(57)【要約】  移動するウェブに横断方向の台形状波形をもたらす装置が提供される。この装置は、ウェブに波形を付与する複数の波形成形ローラーを備える。開示の実施形態において、４つのそのようなローラーが、ローラー列にして設けられ、それぞれ第１のニップ、第２のニップ、及び第３のニップを間に画定する。第１のローラー及び第２のローラーの歯は、丸みを帯びた遠位面を有し、第３のローラー及び第４のローラーの歯は、平坦化された遠位面を有する。台形状波形ウェブをもたらす方法も開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波形製品製造装置であって、
第１の組の波形成形歯を有する第１の波形成形ローラーと、
第２の組の波形成形歯を有する第２の波形成形ローラーと、
第３の組の波形成形歯を有する第３の波形成形ローラーと、
第４の組の波形成形歯を有する第４の波形成形ローラーと、
を含む、ローラー列と、
互いに対向する前記第１の波形成形ローラーと前記第２の波形成形ローラーとの間に画定される第１のニップと、
互いに対向する前記第２の波形成形ローラーと前記第３の波形成形ローラーとの間に画定される第２のニップと、
互いに対向する前記第３の波形成形ローラーと前記第４の波形成形ローラーとの間に画定される第３のニップと、
を備え、
前記第１の組の歯、前記第２の組の歯、前記第３の組の歯、及び前記第４の組の歯のそれぞれにおける各歯は、遠位面と、前方フランクと、後方フランクとを有し、前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯のそれぞれの前記遠位面は、丸みを帯びており、前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯のそれぞれの前記遠位面は、平坦化されている、波形製品製造装置。
【請求項２】
前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯のそれぞれの前記遠位面は、実質的に平坦である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯の各歯は、前記遠位面と前記前方フランク及び前記後方フランクのそれぞれとの間にアール付き縁部を有し、前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯の各歯は、前記遠位面と前記前方フランク及び前記後方フランクのそれぞれとの間に低減した半径の縁部を有し、前記低減した半径の縁部は、前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯の前記歯の前記縁部よりも小さい曲率半径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯の前記縁部の曲率半径は、前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯の双方の前記縁部の曲率半径の０．５倍を超えない、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の組の歯、前記第２の組の歯、前記第３の組の歯、及び前記第４の組の歯の全てにおける各歯の各前記前方フランク及び前記後方フランクは、前記歯の直径平面に対して実質的に平行に延在する平坦面を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第４の組の歯の前記歯の前記遠位面は、前記第３の組の歯の前記歯の前記遠位面と実質的に同じ幅及び周方向間隔を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の組の歯、前記第２の組の歯、前記第３の組の歯、及び前記第４の組の歯の全てにおける各歯は、前記歯の仮想ピッチ円から径方向外方に延在する外側部分を有し、前記第４の組の歯の前記歯の前記外側部分は、前記第３の組の歯の前記歯の前記外側部分と実質的に同じ形状及び周方向間隔である、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第４の組の歯の前記歯は、前記第３の組の歯の前記歯と実質的に同じ幅及び周方向間隔を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の波形成形ローラー及び前記第３の波形成形ローラーのうちの少なくとも一方は、残りの全ての前記波形成形ローラー（複数の場合もある）の直径よりも小さい直径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第３の波形成形ローラーの直径は、前記第１の波形成形ローラー、前記第２の波形成形ローラー、及び前記第４の波形成形ローラーのそれぞれの直径よりも小さい、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ニップのうちの１つを間に画定する前記波形成形ローラーのうちの２つに連結されるローラー駆動システムであって、前記２つの波形成形ローラーを回転させるように動作可能である、ローラー駆動システムと、
前記ローラー駆動システムに連結され、前記２つの波形成形ローラーの前記対向する歯が、前記２つのローラーの回転時に前記ニップにおいて互いに係合しないことを確実にするように、前記ローラー駆動システムを動作させるように構成された制御システムと、
を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ローラー駆動システムは、前記波形成形ローラーのうちの少なくとも３つに連結される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ニップのうちの１つを間に画定する前記波形成形ローラーのうちの２つを接続する機械伝動機構を更に備え、該伝動機構は、前記２つの波形成形ローラーの相対回転速度及び位置を固定し、前記波形成形ローラーの前記対向する歯が、前記波形成形ローラーの間に画定された前記ニップにおいて互いに係合しないことを確実にするように適合される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御システムは、コントローラーと、それぞれ前記２つの波形成形ローラーのそれぞれに関連し、前記関連する波形成形ローラーの動作パラメーターに関するフィードバックを前記コントローラーに提供するように適合された第１のセンサー及び第２のセンサーとを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記ローラー駆動システムは、
前記第１の波形成形ローラーを個別に回転させるように動作可能な第１のモーターと、
前記第２の波形成形ローラーを個別に回転させるように動作可能な第２のモーターと、
前記第３の波形成形ローラーを個別に回転させるように動作可能な第３のモーターと、
前記第４の波形成形ローラーを個別に回転させるように動作可能な第４のモーターと、
前記第１の波形成形ローラーの回転位置に関するフィードバックを前記コントローラーに提供するように構成された第１のロータリーエンコーダーと、
前記第２の波形成形ローラーの回転位置に関するフィードバックを前記コントローラーに提供するように構成された第２のロータリーエンコーダーと、
前記第３の波形成形ローラーの回転位置に関するフィードバックを前記コントローラーに提供するように構成された第３のロータリーエンコーダーと、
前記第４の波形成形ローラーの回転位置に関するフィードバックを前記コントローラーに提供するように構成された第４のロータリーエンコーダーと、
を備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
給送ニップを間に画定するとともに、ウェブ移動経路に沿って前記第１のニップの上流に位置する一対の給送ローラーを更に備え、該一対の給送ローラーは、前記ウェブ移動経路に沿って前記第１のニップに向かう途中で、前記給送ニップを通してウェブを給送するように回転可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記一対の給送ローラーを回転させるように動作可能な給送駆動システムと、前記第１のニップを出る際の前記ウェブの速度と、前記給送ニップを出る際の前記ウェブの速度との比が、前記第１のニップを通る前記ウェブの段繰率に等しいか又はそれよりも小さくなるように、前記給送ローラーを回転させるように、前記給送駆動システムを動作させるように構成されたコントローラーとを更に備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ウェブ移動経路に沿って前記第１のニップの上流かつ前記給送ニップの下流に位置するとともに、その間の前記経路の経路長さを、前記ウェブが前記第１のニップを横断することによって生じる前記ウェブにおける張力変動と同調するように、動的に調整するように適合された静電容量式給送装置を更に備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記静電容量式給送装置は、
弧状面及び内部のチャンバーを有する固定本体であって、複数の孔が前記弧状面を貫通し、前記チャンバーと該固定本体の外部との間に流体連通をもたらす、固定本体と、
前記チャンバーに流体連結され、該チャンバー内に前記孔を通して流体を送達するように動作可能であり、前記ウェブ移動経路に沿ってその上を移動する際に、前記弧状面から可変距離で前記ウェブを支持するように適合された前記流体のクッションを提供するようになっている流体源と、
を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記静電容量式給送装置は、カム軸の周りに回転可能であり、可変半径を有するカムローラーを備え、前記カム軸と前記外面との間の径方向距離は、前記カム軸の周りで周期的に増減するようになっている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記カムローラーを前記カム軸の周りに回転させるように動作可能なカム駆動システムと、
前記動的な経路長さ調整を達成するために、前記第１の波形成形ローラー及び／又は前記第２の波形成形ローラーの一方又は双方の回転速度に対する固定比を有する速度で、前記カムローラーを回転させるように、前記カム駆動システムを動作させるように構成されたコントローラーと、
を更に備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記それぞれのニップを間に画定する前記対向するローラーのそれぞれは、該ローラーが回転する際に、前記それぞれのニップにおける該対向するローラーの前記対向する歯が、互いに接触せず、該ローラーのうちの相手側のローラーの対向する谷部に接触しないように配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１のニップ、前記第２のニップ、及び前記第３のニップは、それらを通るそれぞれの経路を画定し、前記第１のニップを出た後の前記列において、前記ローラー列を通って移動するウェブのウェブ長さを更にひだ寄せすることが実質的にないように、実質的に一定の段繰率をもたらす、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
移動するウェブに台形状波形をもたらす方法であって、
それぞれが互いに対向する第１の組の歯および第２の組の歯を有する第１の波形成形ローラーと第２の波形成形ローラーとの間に画定される第１のニップを通して前記ウェブを給送することであって、前記ウェブは、対向する第１の組の歯及び第２の組の歯のそれぞれの縁部に対して接線方向にある前記第１のニップを通る第１の経路を辿ることと、
