(57)【要約】  第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定するための方法及び装置が提供される。更に、閉鎖ループシステムで間隙を標的距離に補正するための方法及び装置が提供される。また、非接触測定器を用いることにより各ロールの摩耗を検出するための方法及び装置が実行される。
2017517007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定する方法であって、
平行な回転軸を有する第１のロール及び第２のロールを提供する工程であって、前記第１のロールが第１の位置を有し、前記第２のロールが第２の位置を有する、工程と、
前記第１のロールと前記第２のロールとの間の標的距離に適合する前記第１のロールと前記第２のロールとの間の間隙を形成して、ウェブ材料が前記間隙を通過することを可能にする工程と、
少なくとも第１の非接触測定器を提供する工程であって、前記第１の非接触測定器が、前記第１の非接触測定器から前記第１のロールまでの第１の距離を測定して前記第１のロールの前記位置を推測する、工程と、
前記第１のロールの前記推測された位置から、前記第１のロールと前記第２のロールとの間の前記間隙を推測する工程と、を含み、
前記第１の非接触測定器が、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。
【請求項２】
前記第１のロール及び／又は前記第２のロールが、使用中に熱膨張又は熱収縮を受ける、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法が、
前記第１の非接触測定器を用いることにより、前記第１のロールの摩耗を検出する工程、及び／又は
前記第２の非接触測定器を用いることにより、前記第２のロールの摩耗を検出する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法が、
コントローラを用いることにより、前記間隙を前記間隙についての標的距離と比較する工程と、
前記間隙が前記間隙の前記標的距離に適合するように、前記第１のロール及び／又は前記第２のロールを再位置決めする工程と、を更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のロール及び前記第２のロールが平滑な表面を有し、前記標的距離が前記第１のロールの前記平滑な表面と前記第２のロールの前記平滑な表面との間の距離であり、前記標的距離が１〜２０μｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のロールがその表面から外向きに延びる複数の突出部を有し、各突出部が上方縁部を有し、前記第２のロールが平滑な表面を有し、前記標的距離が前記第１のロールの前記最も上方の突出部の前記上方縁部と前記第２のロールの前記平滑な表面との間の距離であり、前記標的距離が０〜２０μｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のロール及び前記第２のロールが第１のロール及び第２のロールそれぞれの前記表面から外向きに延びる複数の突出部を有し、各突出部が上方縁部を有し、前記標的距離が前記第１のロール又は前記第２のロールの前記最も上方の突出部の前記上方縁部と前記第１のロール又は第２のロールそれぞれの前記表面との間の距離であり、前記標的距離が０〜２０μｍである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のロール及び／又は前記第２のロールが、前記第１のロールと前記第２のロールとの間の前記間隙が前記標的距離内であるように再位置付けされ、再位置付けが、電気機械式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、リニアーアクチュエータ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、アクチュエータを用いることにより行われる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定する方法であって、
平行な回転軸を有する第１のロール及び第２のロールを提供する工程であって、前記第１のロールが第１の位置を有し、前記第２のロールが第２の位置を有する、工程と、
前記第１のロールと前記第２のロールとの間の標的距離に適合する前記第１のロールと前記第２のロールとの間の間隙を画定して、ウェブ材料が前記間隙を通過することを可能にする工程と、
少なくとも第１の非接触測定器を提供する工程であって、前記第１の非接触測定器が、前記第１の非接触測定器から前記第１のロールまでの第１の距離を測定して前記第１のロールの前記位置を推測する、工程と、
少なくとも第２の非接触測定器を提供する工程であって、前記第２の非接触測定器が、前記第２の非接触測定器から前記第２のロールまでの第２の距離を測定して前記第２のロールの前記位置を推測する、工程と、
前記第１のロール及び前記第２のロールの前記推測された位置から、前記第１のロールと前記第２のロールとの間の前記間隙を推測する工程と、を含み、
