるために、リニアサーボモータ装置が設けられている。このサーボモータ装置は、複数の層状被加工物に加えられる力が所定の力プロファイルに追従することが可能なように作動させることできる第1および第2のリニアサーボモータを有している。また、被加工物の前端または後端などの所定の位置に相当する、被加工物の区域上の適切な指標を感知するために、センサを設けることができる。米国特許第6,733,605号明細書は、最も近い従来技術を示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【特許文献１】特開2004-156931号公報
【特許文献２】国際公開第00/23204号
【特許文献３】欧州特許出願公開1447204号明細書
【特許文献４】米国特許第6,733,605号
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この目的は、請求項1の特徴を有する装置、および、請求項9の特徴を有する方法によって解決される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、連続的に供給されてくる製品を加工する装置は、第1回転軸線を中心に回転可能な第1ローラと、第1回転軸線に平行な第2回転軸線を中心に回転可能な第2ローラとを有している。第1ローラと第2ローラとの間には加工隙間が形成されている。装置は、加工隙間の公称寸法をインライン調整する調整手段をさらに有することを特徴とし、調整手段は、第1回転軸線および/または第2回転軸線の位置を変位させる少なくとも1つの圧電素子を有する。第１ローラは、エンボス加工ローラ、又は、加圧ローラである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
好ましい実施形態によれば、制御手段は、加工される製品または装置の少なくとも1つの特徴的な特性を決定するセンサに機能的に結合されている。このような特徴的な特性は、特定の製品の厚さ、または、製品の特定の部分の厚さでありうる。この方法では、センサは、各製品の厚さプロファイルを決定することができ、そのデータを、センサによって提供された情報を用いて調整手段を作動させる制御装置に送信することができる。この方法では、均一な形状ではなく、機械方向において厚さが個々に変化している、製品の加工をすることができる。アンビルローラとエンボス加工ローラとの隙間を、エンボス加工の隙間を連続的に調整することで深さが均一なエンボス加工が施されるエンボス加工作業を制御するように調節することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明によれば、エンボス加工ローラまたは加圧ローラである第1ローラは、プレス接着を実現するための使用も含む。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の装置を操作する本発明の方法は、加工される製品を回転する第1ローラと回転する第2ローラとの間の加工隙間に連続的に導くステップと、その処理の少なくとも1つの特徴的な特性を示すデータを制御部に送信するステップと、制御部からの出力信号に基づいて、加工隙間の寸法をインライン調整する調整手段を操作するステップとを含むことで、加工される製品ごとに加工隙間の寸法を変化させる。処理の特徴的な特性の意味するものは、加工される個々の製品の位置、個々の製品の形状および厚さプロファイル、あるいは、ライン圧力の差または隙間の寸法などの加工自体についての具体的な情報でありうる。加工隙間の寸法は、加工される各製品において、および、連続的な処理において変化することに留意することは重要である。このことはまた、「加工隙間の寸法をインライン調整する」という表現によっても反映されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
加工される製品は、機械方向に延びる部分に渡って厚さが変化している吸収性物品である。これは、厚さが変化している製品のコアでありうる。
【国際調査報告】
2013518633.tif 000010
2013518633.tif 000011
2013518633.tif 000012