その後、前記第２の波形成形ローラーと、前記第２の波形成形ローラーの前記第２の組の歯に対向する第３の組の歯を有する第３の波形成形ローラーと、の間に画定される第２のニップを通して前記ウェブを給送することであって、前記ウェブは、対向する第２の組の歯及び第３の組の歯のそれぞれの縁部に対して接線方向にある前記第２のニップを通る第２の経路を辿り、前記第３の組の歯のそれぞれの縁部の上で個別に折り目付けされることと、
その後、前記第３の波形成形ローラーと、前記第３の波形成形ローラーの前記第３の組の歯に対向する第４の組の歯を有する第４の波形成形ローラーと、の間に画定される第３のニップを通して前記ウェブを給送することであって、前記ウェブは、前記第３のニップを通る第３の経路を辿り、対向する第３の組の歯及び第４の組の歯のそれぞれの縁部の上で個別に折り目付けされることと、
を含む、方法。
【請求項２５】
前記第１のニップを横断する前記ウェブの大半の割合は、対向する前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯に接触せず、前記第２のニップを横断する前記ウェブの大半の割合は、対向する前記第２の組の歯及び前記第３の組の歯に接触せず、前記第３のニップを横断する前記ウェブの大半の割合は、対向する前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯に接触しない、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯の各歯の前記それぞれの縁部は、アール付き縁部であり、前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯の各歯の前記それぞれの縁部は、鋭い縁部である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯のそれぞれの前記遠位面は、丸みを帯びており、前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯のそれぞれの前記遠位面は、平坦化されており、前記ウェブは、前記第１のニップにおいて、前記第１の組の歯及び前記第２の組の歯の前記対向する丸みを帯びた遠位面に対して引っ張られ、前記第２のニップにおいて、前記第２の組の歯及び前記第３の組の歯の前記対向する丸みを帯びた遠位面及び実質的に平坦な遠位面に対して引っ張られ、前記第３のニップにおいて、前記第３の組の歯及び前記第４の組の歯の前記対向する実質的に平坦な遠位面に対して引っ張られる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記ウェブは、前記第１のニップ、前記第２のニップ、及び前記第３のニップのそれぞれを横断する際に、前記第１の組の歯、前記第２の組の歯、前記第３の組の歯、及び前記第４の組の歯のいずれにおける前記歯のいずれのフランクにも接触しない、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ウェブは、本質的に平坦な状態で前記第１のニップに入り、段繰率に従った正弦波形適合形状を有して前記第１のニップを出るが、前記段繰率は、前記第２のニップ及び前記第３のニップを通して実質的に一定であり、そのため、前記第１のニップを出た後の前記ローラー列を通るウェブ長さを更にひだ寄せすることが実質的にない、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１８年４月１７日付で出願された米国仮特許出願第６２／６５８，６４２号の利益を主張し、その開示全体が引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本願は、包括的には、波形（corrugated：コルゲート付き）製品製造装置に関し、より詳細には、台形状波形を有する波形製品製造装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
波形ウェブは、同じ材料の非波形（すなわち平坦）ウェブと比較して、増大した強度及び寸法安定性を有する。例えば、波形板紙又は段ボールは、保管及び出荷用の箱並びに他の包装材料に強度を与えるために広く用いられている。「２枚壁（double-wall）」として知られる通常の段ボール構造は、「ライナー」と呼ばれる対向する非波形板紙ウェブの間に挟持された波形板紙ウェブを含む。対向するライナーは、通常、各ライナーを波形ウェブの隣り合う段頂に糊付けすることによって、波形ウェブの両面に接着され、複合波形構造を形成する。この構造は、最初は、平坦な複合材ボードとして製造され、その後、切断、折り曲げ、糊付け、又は別様に形成して所望の構成にすることで、箱又は他の包装用形態を形成することができる。
【０００４】
板紙等の波形ウェブは、平坦ウェブから開始して、波形成形機（corrugating machine：コルゲーター）において形成される。従来の波形成形機は、上から見た場合、ウェブの移動方向に対して垂直な軸上で回転する一対の波形成形ローラー間のニップを通して平坦ウェブを給送する。波形成形ローラーのそれぞれは、ローラーの円周にわたって分布するとともにローラーの長さに延在する交互の山部及び谷部を画定する、長手方向に延在する複数の歯を有する。ローラーは、そのそれぞれの歯がニップにおいて相互係止するように配置され、一方のローラーの歯が、隣接するローラーの谷部に収まるようになっている。相互係止歯は、ウェブがニップを横断する際に通る波形成形ラビリンスを画定する。ウェブが波形成形ラビリンスを通して引き出される際、ウェブは、波形成形ラビリンスの形態に一致するように強制され、それにより、波形成形ラビリンスを通る経路の寸法に近似するフルート又は波形がウェブにもたらされる。この従来の方法論の一例が、米国特許第８，０５７，６２１号（この米国特許の図７及び図７ａを参照）に示されており、この米国特許は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【０００５】
この方法でウェブを波形成形することにより、波形成形ニップに至るとともに波形成形ニップを横断中のウェブに、かなりの量の変動性の摩擦力及び引張力がもたらされる場合がある。簡潔には、ウェブが波形成形ローラー間で引っ張られ、波形成形ラビリンスを通り抜けるようにする際、ウェブにおける引張応力、及び進入ウェブの平面に対して垂直な圧縮応力の大きさ及び方向は、ウェブに対する波形成形歯の往復動に起因して、また、ウェブが波形成形される際にラビリンスを通るウェブにおけるロール変動及び引張変動に起因して、連続的なフルートが形成されるにつれて変動する。結果として生じる、ウェブの応力における周期的なピークにより、ウェブが波形成形される際に、ウェブに構造的な損傷がもたらされるおそれがある。構造的な損傷は、波形成形ローラーの歯に沿って鋭い縁部が存在する場合に特に生じやすい。
【０００６】
したがって、波形成形時のウェブにおける応力を制限するために、従来の波形成形ローラーにおける歯を、鋭い縁部も、曲率半径が鋭い縁部に近づく又は近似する個々の縁部も歯に沿って存在しないように、正弦波プロフィールを有する形状にする。その結果、最終的な波形ウェブも、連続的で滑らかな正弦波形状を有することになる。しかしながら、そのような正弦波形ウェブによって形成される層状構造は、他の波形形状を有するウェブによって形成される層状構造よりも品質の点で劣る可能性がある。
【０００７】
より具体的には、台形状の波形を有するウェブが平坦なライナー間に挟持される層状ダンボール構造は、正弦波形状の波形を有するウェブを有する同様の層状ダンボール構造と比較して、強度が非常に優れている可能性がある。例えば、ライナー間に延在する台形状の波形の真っ直ぐな脚は、正弦波形状の波形の湾曲した脚よりも圧縮に強い可能性がある。さらに、台形状の波形の平坦な山部及び谷部は、正弦波形状の波形の丸みを帯びた山部よりも、対向するライナーに接着するための大きな表面積を与えることができる。このより大きな表面積により、波形ウェブと外層との間に向上した接着をもたらすことができ、それにより、引き裂き、曲げ、及び分解により強い、より頑丈な構造が形成される。
【０００８】
ウェブの台形状の波形が望ましいものであり得るが、そのような波形は、従来の波形成形技法を用いて達成することが困難である。例えば、密接に相互係止する台形状の歯を有する一対の波形成形ローラーに平坦ウェブを給送すると、歯の個々の縁部及びウェブに対する劇的な形状変化に起因して、ウェブに過大な応力が加わり、それにより、ウェブに損傷を与える。
【発明の概要】
【０００９】
波形製品製造装置が開示される。波形製品製造装置は、第１の組の波形成形歯を有する第１の波形成形ローラーと、第２の組の波形成形歯を有する第２の波形成形ローラーと、第３の組の波形成形歯を有する第３の波形成形ローラーと、第４の組の波形成形歯を有する第４の波形成形ローラーとを含むローラー列を備える。第１のニップが、互いに対向する第１の波形成形ローラーと第２の波形成形ローラーとの間に画定される。第２のニップが、互いに対向する第２の波形成形ローラーと第３の波形成形ローラーとの間に画定される。第３のニップが、互いに対向する第３の波形成形ローラーと第４の波形成形ローラーとの間に画定される。第１の組の歯、第２の組の歯、第３の組の歯、及び第４の組の歯のそれぞれにおける各歯は、遠位面と、前方フランクと、後方フランクとを有する。第１の組の歯及び第２の組の歯のそれぞれの遠位面は、丸みを帯びている。第３の組の歯及び第４の組の歯のそれぞれの遠位面は、平坦化されている。
【００１０】
移動するウェブに台形状波形をもたらす方法も開示される。この方法は、第１のニップにおいて互いに対向するそれぞれの第１の組の歯及び第２の組の歯を有する第１の波形成形ローラーと第２の波形成形ローラーとの間に画定される第１のニップを通してウェブを給送するステップであって、ウェブは、対向する歯のそれぞれの縁部に対して接線方向にある第１のニップを通る第１の経路を辿る、ステップと、その後、第２の波形成形ローラーと第３の波形成形ローラーとの間に画定される第２のニップを通してウェブを給送するステップであって、第３の波形成形ローラーは、第２のニップにおいて第２の組の歯に対向する第３の組の歯を有し、ウェブは、第２の組の歯のそれぞれの縁部に対して接線方向にある第２のニップを通る第２の経路を辿り、第３の組の歯のそれぞれの縁部の上で個別に折り目付けされる、ステップと、その後、第３の波形成形ローラーと第４の波形成形ローラーとの間に画定される第３のニップを通るウェブを給送するステップであって、第４の波形成形ローラーは、第３のニップにおいて第３の組の歯に対向する第４の組の歯を有し、ウェブは、第３のニップを通る第３の経路を辿り、対向する歯のそれぞれの縁部の上で個別に折り目付けされる、ステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一例の波形成形装置の概略図である。
【図２】波形成形装置の第１のニップの拡大図である。
【図３】波形成形装置の第２のニップの拡大図である。
【図４】波形成形装置の第３のニップの拡大図である。
【図５】波形成形装置の一例の静電容量式給送装置の拡大図である。
【図６】波形成形装置の別の例の静電容量式給送装置の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、本開示の実施形態が示されている添付図面を参照して、以下により完全に波形成形装置を記載する。可能であれば、図面全体を通して、同じ参照符号を同じ又は同様の部分を指すのに用いる。しかし、本開示は多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈すべきではない。
【００１３】
図１を参照すると、一例の波形成形装置１０が概略的に示されている。装置１０は、ウェブ１４が機械方向（machine direction）におけるウェブ移動経路１６を辿る際に、材料ウェブ１４に波形を付与する複数の波形成形ローラー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、及び１２ｄ（以降、まとめて参照符号「１２」で示す）を備える。材料ウェブ１４は、中芯（corrugating medium）の供給源（例えば、当該技術分野における従来どおりのロール（図示せず））からウェブ移動経路１６に沿って、略平坦状態で波形成形装置１０に給送することができる。さらに、ウェブ１４は、供給源から、波形成形装置１０に入る前の他の中間ステージ（例えば、乾燥器、加熱器、保湿器等）を通って給送することができることを理解されたい。
【００１４】
複数の波形成形ローラー１２は、隣り合うローラーの連続対が、ウェブ移動経路に沿ってローラー間にそれぞれのニップを画定するように、ローラー列に編成された一連の４つのローラーを含む。図１に示されているように、ローラー列５は、第１の波形成形ローラー１２ａと、第２の波形成形ローラー１２ｂと、第３の波形成形ローラー１２ｃと、第４の波形成形ローラー１２ｄとを含む。各波形成形ローラーは、その長手方向軸の周りに回転可能なそれぞれの円筒形本体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、又は２２ｄを有する。複数の歯２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、又は２６ｄは、それぞれのローラーの本体から径方向に突出するとともに、それぞれのローラーの本体の周りに周方向に分布し、そのような各歯は、本体の長手方向においてローラーの長さに延在する。特に、第１の波形成形ローラー１２ａの円筒形本体２２ａは、第１の直径Ｄ１及び第１の長手方向軸Ｘ１を有し、第２の波形成形ローラー１２ｂの円筒形本体２２ｂは、第２の直径Ｄ２及び第２の長手方向軸Ｘ２を有し、第３の波形成形ローラー１２ｃの円筒形本体２２ｃは、第３の直径Ｄ３及び第３の長手方向軸Ｘ３を有し、第４の波形成形ローラー１２ｄの円筒形本体２２ｄは、第４の直径Ｄ４及び第４の長手方向軸Ｘ４を有する。
【００１５】
波形成形ローラー１２は、第１の波形成形ローラー１２ａの歯２６ａが、第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６ｂと噛み合い、第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６ｂが、第３の波形成形ローラー１２ｃの歯２６ｃと噛み合い、第３の波形成形ローラー１２ｃの歯２６ｃが、第４の波形成形ローラー１２ｄの歯２６ｄと噛み合うように配置される。したがって、第１のニップＮ１が、第１の波形成形ローラー１２ａと第２の波形成形ローラー１２ｂとの間の噛み合う位置に画定され、第２のニップＮ２が、第２の波形成形ローラー１２ｂと第３の波形成形ローラー１２ｃとの間の噛み合う位置に画定され、第３のニップＮ３が、第３の波形成形ローラー１２ｃと第４の波形成形ローラー１２ｄとの間の噛み合う位置に画定される。
【００１６】
図示の実施形態では、波形成形ローラー１２は、ローラーの軸Ｘ１〜Ｘ４が互いに実質的に平行に延在し、共通の鉛直平面上にあるように、鉛直方向に位置合わせされる。さらに、ウェブ移動経路１６は、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂに対して実質的に接線方向かつ上記共通の鉛直平面に対して垂直方向の水平経路に沿って、第１の波形成形ローラー１２ａと第２の波形成形ローラー１２ｂとの間の第１のニップＮ１に入ることが好ましい。次に、ウェブ移動経路１６は、１）第１の波形成形ローラー１２ａと第２の波形成形ローラー１２ｂとの間の第１のニップＮ１を通り、次いで、２）第２の波形成形ローラー１２ｂの一部（例えば、１８０度の円弧部分）を周方向に周り、次いで、３）第２の波形成形ローラー１２ｂと第３の波形成形ローラー１２ｃとの間の第２のニップＮ２を通り、次いで、４）第３の波形成形ローラー１２ｃの一部（例えば、１８０度の円弧部分）を周方向に周り、次いで、５）第３の波形成形ローラー１２ｃと第４の波形成形ローラー１２ｄとの間の第３のニップＮ３を通って進行する。次に、ウェブ移動経路１６は、再び好ましくは、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄに対して実質的に接線方向かつ上記共通の鉛直平面に対して垂直方向の水平経路に沿って、第３のニップＮ３を出る。
【００１７】
しかしながら、いくつかの実施形態において、波形成形ローラー１２は、他の非鉛直向きで位置合わせすることもできることを理解されたい。さらに、波形成形ローラー１２の軸Ｘ１〜Ｘ４は、軸のうちの１つ以上が他の軸と共通の平面上に存在しないように、互いにオフセットされてもよい。またさらに、ウェブ移動経路１６は、代替的な位置及び向きにおいて波形成形ローラー１２に入る及び／又は波形成形ローラー１２を出ることができ、ウェブ移動経路１６は、図示されている以外の波形成形ローラー１２の部分又は円弧部分の周りに延在することができる。実際、波形成形ローラー１２及びウェブ移動経路１６は、記載されるように波形成形ローラー１２が噛み合い、３つの連続したニップを間に画定する任意の構成で配置することができ、それにより、ウェブ移動経路１６がローラー列５における波形成形ローラー１２間のこれらのニップを通って移動するようになっている。
【００１８】
波形成形ローラー１２は、ウェブ１４を、波形成形ローラー１２が回転する際にウェブ移動経路１６に沿って、波形成形ローラー１２のニップＮ１〜Ｎ３を通して給送することができるように設計される。ウェブ１４が各ニップＮ１〜Ｎ３を通って移動する際、ニップＮ１〜Ｎ３の波形成形ローラー１２は、ウェブ１４に波形パターンを付与する。特に、以下に更に論じるように、４つの波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄのそれぞれの組の歯２６ａ〜２６ｄは、ニップＮ１〜Ｎ３がウェブ１４を漸次波形成形するような漸進的な幾何形状を有し、最終的にウェブ１４に台形状の波形を与えるように設計される。
【００１９】
より具体的には、図２〜図４を参照して、以下、それぞれの波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの歯２６ａ〜２６ｄ及びニップＮ１〜Ｎ３について更に詳細に記載する。図２は、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂのそれぞれの対向する組の歯２６ａ、２６ｂ間の第１のニップＮ１の一例を示している。図３は、第２の波形成形ローラー１２ｂ及び第３の波形成形ローラー１２ｃのそれぞれの対向する組の歯２６ｂ、２６ｃ間の第２のニップＮ２の一例を示している。図４は、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄのそれぞれの対向する組の歯２６ｃ、２６ｄ間の第３のニップＮ３の一例を示している。
【００２０】
図２〜図４に見ることができるように、波形成形ローラー１２の各歯２６は、歯が本体２２から片持ちされる場所に隣接する歯底部３４において開始し、関連する円筒形本体２２から歯２６の遠位端部３６まで径方向に延在する。各歯２６は、前方フランク４８（ローラー１２の回転方向において関連するニップを通って移動するウェブ１４に最初に直面する側）と、後方フランク５０（回転方向においてウェブ１４に最後に直面する側）とを有する。各歯２６の歯底部から離れた遠位端部において、前方フランク４８と後方フランク５０との間に、遠位面４６が延在する。また、各歯２６は、直径平面Ｍ及びピッチ円３８を規定する。本開示に関して、歯の「直径平面」とは、歯を通って、及び歯が延出する円筒形本体の長手方向軸を通って直径方向に延在する仮想平面である。さらに、歯の「ピッチ円」は、歯が延出するローラーと同心にあるとともに、歯底部３４と歯の遠位面４６の中心に位置する遠位端部３６との間の途中に位置する歯の中点において歯の直径平面に交わる仮想円である。各歯２６は、そのピッチ円から遠位端部３６まで延在する径方向外側部分４０と、その歯底部からピッチ円まで延在する径方向内側部分４２とを有する。すなわち、ピッチ円は、各歯の外側部分４０及び内側部分４２が交わる場所にある。理解されるように、共通のサイズ及び形状の歯２６を有するローラー１２の場合、そのローラー１２の全ての歯２６は、共通のピッチ円を共有し、そのそれぞれの外側部分４０及び内側部分４２は、互いに実質的に等しくなっている。
【００２１】
図２〜図４に示されているように、各歯２６のフランク４８、５０は、それぞれの縁部５２において歯の遠位面４６に交わる。遠位面４６と各フランク４８、５０との間の角度（それぞれのフランクと、直径平面に対して垂直で、関連する歯２６の遠位端部３６を通る仮想平面との間で測定した場合）は、波形成形ローラー１２の間で変えることができる。図示の実施形態では、それぞれのローラー１２ａ〜１２ｄの歯２６ａ〜２６ｄに対する上述の角度は、その全てのフランク４８及び５０がそれぞれの直径平面Ｍに対して平行に延在するため、９０度である。しかしながら、関連する直径平面Ｍに対して平行でないフランク４８、５０では、そのような角度は異なるものになる。さらに、そのような各縁部５２（特に、第１のローラー１２ａ及び第２のローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂの場合）は、それぞれのフランク４８、５０と歯の遠位面４６との間の接点が、鋭い又は個別の移行部を有せずに滑らかで連続的となるように、比較的大きな曲率半径を有するアール付き縁部とすることができる。他の実施形態において（特に、第３のローラー１２ｃ及び第４のローラー１２ｄの歯２６ｃ、２６ｄの場合）、そのような各縁部は、比較的小さな曲率半径、例えば、歯のそれぞれのフランク４８、５０と遠位面４６との間に認識可能な個別の接点が得られるのに十分小さい曲率半径を有するアール付き縁部とすることができる。そのような個別の接点は、距離を置いて見ると、歯の関連するフランク４８、５０と遠位面４６との間の鋭い縁部に近似することができる。これは、縁部５２が技術的にアール付けされる場合でも当てはまり、その曲率半径は、歯を越えて関連するニップを横断するウェブ１４の損傷を回避するように選択することができる。
【００２２】
さらに、図２に見られるように、縁部５２（例えば、第１のローラー１２ａ及び第２のローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂの縁部５２）は、漸進的な曲率半径を呈することができる。すなわち、曲率半径は、遠位面４６（例えば、遠位端部３６）から開始して、フランク４８、５０に向かって減少する。この実施形態では、遠位面４６自体は、歯２６の縁部（複数の場合もある）５２にシームレスに移行するように連続的に湾曲する部分であるか又はそのような部分を有する。いくつかの実施形態において、フランク４８、５０は、遠位面４６とともに輪郭加工面を形成することができ、それにより、フランク４８、５０と遠位面４６との間には明確に画定された縁部は存在しないことも理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、第１の波形成形ローラー１２ａの歯２６は、各歯のフランク４８、５０と遠位面４６との間に画定された又は認識可能な縁部が存在しないように、正弦波プロフィール（図示せず）を有することができる。同様に、いくつかの実施形態において、第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６は、正弦波プロフィールを有することもできる。そのような正弦波プロフィールは、従来の波形成形ローラーと同様である。
【００２３】
好ましさは劣るが、第３のローラー及び第４のローラーの歯は、そのそれぞれのフランク４８、５０と関連する遠位面４６との間の接点において、鋭い縁部を有してもよく、縁部５２は、認識可能な曲率を有しない代わりに、１つの面（例えば、フランク４８又は５０）と次の面（例えば、遠位面４６）との間の交線において本質的に個別に移行する。しかしながら、そのように鋭く技術的に個別の縁部５２は、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄ上の第３の組の歯２６ｃ及び第４の組の歯２６ｄの場合でも、例えば、第２の波形成形ニップＮ２及び／又は第３の波形成形ニップＮ３において直面するウェブ１４（例えば、紙ウェブ）を損傷又は切断するおそれがあることから、あまり好ましくない。
【００２４】
ここで図２を参照すると、好ましい一実施形態において、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの各歯２６ａ、２６ｂの遠位面４６は、丸みを帯びた形状を有する。特に、第１の波形成形ローラー１２ａの各歯２６ａの遠位面４６は、第１の曲率半径ｒ１を有し、一方、第２の波形成形ローラー１２ｂの各歯２６ｂの遠位面４６は、第２の曲率半径ｒ２を有する。さらに、図示の実施形態では、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの各歯２６ａ、２６ｂのフランク４８、５０は、歯の直径平面Ｍに対して実質的に平行に延在する平坦面とすることができる。
【００２５】
また図２に示されているように、第１の波形成形ローラー１２ａの各歯２６ａのフランク４８、５０は、第１の曲率半径ｔ１を有するそれぞれの縁部５２において、遠位面４６に交わることができる。さらに、第２の波形成形ローラー１２ｂの各歯２６ｂのフランク４８、５０は、遠位面４６に交わり、第２の曲率半径ｔ２を有するそれぞれの縁部５２を形成することができる。したがって、図示の実施形態では、ローラー１２ａ、１２ｂは、歯２６ａ、２６ｂをそれぞれ有し、その遠位面４６は、関連する対向する縁部５２にシームレスに移行する。より大きな遠位面４６の曲率半径は、対向する縁部５２の曲率半径よりも大きい。第１の組の歯２６ａの縁部５２の曲率半径ｔ１は、ウェブに滑らかで実質的に正弦波形の適合形態をもたらすように、第１のニップＮ１においてこれらの縁部に直面すると、最初は平坦なウェブ１４が、ニップＮ１を通して引き出される際、ウェブ１４に対して接線方向にあるこれらの縁部５２の上に滑らかに連続的に摺動することができるように選択されることが好ましい。したがって、ウェブは、正弦波形をもたらすことによって、長さ方向に（すなわち、機械方向に沿って）ひだ寄せされ、その機械方向長さ及びピッチは、後にもたらされる最終的な台形状波形のピッチに近似する。したがって、ウェブ移動経路１６に沿ってローラー列５を通って移動するウェブ１４は、第１のニップＮ１に入るときと比較して、収縮された固有長さ（すなわち、ウェブの単位質量あたりの表面的又は全体的なウェブ長さ）を有して第１のニップＮ１から現れ、進出時の固有長さと進入時の固有長さとの比は、ウェブにもたらされる最終的な台形状波形の適合形態におけるウェブの段繰率に等しくなっている。第１の組の歯２６ａ及び第２の組の歯２６ｂにおける歯が同じ形状及びサイズである場合の好ましい実施形態において、ｔ１＝ｔ２である。
【００２６】
第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂは、互いに逆方向（図２の矢印によって示されている）に回転することができ、そのそれぞれの歯２６ａ、２６ｂは、機械方向においてウェブ移動経路１６に沿って第１のニップＮ１を横断するようになっている。さらに、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの回転は、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂが、第１のニップＮ１を通る際に、直接接触又は間に層として圧縮されるウェブ１４を介した間接的（すなわち層状）係合のいずれによっても互いに係合しないように、同期することができる。特に、第２の波形成形ローラー１２ｂ（図２に見られる）の歯２６ｂが第１のニップＮ１の中心を通る際、その歯２６ｂは、第１の波形成形ローラー１２ａ、１２ｂ上の２つの歯２６ａの間のおおよそ中心に位置し、その遠位端部３６は、第１のローラー１２ａから離隔する。同様に、対向するローラー１２ａ、１２ｂ上のそれぞれの歯２６ａ、２６ｂの間隔について、ローラー１２ａ、１２ｂが回転する際、各第１の歯２６ａが第１のニップＮ１の中心を横断する場合の第１の歯２６ａにも逆が当てはまるようになっている。
【００２７】
さらに、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂは、ウェブ１４が第１のニップＮ１を通って移動する際、ウェブ１４が、ローラーの噛み合う歯２６ａ、２６ｂの対向する丸みを帯びた遠位面４６の周りを覆うように引っ張られるように構成することができる。さらに、上述したように構成され離隔する、対向する歯２６ａ、２６ｂの場合、ウェブ１４は、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの隣り合う噛み合い歯間に延在し、それにより、ウェブ１４は、１つの遠位面４６（又はその隣接する縁部５２）から、対向するローラー１２ａ、１２ｂ上の隣り合う対向する歯２６ａ、２６ｂにおける次の遠位面４６に、接線方向に延在する。例えば、図２に示されているように、ウェブ１４が第１のニップＮ１を横断する際、ウェブ１４は、第１のローラー１２ａから延在する第１の歯２６ａの前縁部５２（ａ）から、第２のローラー１２ｂから延在する第２の歯２６ｂの後縁部５２（ｂ）に、第２の歯２６ｂの遠位面４６を越えて接線方向に進んでから、第２の歯２６ｂの前縁部５２（ｃ）に達し、その後、第１のローラー１２ａから延在する後続の第１の歯２６ａの後縁部５２（ｄ）に進む。このようにして、第１のニップＮ１内でのウェブ１４と各歯２６のフランク４８、５０の間の接触を低減することにより、ウェブ１４と歯２６ａ、２６ｂのフランクとの間の摩擦に起因するウェブ１４内の張力を低減することができる。すなわち、第１のニップＮ１を通って移動するウェブ長さの大半の割合（すなわち、少なくとも５０％）が、対向する歯２６ａ、２６ｂ又はローラー１２ａ、１２ｂに接触せず、代わりに、歯２６ａ、２６ｂのそれぞれの縁部５２に対して接線方向の経路に沿って、対向する歯２６ａ、２６ｂの対向する遠位面４６の周りのみを覆う。第１のニップＮ１を通るウェブと歯／ローラーとの接触を最小限に抑えることは、対向するローラー１２ａ、１２ｂ上の歯が限られた度合いで噛み合い、互いに接触しない結果、少なくとも部分的に得られる。すなわち、第１のニップＮ１に沿った最大の噛み合い点において、各歯（例えば、図２に示されているような第２の歯２６ｂ）は、対向するローラー上の隣り合う歯（例えば、図２に示されているような第１の歯２６ａの対）の間で中心に位置し、間隔を置いて、隣り合う歯間に画定される谷部内に延在するが、遠位面４６が谷部の何らかの部分に接触するほどには延在しない。このようにして、第１のニップＮ１のかなりの部分は、何もない空間をなし、ウェブ１４は、歯２６ａ、２６ｂのフランク４８、５０等のローラー１２の他の部分に物質的に接触することなく、この空間を通って、噛み合い歯２６ａ、２６ｂの対向する遠位面４６間をウェブ移動経路１６に沿って移動することができる。そのような空間は、フランク４８、５０が、各ローラー１２ａ、１２ｂの歯２６ａ、２６ｂに沿った真の正弦波パターンを生成せずに切り詰められることに一部起因し、それにより、歯２６ａ、２６ｂは、それぞれのローラー１２ａ、１２ｂが同期して回転する際に、間に空間を維持しながら噛み合い、噛合状態になることができる。
【００２８】
結果として、ウェブ１４が第１のニップＮ１を出る際、ウェブ１４は、第１のニップＮ１を画定する歯２６ａ、２６ｂが正弦波形状でなくとも、正弦波形形態を有する。ここで正弦波形状となったウェブ１４は、機械方向（ウェブ移動経路１６）に対して横断方向にウェブ長さを段繰りする正弦波形を組み込むことで、長さが収縮されており、その方向に沿ったウェブの全体的な固有長さは、所定の段繰率に従って収縮されている。次に、ウェブ１４は、第２の波形成形ローラー１２ｂの周りのウェブ移動経路１６を辿り、最終的に第２のニップＮ２を通る。これについては、以下に更に詳細に記載する。
【００２９】
図３を参照すると、第３の波形成形ローラー１２ｃの各歯２６ｃは、実質的に矩形（例えば、正方形）、台形、又は他の多角形の形状を有することができる。特に、第３の波形成形ローラー１２ｃの各歯２６ｃの遠位面４６は、歯の直径平面Ｍに対して実質的に垂直に延在する、実質的に平坦な（又は第１のローラー１２ａ及び第２のローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂの遠位面に対して平坦化された）面とすることができる。さらにまた、第３の波形成形ローラー１２ｃの各歯２６ｃのフランク４８、５０は、平坦であり、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂ上の歯のそれぞれの曲率半径ｔ１及びｔ２よりも小さい曲率半径ｔ３を有する縁部５２において遠位面４６に交わることができる。図示の実施形態では、第３の波形成形ローラー１２ｃ上の歯の曲率半径ｔ３は、歯２６ｃの縁部が技術的にアール付けされる場合でも、鋭い個別の縁部５２に近似するほど十分に小さい。半径ｔ３は、ウェブ１４が第２のニップＮ２における歯２６ｃの縁部５２に直面し、その上に引っ張られる際に、移動するウェブ１４に個別の折り目又は折り筋をもたらすように十分小さい。特に、半径ｔ３は、半径ｔ１若しくはｔ２の双方の０．５倍を超えず、又は、半径ｔ１若しくはｔ２の双方の０．４倍、０．３倍、０．２倍、若しくは０．１倍を超えないことが好ましい。
【００３０】
図３において理解されるように、第２のニップＮ２において最初にウェブ１４に直面する第３の歯２６ｃの前縁部５２ｉは、最初の正弦波形の肩部においてそのウェブに係合し、歯２６ｃの後縁部５２ｊは、同じ最初の正弦波形の反対側の肩部においてウェブ１４に係合する。同時に、ウェブ１４のこれらの２つの肩部間（すなわち、縁部５２ｉ及び５２ｊとの接触点間）の部分は、ウェブにおける張力によって歯２６ｃの遠位面４６に対して平坦化され、その際、縁部５２ｉ、５２ｊは、ウェブに個別の折り筋又は折り目を与え、最終的に、最初に歯２６ｃに直面する元の正弦波形から台形状波形が形成される。その後、その歯は、ウェブ１４の新たに形成された台形状波形を、ニップＮ２を出るまで保持し、その際、理解されるように、全ての第２の波形（すなわち、第１の方向に面する全ての波形）が台形となり、交互に差し挟まれた波形が正弦波形状を維持する。
【００３１】
第２のニップＮ２を通して正弦波形を１つ置きに台形状波形に変換する際、ウェブ１４は、第３の組の歯２６ｃの低半径（ｔ３）縁部５２の上で引っ張られないことが理解されよう。むしろ、ウェブは、既に正弦波適合形態に形成されており、その正弦波形が、第３の組の歯２６ｃによってもたらされる台形状波形のピッチ及び形状に近似するため、これらの歯２６ｃの縁部（例えば、縁部５２ｉ、５２ｊ）との係合には、ウェブ長さを消費しない。なぜなら、第２のニップＮ２を通るウェブの段繰率（及び固有長さ）は、第１のニップＮ１を通るものと実質的に同じとなるからである。第３の組の歯２６ｃの縁部５２は、進入時の正弦波形のそれぞれの肩部においてウェブに係合し、第２のニップＮ２を通るウェブを保持する際に、ウェブに折り筋を付与する。しかしながら、この折り筋形成動作では追加のウェブ長さを段繰りしないため、ウェブ１４は、第３の組の歯２６ｃの縁部５２の上で引っ張られない。すなわち、ウェブ１４は、第３の組の歯２６ｃの低半径（ｔ３）縁部５２に直面する前に、既にひだ寄せされており、最終的な台形状波形の波形ピッチ及び近似形状に適合している。第３の組の歯２６ｃは、同じくそのピッチに適合する。これらの縁部は、ウェブに単に係合し、折り筋を付けるだけであり、ウェブを物質的に引っ張ったり摩耗させたりすることがないので、正弦波から台形状波形への変換によって、材料に損傷又は引き裂きをもたらし得る傾向がある、ウェブへの更なる剪断力又は他の応力を与えることがない。
【００３２】
また図示のように、フランク４８、５０は、歯の直径平面Ｍに対して実質的に平行に、したがって、遠位面４６に対して垂直に延在することができる。更なる一代替形態において、第３のローラー１２ｃのフランク４８、５０は、平坦であるとともに、遠位面４６に対して垂直でない角度で延在し、したがって、台形状の歯２６を画定することができる。しかしながら、そのような一実施形態において、フランク４８、５０の斜面は、第２のローラー１２ｂ及び第３のローラー１２ｃの対向する歯２６ｂ及び２６ｃが、依然として第２のニップＮ２内で接触せず、したがって、隣り合う対向する歯２６ｂ、２６ｃ間に機械方向に空間を維持するようになっていることが好ましい。
【００３３】
第３の波形成形ローラー１２ｃは、第２の波形成形ローラー１２ｂとは逆方向（図３の矢印によって示されている）に回転することができ、第３の波形成形ローラー１２ｃの歯２６ｃが第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６ｂに噛み合い、双方の組の歯２６ｂ、２６ｃが、機械方向においてウェブ移動経路１６に沿って第２のニップＮ２を横断するようになっている。さらに、第３の波形成形ローラー１２ｃは、第２の波形成形ローラー１２ｂ及び第３の波形成形ローラー１２ｃの歯２６ｂ、２６ｃが、第１のニップＮ１に関して上述したのと同様に、第２のニップＮ２を通る際に、直接接触又は間のウェブ１４を介した間接的な係合のいずれによっても互いに係合しないように、第２の波形成形ローラー１２ｂと同期して回転することができる。特に、第２の波形成形ローラー１２ｂ及び第３の波形成形ローラー１２ｃのうちの一方の歯２６ｂ、２６ｃが第２のニップＮ２の中心を通る際、ここでも上述したのと同様に、歯２６ｂ、２６ｃは、第２の波形成形ローラー１２ｂ及び第３の波形成形ローラー１２ｃの他方における２つの対向する歯２６の間のおおよそ中心に位置する。
【００３４】
さらに、第２の波形成形ローラー１２ｂ及び第３の波形成形ローラー１２ｃは、ウェブ１４が第２のニップＮ２を通って移動する際、上述したように、ウェブ１４が、平坦に引き伸ばされ、第３の波形成形ローラーの噛み合い歯２６ｃの平坦な遠位面４６の上に延在するとともに、第２のニップＮ２内の第２の波形成形ローラーの噛み合い歯２６ｂの丸みを帯びた遠位面４６の周りを覆うように構成することができる。さらに、ウェブ１４は、直線的経路に沿って、第２の波形成形ローラー１２ｂ及び第３の波形成形ローラー１２ｃの隣接する噛み合い歯２６ｂ、２６ｃとの接触点間に延在し、それにより、ウェブ１４が第２のニップＮ２を通して引き出される際、ウェブ１４は、第２のローラー１２ｂの歯２６ｂの丸みを帯びた遠位面４６（又は縁部５２）から、第２のニップＮ２における下流の第３の波形成形ローラー１２ｃ上の歯２６ｃの前方フランクと遠位面４６との間の個別の接点を画定する低減した半径の縁部５２まで、接線方向に延在するようになっている。ここでも、第２のニップＮ２内におけるウェブ１４と各歯２６ｂ、２６ｃのフランク４８、５０との間の接触が最小限に抑えられ、図示の実施形態では大半が回避され、それにより、ウェブ１４と、波形成形ローラー１２ｂ、１２ｃ又はそのそれぞれの歯２６ｂ、２６ｃの、遠位面４６及び関連する縁部５２以外の部分との間の摩擦に起因する、ウェブ１４内の張力が低減する。
【００３５】
ウェブ１４が第２のニップＮ２を出る際、ウェブ１４は、段頂が実質的に平坦な棚部（land）の形態である実質的に台形の上側フルートと、段頂が丸みを帯びた下側フルートとを有する。次に、ウェブ１４は、第３の波形成形ローラー１２ｃの周りのウェブ移動経路１６を辿り、最終的に第３のニップＮ３を通る。これについては、以下に更に詳細に記載する。
【００３６】
図４を参照すると、第４の波形成形ローラー１２ｄの各歯２６ｄは、第３の波形成形ローラー１２ｃと同様に、実質的に矩形（例えば、正方形）又は台形の形状を有することができる。特に、第４の波形成形ローラー１２ｄの各歯２６ｄの遠位面４６は、第３の波形成形ローラー１２ｃに関して上述したように、実質的に平坦（又は第１のローラー１２ａ及び第２のローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂの遠位面に対して平坦化されている）とし、歯の直径平面Ｍに対して垂直にすることができる。さらにまた、歯のフランク４８、５０は、上述したように平坦とすることができ、歯２６ｄの直径平面Ｍに対して平行であるか又は或る角度で傾斜することができる。第３のローラー１２ｃに関して記載したのと同様の他の歯形態も想定される。第４の波形成形ローラー１２ｄの各歯２６ｄのフランク４８、５０は、ｔ１及びｔ２の双方と比較して低減した曲率半径である第４の曲率半径ｔ４を有するそれぞれの縁部５２を形成するように、歯の遠位面４６と交わり、歯２６ｄの関連するフランク４８、５０と遠位面４６との間に個別の移行部をもたらすことができることに留意されたい。第３の組の歯２６ｃと同様に、第４の組の歯２６ｄの縁部５２は、ここでも、距離を置いて見ると、上記縁部に直面した際にウェブ１４に折り筋を付与することが可能である鋭い縁部に近似するように十分に個別の移行部をなすことが好ましい。曲率半径ｔ４は、ｔ１及びｔ２の双方の０．５倍を超えず、例えば、ｔ１及びｔ２の双方の０．４倍、０．３倍、０．２倍、又は０．１倍を超えないことも好ましい。好ましい実施形態において、ｔ４＝ｔ３であり、それにより、第３の組の歯２６ｃ及び第４の組の歯２６ｄ（又は少なくともそのそれぞれの遠位面４６）が、他の点で同様の形状、サイズ、及びピッチを有すると仮定すると、第３のニップＮ３を出る際にウェブ１４の両面に均一な波形が形成される。
【００３７】
第４の波形成形ローラー１２ｄは、第３の波形成形ローラー１２ｃとは逆方向（図３の矢印によって示されている）に回転することができ、第４の波形成形ローラー１２ｄの歯２６ｄが第３の波形成形ローラー１２ｃの歯２６ｃに噛み合い、双方の組の歯２６ｃ、２６ｄが、機械方向においてウェブ移動経路１６に沿って第３のニップＮ３を横断するようになっている。さらに、第４の波形成形ローラー１２ｄは、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄの歯２６ｃ、２６ｄが、既に説明したのと同様に、第３のニップＮ３を通る際に、直接接触又は間のウェブ１４を介した間接的な係合のいずれによっても互いに係合しないように、第３の波形成形ローラー１２ｃと同期して回転することができる。特に、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄのうちの一方の歯２６ｃ、２６ｄが第３のニップＮ３の中心を通る際、ここでも上述したのと同様に、歯２６ｃ、２６ｄは、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄの他方における２つの対向する歯２６の間のおおよそ中心に位置する。
【００３８】
さらに、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄは、ウェブ１４が第３のニップＮ３を通って移動する際、ウェブ１４が第２のニップＮ２を通して予め平坦に引き伸ばされる第３のローラーの歯２６ｃと同様に、ウェブ１４が平坦に引き伸ばされ、第４のローラーの歯２６ｄの平坦な遠位面４６の上に延在するように構成することができる。また、第３のローラー１２ｃに関して上述したのと同様に、ウェブ１４の最初の正弦波形は、第４の組の歯２６ｄの低減した半径（ｔ４）の縁部５２に直面して折り筋が付けられ、一方で、ウェブにおける張力により、それぞれの第４の組の歯２６ｄの対向する縁部５２との接触点間でウェブの一部が平坦化される。また更に上述したように、進入時の正弦波形は、第４の組の歯２６ｄによって付与される最終的な台形状波形に近似するため、歯２６ｄの縁部５２は、ウェブ１４に折り筋を付ける際に、ウェブ１４を引っ張ったり摩耗させたりすることがない。なぜなら、そのような折り筋及びその結果の台形状波形を付与するのには、追加のウェブ長さを消費する必要がないためである。むしろ、第３のニップＮ３を通した段繰率（及び固有長さ）は、第１のニップＮ１及び第２のニップＮ２の双方を出る際の段繰率と同じである。
【００３９】
第３のニップＮ３を出る際、ウェブは、ウェブの両側から延在するフルートについて、略完全な台形状波形の適合形態を有する。さらに、第３のニップＮ３において、ウェブ１４は、直線的経路に沿って、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄの隣り合う噛み合い歯２６ｃ、２６ｄとの接触点間に延在し、ウェブ１４が第３のニップＮ３を通して引き出される際、ウェブ１４は、第３の波形成形ローラー１２ｃの歯２６ｃの縁部５２から、第３のニップＮ３における下流の第４の波形成形ローラー１２ｄ上の歯２６ｄの縁部５２に直線的に延在するようになっている。ここでもまた、第３のニップＮ３内のウェブ１４と各歯２６ｃ、２６ｄのフランク４８、５０との間の接触が最小限に抑えられ、図示の実施形態では再び大半が回避され（歯の遠位面４６に対する接触を除く）、それにより、摩擦の低減によってウェブ１４内の張力が低減する。実際、ウェブは、歯２６ｃ及び２６ｄの遠位面４６の上及び場合によっては遠位面４６に接して保持されるが、ウェブ１４がニップＮ３を横断する際の、ウェブとこれらの面４６（又は隣接する縁部５２）との間の相対移動はほとんど乃至全くない。むしろ、これらの遠位面４６は、ウェブ１４の移動の際にウェブ１４を保持し、遠位面４６は、ウェブ１４に対して物質的に摺動しない。また、ウェブが、ニップＮ３において、隣り合う歯２６ｃ、２６ｄの間を、開放空間を通って、歯２６ｃ、２６ｄのうちのいずれのフランク４８、５０にも接することなく移動することから、従来の波形成形動作（ここでは、波形成形ローラーの対向する歯の組が、直接接触し、互いに相補的に相互係止する）の特徴である、歯のフランクと移動するウェブとの間の摩擦が回避される。同じことが、上述した第１のニップＮ１及び第２のニップＮ２にも当てはまる。ここでも、ニップを通って移動するウェブ１４の大半の割合が、開放空間内を、それぞれのニップを通る連続的な歯２６のフランク４８、５０に接することなく移動する。したがって、上述した波形成形ローラー１２は、第１のニップＮ１、第２のニップＮ２、及び第３のニップＮ３を介してウェブ１４に漸次波形成形を行うことで、台形状の波形を有するウェブ１４を製造することができる。特に、第１のニップＮ１は、正弦波形を有するようにウェブ１４を波形成形し、第２のニップＮ２は、平坦な棚状頂部を有する上側フルートと、丸みを帯びた頂部を有する下側フルートとを有するようにウェブ１４を波形成形し、第３のニップＮ３は、いずれも平坦な棚状頂部を有する上側フルート及び下側フルートを有するようにウェブ１４を波形成形し、全体的な波形の適合形状が台形の形状になるようにする。このようにしてウェブ１４を漸次波形成形することにより、例えば、フランクと段頂との間に鋭い縁部の付いた移行部を有する正方形又は台形状の歯を有する一対の波形成形ローラーに、平坦ウェブを直接給送する技法と比較して、ウェブ１４にもたらされる応力を小さくすることができる。開示の波形成形ローラー列５は、材料に対し、伝統的な従来の正弦波形成形において従来見られるものを超える、ウェブ１４への剪断力又は応力をもたらすことなく、（列５に入る際）最初は平坦なウェブに、両側が台形状波形の適合形態を付与することができる。
【００４０】
さらに、上述したように、歯２６ａ〜２６ｄを、ニップ内の対向する歯が互いに離隔し、接触しないことを確実にするような寸法及び形状にすることで、ウェブ１４が隣り合う歯２６ａ〜２６ｄにおける接触点間を移動するための更なる空間が生じ、その空間内でローラー１２のいずれの部分にも係合することがないため、摩擦及びそのような摩擦を引き起こす関連するウェブ張力が最小限に抑えられる。結果として、もたらされる摩擦及び剪断応力は更に小さくすることができる。さらに、ウェブが、丸みを帯びた段頂から平坦な棚部への移行部を形成する（すなわち、第３の歯２６ｃ又は第４の歯２６ｄのいずれかの縁部５２の上で個別の折り線又は折り筋を形成する）ために、低減した半径（ｔ３又はｔ４）の縁部５２に接触する必要がある場合、ウェブは、低減した半径の縁部５２との接触を介してもたらされる張力に適応するために、更なる引張能力を有することができる。
【００４１】
波形成形装置１０は、互いに実質的に同様の形状である台形状の上側波形及び下側波形を有する対称的な波形ウェブ１４を製造するように構成されることが好ましい。
【００４２】
これを達成するために、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄにおける平坦な遠位面４６は、実質的に同様の機械方向長さとすることができ、ローラーの歯２６ｃ、２６ｄのそれぞれの組は、それぞれの円筒形本体２２ｃ、２２ｄの周りに周方向に等しく離隔する。さらに、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂ上の歯２６ａ、２６ｂの丸みを帯びた遠位面４６は、実質的に同様の曲率半径を有することができ、そのそれぞれの縁部５２間に、第３のローラー１２ｃ及び第４のローラー１２ｄ上の平坦な遠位面４６の機械方向長さに近似する距離だけ延在するものとする。第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄの歯２６ｃ、２６ｄの外側部分４０は、全体として、形状及び周方向間隔が実質的に同様であることが好ましい。さらに、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂの外側部分４０は、全体として、形状及び周方向間隔が実質的に同様とすることができる。第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄの歯２６ｃ、２６ｄは、全体として、形状及び周方向間隔が実質的に同様である（図示の実施形態に示されているとおり）ことがより好ましい。また、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂは、全体として、形状及び周方向間隔が実質的に同様である（図示の実施形態に更に示されているとおり）ことも好ましい。
【００４３】
このようにして、低減した半径（ｔ３、ｔ４）の縁部５２に最初に直面し、ウェブ１４に平坦な棚部をもたらす、ウェブ１４に沿った点において、ウェブ１４は、ウェブ１４上の（低減した半径の縁部５２との）係合点が、事前に湾曲され又は予応力が与えられているとともに、低減した半径の縁部５２によってもたらされる台形の適合形状に既に近似する、ウェブ１４における既存の正弦波形の肩部となるように、既に波形成形されている。したがって、そのような各縁部５２が、ウェブ１４に棚部を形成するために、ウェブ１４に個別の曲げ又は折り目をもたらす場合、縁部５２が概ね平坦な非波形ウェブから開始してそのような個別の折り目をもたらす場合と比較して、ウェブ１４にもたらされる応力が小さくなる。
【００４４】
一代替形態及びあまり好ましくない実施形態において、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄの縁部５２（例えば、図３を参照）は、第３の組の歯２６ｃ及び第４の組の歯２６ｄの隣接する面（フランク４８、５０及び遠位面４６）間の本質的に直線的な交線を画定する、鋭いアールのない縁部を有することができる。そのような実施形態は、ウェブに折り筋を導入するのに用いられる場合、（例えば）鋭い縁部の移行部によって損傷を受けにくい非常に低品質の紙に好適とすることができる。しかしながら、概して、鋭い（直線的な）縁部の移行部は、あまり好ましくない。第３の波形成形ローラー１２ｃの歯２６ｃの縁部５２の曲率半径ｔ３、及び第４の波形成形ローラー１２ｄの歯２６ｄの縁部５２の曲率半径ｔ４は、加工される紙の厚さの関数とすることができ、また、０．１ｍｍよりも大きく１．５ｍｍよりも小さいことが好ましい。そのような小径の縁部５２は、ほとんどのウェブにとって、ウェブにおける鋭い曲げ又は折り目に近似する個別の折り筋によって、実質的に台形状の波形形態をもたらすのに効果的である。いずれの実施形態でも、上述した波形成形装置１０の漸進的な性質により、ウェブ１４を破損することなく、第３の波形成形ローラー１２ｃ及び第４の波形成形ローラー１２ｄ上の歯２６ｃ、２６ｄの縁部５２を、曲率半径を有しない又は上述したような比較的小さな曲率半径を有する鋭いものにすることが可能であり得る。
【００４５】
一方で、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂ上の歯２６ａ、２６ｂの縁部５２（例えば、図１を参照）は、アール付けされ、同じく上述したように比較的大きな曲率半径を有し、第１のニップＮ１と第２のニップＮ２との間におけるウェブ１４に対する応力を低減することが好ましい。換言すれば、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂ上の歯２６ａ、２６ｂの縁部５２の曲率半径ｔ１、ｔ２は、有限で、曲率半径ｔ３、ｔ４よりも大きくするべきである。特に、曲率半径ｔ１、ｔ２は、半径ｔ３、ｔ４が有限の曲率半径を規定する場合（すなわち、鋭い縁部ではなくアール付き縁部に関連する場合）、半径ｔ３及びｔ４の少なくとも２倍、例えば３倍又は４倍であることが好ましい。
【００４６】
上述したように、波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの円筒形本体２２ａ〜２２ｄは、それぞれの直径Ｄ１〜Ｄ４を有する（例えば、図１を参照）。これらの直径Ｄ１〜Ｄ４は、互いに実質的に等しくてもよく、又は互いに異なってもよい。さらに、各直径は、実施形態の間でサイズを変更してもよい。しかしながら、より大径の一対の噛み合いローラー１２は、ローラー１２の一方又は双方がより小径を有する比較対の噛み合いローラー１２よりも、ウェブ１４に沿ってより大きな応力をもたらすことができる。より具体的には、より大径の一対の噛み合いローラー１２は、ローラー１２の一方又は双方がより小径を有する場合よりも、そのニップにおいてより多数の噛み合い歯２６を有する。したがって、大径を有する対向する比較的大きなローラーによって画定される波形成形ニップは、ウェブがニップを通って同時により多数の対向する歯を横断しなければならないため、通常、より小さなローラーによって画定される比較ニップよりも、ウェブ１４においてより大きな応力を及ぼす。
【００４７】
したがって、比較的小径の各波形成形ローラー１２を提供することが望ましいものであり得る。しかしながら、より小径のローラー１２は、質量がより小さく、したがって、動作時の振動又は高調波の影響をより受けやすい可能性があり、そのため、更なる振動応力が加わることで、波形成形プロセスを損ない、場合によってはウェブ１４に損傷を与える可能性がある。
【００４８】
したがって、いくつかの実施形態において、第２の波形成形ローラー１２ｂ及び第３の波形成形ローラー１２ｃのうちの一方は、列内の他のローラーと比較してより小さな直径を有することができる。例えば、図示の実施形態では、第１の波形成形ローラー１２ａ、第２の波形成形ローラー１２ｂ、及び第４の波形成形ローラー１２ｄの直径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４は、比較的大きく、互いに実質的に等しいが、第３の波形成形ローラー１２ｃの直径Ｄ３は、他のローラーのものよりも小さい。このようにして、第２のニップＮ２及び第３のニップＮ３における噛み合い歯の数を低減することで、ニップＮ２、Ｎ３内でのウェブ１４に沿った応力を低減することができる。このことは、これらのニップ内で、ウェブ１４に個別の折り筋をもたらすことによって平坦な棚部がもたらされ、それにより、更なる張力がもたらされる傾向にあることから、特に重要であり得る。噛み合い歯２６の数、ひいては、これらの場所における接触点の数を低減することにより、ウェブ１４は、平坦な棚部をもたらす際にもたらされる張力により良好に耐え得る可能性があると考えられている。さらに、第３の波形成形ローラー１２ｃにおける振動及び高調波による擾乱は、その回転が、より大径の、ひいてはより高質量の対向するローラーと同期されることに基づいて、比較的少ないままであり得る。より具体的には、第３のローラー１２ｃの回転をその周りのより大きく高質量のローラー１２ｂ及び１２ｄと同期させる伝動構造は、より小さなローラー１２ｃが他の場合では急速動作時に被りやすいであろう振動又は高調波を減衰するものとする。
【００４９】
他の実施形態において、第２の波形成形ローラー１２ｂは、４つの波形成形ローラー１２のより小さな直径を有することができる。さらに、いくつかの例において、より大きなローラー１２の直径は、互いに実質的に等しくない場合があり、むしろ、互いに異なってもよい。実際、波形成形ローラー１２は、様々な異なる様式でサイズ決めすることができ、より小径の波形成形ローラー１２は、より大径を有する２つの波形成形ローラー間に配置される。
【００５０】
上述したように、波形成形ローラー１２の回転は、波形成形ローラー１２の歯２６がニップＮ１〜Ｎ３を通る際に互いに係合しないように同期することができる。いくつかの例において、波形成形装置１０は、波形成形ローラー１２のそのような同期回転を可能にするように構成された１つ以上の機構を備えることができる。例えば、いくつかの例において、２つ以上（例えば、全て）の波形成形ローラー１２を、伝動機構を介してともに連結することができ、それにより、１つの波形成形ローラー１２の回転が、伝動機構を介して連結された他方の波形成形ローラー１２の同期回転を引き起こす。
【００５１】
さらに又は代替的に、図１に示されているように、波形成形装置１０は、波形成形ローラー１２のうちの２つ以上に連結され、２つ以上の波形成形ローラー１２を個別に回転させるように動作可能な駆動システム５４を備えることができる。さらに、波形成形装置１０は、駆動システム５４に作動的に連結され、フィードバック制御に基づいて、２つ以上の波形成形ローラー１２を個別に駆動し、２つ以上の波形成形ローラー１２の歯２６が互いに係合しないように、駆動システム５４を動作させるように構成された制御システム５６を更に備えることができる。
【００５２】
本開示に関して、２つ以上の波形成形ローラー１２の「個別」の回転とは、２つ以上の波形成形ローラー１２を互いに作動的に連結し、１つの波形成形ローラー１２の回転が機械伝動機構を介して別の波形成形ローラー１２の回転を引き起こすようになっている機械伝動機構を伴わずに、各波形成形ローラー１２が、別個の駆動機構（例えば、モーター）を介して別々に回転されることを意味する。それにもかかわらず、波形成形ローラー１２のそのような個別化された回転は、以下に更に論じるように、波形成形ローラー１２の回転が、他の波形成形ローラー１２の回転に依存し、その回転と同期するようにして実施及び制御することができることを理解されたい。
【００５３】
図示の実施形態では、駆動システム５４は、第１の波形成形ローラー１２ａに連結され、第１の波形成形ローラー１２ａを個別に回転させるように動作可能な第１のモーター５８ａと、第２の波形成形ローラー１２ｂに連結され、第２の波形成形ローラー１２ｂを個別に回転させるように動作可能な第２のモーター５８ｂと、第３の波形成形ローラー１２ｃに連結され、第３の波形成形ローラー１２ｃを個別に回転させるように動作可能な第３のモーター５８ｃと、第４の波形成形ローラー１２ｄに連結され、第４の波形成形ローラー１２ｄを個別に回転させるように動作可能な第４のモーター５８ｄとを備える。各モーター５８ａ〜５８ｄは、例えば、可変速度を有する電気モーターとすることができる。さらに、各モーター５８ａ〜５８ｄは、その関連する波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄのシャフトに直接連結することも、伝動機構を介して間接的に連結することもできる。
【００５４】
さらに、図示の実施形態では、制御システム５６は、駆動システム５４の各モーター５８に連結され、各モーター５８を個別に動作させるコントローラー６０（例えば、プログラマブルロジックコントローラー）を備える。制御システム５６は、コントローラー６０に連結され、関連する波形成形ローラー１２のコントローラー６０にフィードバックを提供するようにそれぞれ構成される２つ以上のセンサー６２を更に備える。特に、制御システム５６は、第１の波形成形ローラー１２ａのフィードバック制御を提供するように構成された第１のセンサー６２ａと、第２の波形成形ローラー１２ｂのフィードバック制御を提供するように構成された第２のセンサー６２ｂと、第３の波形成形ローラー１２ｃのフィードバック制御を提供するように構成された第３のセンサー６２ｃと、第４の波形成形ローラー１２ｄのフィードバック制御を提供するように構成された第４のセンサー６２ｄとを備える。
【００５５】
各センサー６２ａ〜６２ｄは、関連する波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄのパラメーターを検出し、検出されたパラメーターを示す対応する信号をコントローラー６０に送信するように構成することができる。検出されたパラメーターは、例えば、それぞれの波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの速度又は回転位置とすることができる。例えば、図示の実施形態では、各センサー６２ａ〜６２ｄは、関連する波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの回転位置を検出し、検出された位置を示す信号をコントローラー６０に送信するように構成されたロータリーエンコーダーに対応する。
【００５６】
センサー（複数の場合もある）６２ａ〜６２ｄから受信された信号（複数の場合もある）に基づき、コントローラー６０は、波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄを、その関連するモーター５８ａ〜５８ｄを介して個別に及び同時に動作させ、波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの歯２６ａ〜２６ｄのうちの対向する歯がニップＮ１〜Ｎ３を通る際に互いに係合しないように適切な速度で回転するように構成することができる。フィードバック制御に基づいて波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄを個別に動作させることにより、各波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの回転は、波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの歯２６ａ〜２６ｄがそれぞれのニップＮ１〜Ｎ３を通る際に互いに係合しないことを確実にするように、精密に制御することができる。
【００５７】
波形成形ローラー１２ａ〜１２ｄの回転速度及び歯の形態は、ニップＮ１〜Ｎ３を通るウェブ１４の線形速度を決定する。特に、第１のニップＮ１を出るウェブ１４の線形速度は、第１のニップＮ１に入るウェブ１４の線形速度よりも小さいことが留意される。これは、波形が第１のニップＮ１によってウェブ１４の所与の部分に形成される際、ウェブ移動経路１６に沿ったウェブの所与の部分の全体的な機械方向長さが減少することに起因し、この理由は、ウェブ長さが、新たにもたらされる山部及び谷部によって段繰りされ、すなわち、（第１のニップＮ１からの）進出時のウェブが、ウェブ材料の同じセグメントを移動させるのに、進入時よりも低速で移動するためである。したがって、ウェブ１４の進入時の速度と進出時の速度との比は、移動するウェブの所与のセグメントに関する、機械方向における平坦長さと関連する波形長さとの比（すなわち、段繰率）に等しい。段繰率は、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの歯２６ａ、２６ｂによってウェブ１４に付与される波形の周波数及び振幅によって決まる。
【００５８】
第２のニップＮ２及び第３のニップＮ３が波形ウェブ１４の有効な機械方向長さを同様に変更する場合、ウェブ１４の線形速度に対する同様の効果がこれらのニップにおいて生じ得る。しかしながら、ウェブ１４の長さを実質的に変更することなくその波形を単に再成形する場合、第２のニップＮ２及び第３のニップＮ３の一方又は双方は、ウェブ１４の線形速度に対してほとんど又は全く影響を与えない場合がある。
【００５９】
ウェブ１４は、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂによって要求される正確な速度で、波形成形装置１０の第１のニップＮ１に強制的に給送され、それにより、第１のニップＮ１に入る際、ウェブ１４の平均張力はゼロであることが理想的である。しかしながら、通常は、ウェブ１４の進入時の弛み（slacking）を防止するために、第１のニップＮ１に入る際のウェブ１４において、いくらかの有限のゼロでない張力が望ましい。
【００６０】
したがって、いくつかの例において、波形成形装置１０は、ウェブ移動経路１６に沿って第１のニップＮ１の上流に位置する一対の給送ローラー６４（例えば、図１を参照）を備えることができる。給送ローラー６４は、ウェブ１４を第１のニップＮ１に所与の速度で給送するように回転することができる。各給送ローラー６４は、滑らかな外面６８を有する円筒形本体６６を有し、円筒形本体６６の長手方向軸の周りに回転可能である。給送ローラー６４は、給送ニップ７０を間に画定し、ウェブ移動経路１６は、給送ニップ７０を通って延在するようになっている。給送ローラー６４間の空間は、予め定められており、ウェブ１４の厚さよりも僅かに小さい。このようにして、給送ローラー６４は、ウェブ１４を給送ローラー６４間で圧縮し、互いに逆方向（図１の矢印によって示されている）に回転し、ウェブ１４を、給送ニップ７０を通して、波形成形ローラー１２の第１のニップＮ１に向かって所望の速度で給送することができる。
【００６１】
波形成形装置１０は、給送ローラー６４を回転させ、ウェブ１４を波形成形ローラー１２ａ、１２ｂの第１のニップＮ１に向かって所望の様式で給送するように動作可能な駆動システム７４を更に備えることができる。さらに、駆動システム７４は、給送ローラー６４を所望の様式で回転させるように駆動システム７４を動作させるように構成された制御システム（例えば、上述した制御システム５６）に作動的に連結することができる。
【００６２】
図示の実施形態では、駆動システム７４は、給送ローラー６４のうちの一方に連結された単一のモーター７６と、２つの給送ローラー６４に作動的に連結され、モーター駆動給送ローラー６４の回転によって、同じ表面線形速度で逆方向に他方の給送ローラー６４の回転を引き起こすようになっている伝動機構７８とを備える。モーター７６は、可変速度を有する電気モーターであり、それにより、関連する給送ローラー６４の速度を所望に応じて調整することができる。さらに、モーター７６は、上述した制御システム５６のコントローラー６０に作動的に連結される。
【００６３】
コントローラー６０は、給送ニップ７０を出るウェブ１４の速度と第１のニップＮ１を出るウェブ１４の速度との比が第１のニップＮ１の段繰率と等しくなるように、給送ローラー６４を回転させるように、駆動システム７４のモーター７６を動作させるように構成されることが好ましい。このようにして、給送ローラー６４は、第１のニップＮ１の入口において必要な正確な速度でウェブ１４を給送することができ、そのため、ウェブ１４の第１のニップＮ１に入る際の平均張力はゼロである。しかしながら、いくつかの例において、給送ニップ７０を出るウェブ１４の速度と第１のニップＮ１を出るウェブ１４の速度との比は、進入時のウェブ１４に、第１のニップＮ１に入る際のウェブ１４の弛みを防止するいくらかの有限のゼロでない張力をもたらすために、第１のニップＮ１の段繰率よりも僅かに小さくすることができる。
【００６４】
他の例において、駆動システム７４は、代替的な形態を有することができることを理解されたい。例えば、いくつかの例において、伝動機構７８はなくてもよく、他方の給送ローラー６４は、単に、給送ローラー６４を通して給送されるウェブ１４との摩擦係合に起因して、モーター駆動給送ローラー６４とともに回転する。また他の例において、各給送ローラー６４は、別個のモーターによって個別に駆動することができる。
【００６５】
実際、波形成形装置１０は、第１の波形成形ローラー１２ａと第２の波形成形ローラー１２ｂとの間に画定される第１のニップＮ１にウェブ１４を所望の速度で給送するために、様々な異なる構造を有することができる。例えば、上述した’６２１号特許は、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの第１のニップＮ１に、ウェブ１４を所望の速度で及びウェブ１４における僅かな張力で給送するために、本願に組み込むことができる波形成形予張力機構を開示している。さらに、いくつかの例において、ウェブ１４は、中間的な給送機構を用いずに、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂによって供給源から単に引き出すことができる。
【００６６】
ウェブ１４が波形成形装置１０の第１のニップＮ１を通って横断する際、ウェブ１４の張力及び横断方向の圧縮応力（機械方向に対して垂直）は、第１の波形成形ロール１２ａ及び第２の波形成形ロール１２ｂの波形成形歯２６ａ、２６ｂの相対的な上下動に起因して、及び、波形成形される際に第１のニップＮ１を通るウェブ１４における転動及び引張変動に起因して、ウェブ１４に連続的なフルートが形成される際に大きさが変動する。波形成形ローラー間のウェブ張力の変動性の性質は、文献に記載されており（例えば、Clyde H. Sprague, Development of a Cold Corrugating Process Final Report, The Institute of Paper Chemistry, Appleton, Wash., Section 2, p. 45, 1985を参照）、多くの場合にウェブを破損させる可能性がある。
【００６７】
したがって、以下に更に論じるように、波形成形装置１０は、そのような変動性の張力変動を補償するために、第１のニップＮ１の上流に、ウェブ１４が第１のニップＮ１を横断することによって生じる張力変動と同調するように、ウェブ移動経路１６を調整することができる静電容量式給送装置を備えることができる。
【００６８】
例えば、図１及び図５に示されているように、波形成形装置１０は、弧状面８４を有する固定本体８２を有する静電容量式給送装置８０を備えることができる。固定本体８２は、上述した、第１の波形成形ニップＮ１の上流の給送ローラー６４から下流の位置に固定され、ウェブ移動経路１６が、給送ローラー６４の給送ニップ７０から、固定本体８２の弧状面８４の少なくとも一部を周り、その後、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの第１のニップＮ１を通って延在するようになっている。
【００６９】
図５に示されているように、静電容量式給送装置８０の固定本体８２は、円筒形本体であり、固定本体８２の弧状面８４は、固定本体８２の円筒形外面に対応する。固定本体８２は、内部のチャンバー８６と、固定本体８２の弧状面８４を貫通し、チャンバー８６と固定本体８２の外部との間に流体連通をもたらす複数の孔８８とを画定する。
【００７０】
静電容量式給送装置８０は、圧縮空気源９０（例えば、エアコンプレッサー）を更に備え、圧縮空気源９０は、固定本体８２内のチャンバー８６に流体連結され、チャンバー８６に空気を伝達し、固定本体８２の孔８８を通して空気を放出することにより、弧状面８４から可変距離ｄ（図５に示されている）を置いてウェブ１４を支持する空気クッション９２を提供するように動作可能である。特に、張力がウェブ１４に印加される際、ウェブ１４は、空気クッション９２に対して引っ張られ、それにより、空気クッション９２によって距離ｄを置いて支持される。
【００７１】
空気源９０及び固定本体８２は、最大張力でウェブ１４を支持するのに十分な実質的に一定の体積空気流量で、空気が孔８８を通して放出されるように設計することができる。例えば、孔８８の総面積は、孔８８が、ウェブ１４の存在及びウェブ１４が空気クッション９２に及ぼす力にかかわらず、孔８８を通る流れを主に制限するように設計することができる。このようにして、チャンバー８６内の圧力及び孔８８を通る体積空気流量は、実質的に一定となる。
【００７２】
ウェブ１４における張力要求が第１のニップＮ１において増大する場合、静電容量式給送装置８０は、第１のニップＮ１に対するウェブ１４の給送を一時的に加速し、増大した張力要求に適応するとともに、張力要求を効果的にゼロにするように設計される。より具体的には、ウェブ１４における張力要求が第１のニップＮ１において増大すると、ウェブ１４は、より大きな力で空気クッション９２に対して引っ張られ、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６と弧状面８４との間の距離ｄは、空気クッション９２の圧力が、孔８８を通る空気の一定の体積流量がウェブ１４を支持するのに十分となるような点まで増大するまで、減少する。結果として、給送ローラー６４の給送ニップ７０と第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６の総長さが減少し、第１のニップＮ１に入るウェブ１４の加速を引き起こす。ウェブ１４は、張力要求がゼロになり、それにより、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６と弧状面８４との間の距離ｄが元の状態に戻るまで増大するまで、加速した速度で第１のニップＮ１に一時的に移動する。
【００７３】
反対に、ウェブ１４における張力要求が第１のニップＮ１において減少する場合、静電容量式給送装置８０は、第１のニップＮ１へのウェブ１４の給送を一時的に減速し、減少した張力要求に適応するとともに、張力要求をゼロにするように設計される。より具体的には、ウェブ１４における張力要求が第１のニップＮ１において減少すると、ウェブ１４は、より小さな力で空気クッション９２に対して引っ張られ、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６と弧状面８４との間の距離ｄは、空気クッション９２の圧力が、孔８８を通る空気の一定の体積流がウェブ１４の張力要求と平衡する圧力（すなわち、ウェブを面８４に向かって押す力）をもたらすような点まで減少するまで、増大する。結果として、給送ローラー６４の給送ニップ７０と第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６の総長さが増大し、第１のニップＮ１に入るウェブ１４の減速を引き起こす。ウェブ１４は、ウェブ１４における通常の張力要求が回復し、それにより、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６と弧状面８４との間の距離ｄが元の状態に戻るまで減少するまで、減速した速度で一時的に移動する。
【００７４】
したがって、静電容量式給送装置８０は、給送ローラー６４の給送ニップ７０と第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６の長さを、第１のニップＮ１内のウェブ張力における下流変動に基づいてオンデマンドで行われるリアルタイムの一時的な瞬間経路長さ調整を介して動的に調整することによって、第１のニップＮ１におけるウェブ１４の変動性の張力変動に受動的に反応し、張力変動をゼロにすることができる。換言すれば、静電容量式給送装置８０は、第１のニップＮ１におけるウェブ１４の変動性の張力変動をゼロにする必要に応じて、経路１６に沿った有効なウェブ長さの瞬間セグメントを保存及び放出することができるウェブキャパシターとして機能する。
【００７５】
図示の実施形態における静電容量式給送装置８０は、例示的なものにすぎず、他の実施形態において、変動性の張力変動を補償するために、張力変動と同調するように、ウェブ移動経路１６を同様に調整する代替的な形態を有することができる。例えば、上述の’６２１号特許は、変動性の張力変動を補償するように同様に構成され、本願に組み込むことができる、静止ローラーを備えるゼロ接触ロールを開示している。別の代替的な静電容量式給送装置１０２は、本図面の図６に示されており、以下に更に詳細に論じられる。
【００７６】
図６に示されているように、この実施形態の静電容量式給送装置１０２は、カム軸１０６の周りに回転可能なカムローラー１０４を備え、カム軸１０６の周りに延在する外面１０８を有する。カムローラー１０４は、上述した給送ローラー６４の下流かつ同様に上述したようにウェブ移動経路１６に沿った第１のニップＮ１の上流の位置に設けられ、移動するウェブは、移動の際にカムローラーの外面１０８の一部に係合するようになっている。ウェブ１４に張力が印加されると、ウェブ１４は、外面１０８に対して引っ張られ、外面１０８によって支持される。
【００７７】
カムローラーの外面１０８は、カム軸１０６と外面１０８との間の径方向距離が、カム軸１０６の周りで、第１の径方向距離ｗ１と、第１の径方向距離ｗ１よりも大きい第２の径方向距離ｗ２との間で周期的に増減するように設計される。したがって、カムローラー１０４がカム軸１０６の周りに回転し、ウェブ１４がカムローラー１０４に対して引っ張られる際、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６とカム軸１０６との間の距離は、周期的に増減し、それにより、給送ローラー６４の給送ニップ７０と第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６の総長さの周期的な増減を引き起こす。
【００７８】
このようにして、交互に変化する半径ｗ１及びｗ２が、ウェブ１４が連続的な波形成形歯２６ａ、２６ｂによって引っ張られる際に、第１のニップＮ１を通して交互に変化する張力要求（すなわち、変化する段繰率）に対応するように調節されているカムローラー１０４を用いると、カムローラー１０４は、カム軸１０６からのウェブ１４／ウェブ移動経路１６の周期的な偏向が、第１のニップＮ１の変動性の張力変動と同調するように、第１の波形成形ローラー１２ａの回転速度に対して固定比で回転することができる。
【００７９】
より具体的には、カムローラー１０４は、ピーク張力要求において、ウェブ１４が、最小径方向距離ｗ１を有するカムローラーの外面１０８のセグメントに係合するように回転することができる。結果として、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６は、カム軸１０６に対して最も近くなり、給送ニップ７０と第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６の総長さが短縮される。ウェブ１４は、カムローラー１０４の更なる回転によって、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６がカム軸１０６から偏向し、給送ニップ７０と第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６が延長されるまで、加速した速度で第１のニップＮ１に入るように一時的に移動する。最小径方向距離ｗ１の大きさは、最小径方向距離ｗ１においてカムローラーの外面１０８に係合することによって引き起こされるウェブ１４の対応する加速が、ピーク張力要求を効果的にゼロにするように設定されることが好ましい。
【００８０】
一方、ピーク張力が降下すると、ウェブ１４は、最大径方向距離ｗ２を有するカムローラーの外面１０８のセグメントに係合する。結果として、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６は、カム軸１０６から最も遠くなり、給送ニップ７０と第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６の総長さが延長される。ウェブ１４は、カムローラー１０４の更なる回転によって、ウェブ１４／ウェブ移動経路１６がカム軸１０６に向かって戻るように引っ張られ、給送ニップ７０と第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６が短縮されるまで、減速した速度で第１のニップＮ１に入るように一時的に移動する。最大径方向距離ｗ２の大きさは、最大径方向距離ｗ２においてカムローラーの外面１０８に係合することによって引き起こされるウェブ１４の対応する減速が、ピーク張力降下を効果的にゼロにするように設定されることが好ましい。
【００８１】
カムローラー１０４が第１の波形成形ローラー１２ａに対して回転する固定比は、例えば、第１の波形成形ローラー１２ａの円周の周りの波形成形歯２６ａの数に対する、カムローラー１０４の円周の周りの径方向距離ｗにおける周期的な変化の数に応じて決まる。さらに、カムローラー１０４は、カム軸１０６からのウェブ１４／ウェブ移動経路１６の周期的な偏向が、第１のニップＮ１の変動性の張力変動と同調するように、第２の波形成形ローラー１２ｂに対する固定比で同様に回転することができることを理解されたい。実際、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂが、上述したように同期して回転するため、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂのうちの一方に対する固定比でカムローラー１０４を回転させることにより、結果として、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂのうちの他方に対する固定比でカムローラー１０４が回転する。
【００８２】
カムローラー１０４を上述したように回転させるために、カムローラー１０４は、伝動機構を介して、第１の波形成形ローラー１２ａ及び第２の波形成形ローラー１２ｂの一方又は双方に連結することができ、第１の波形成形ローラー１２ａ及び／又は第２の波形成形ローラー１２ｂの回転が、適切な固定比に従ったカムローラー１０４の対応する回転を引き起こすようになっている。他の例において、波形成形装置１０は、駆動システム１１０（例えば、図６を参照）を備えることができ、駆動システム１１０は、カムローラー１０４に連結され、したがって、カムローラー１０４を回転させるように動作可能なモーター１１２を備える。モーター１１２は、可変速度を有する電気モーターとすることができ、それにより、カムローラー１０４の速度は、所望に応じて調整することができる。さらに、モーター１１２は、上述したコントローラー６０に作動的に連結することができ、それにより、コントローラー６０は、上述したようにカムローラー１０４を回転させるようにモーター１１２を動作させることができる。
【００８３】
したがって、静電容量式給送装置１０２は、上述したように、給送ローラー６４の給送ニップ７０と第１のニップＮ１との間のウェブ移動経路１６の長さを調整することによって、第１のニップＮ１におけるウェブ１４の変動性の張力変動をゼロにすることができる。
【００８４】
本発明は、上記の例示的な実施形態を参照しながら記載してきた。変更及び変形は本明細書を読んで理解すれば他の者（当業者）に想起されるであろう。本発明の１つ又は複数の態様を組み込んでいる例示的な実施形態は、添付の特許請求の範囲内にある限り、そのような全ての変更及び変形を含むことを意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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