前記第１及び第２の非接触測定器が、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。
【請求項１０】
前記第１のロール及び／又は前記第２のロールが、使用中に熱膨張又は熱収縮を受ける、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が、
前記第１の非接触測定器を用いることにより、前記第１のロールの摩耗を検出する工程、及び／又は
前記第２の非接触測定器を用いることにより、前記第２のロールの摩耗を検出する工程を更に含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法が、
コントローラを用いることにより、前記間隙を前記間隙についての標的距離と比較する工程と、
前記間隙が前記間隙の前記標的距離に適合するように、前記第１のロール及び／又は前記第２のロールを再位置決めする工程と、を更に含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のロール及び前記第２のロールが平滑な表面を有し、前記標的距離が前記第１のロールの前記平滑な表面と前記第２のロールの前記平滑な表面との間の距離であり、前記標的距離が１〜２０μｍである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のロールがその表面から外向きに延びる複数の突出部を有し、各突出部が上方縁部を有し、前記第２のロールが平滑な表面を有し、前記標的距離が前記第１のロールの前記最も上方の突出部の前記上方縁部と前記第２のロールの前記平滑な表面との間の距離であり、前記標的距離が０〜２０μｍである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のロール及び前記第２のロールが各第１のロール及び第２のロールそれぞれの前記表面から外向きに延びる複数の突出部を有し、各突出部が上方縁部を有し、前記標的距離が前記第１のロール又は前記第２のロールの前記最も上方の突出部の前記上方縁部と前記第１のロール又は第２のロールそれぞれの前記表面との間の距離であり、前記標的距離が０〜２０μｍである、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定するための方法及び装置を提供する。更に、本発明は、閉鎖ループシステムで間隙を標的距離に補正するための方法及び装置を提供する。本発明はまた、非接触測定器を用いることにより、第１のロール及び／又は第２のロールの摩耗を検出するための方法及び装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブ材料は、第１のロールと第２のロールとの間を通過するとき、特定の変形を受けることができる。第１のロール及び第２のロールは、ツールロール及びアンビルロールからなる場合がある。例えば、第１のロールと第２のロールとの間を通過するウェブ材料は、エンボス加工されたり、切断されて別々のシートになったり、又は材料層のコーティングをされたりする場合がある。
【０００３】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙は、ウェブ材料に所望の変形を行うために重要である。第１のロールと第２のロールとの間の間隙が標的距離（第１のロールと第２のロールとの間の標的間隙）と比較して高すぎる場合、製品又は変形の質は悪影響を受ける場合がある。第１のロールと第２のロールとの間の間隙が標的距離と比較して低すぎる場合、第１のロールと第２のロールとは互いに接触し、このことは第１のロール及び第２のロールの過剰な摩耗、又は第１のロール及び第２のロールのブロッキングさえも、もたらす場合がある。
【０００４】
業界では、全プロセスの適切な実行は多くの場合、操作者に頼る場合がある。操作者は最初に、標的距離に適合するように、第１のロールと第２のロールとの間の距離を設定する。操作者は、第１のロール及び第２のロールの最初の位置を設定する。連続プロセス中、操作者は、第１のロールと第２のロールとの間の間隙が標的距離に適合し続けるように、第１のロール及び／又は第２のロールを再位置決めするためにいくらかの調節をしなければならない場合がある。実際の間隙を正確に知ることなく、操作者の動作は、製品の質の評価及び「試行錯誤」に基づいている。
【０００５】
しかしながら、このような調節は時間がかかり、プロセスの停止を必要とする場合がある。また、これらの調節は正確でない場合があり、このことは不十分なウェブ変形又は早期の設備摩耗のいずれかを引き起こし得る。
【０００６】
また、第１のロール及び第２のロールを取り付けるとき、操作者は、装置それ自体又は近傍の設備により発生する熱のために作動開始中の第１のロール及び第２のロールの膨張を考慮しなければならない場合がある。熱は、第１のロール及び第２のロールの回転に起因することもあり得る。第１のロールと第２のロールとの間の間隙は、第１のロール及び第２のロールの直径の膨張のために減少する。その結果、第１のロール及び第２のロールは互いに接触するようになる場合があり、このことはウェブ材料の不十分な変形及びこれらのロールの摩耗の増大をもたらす。
【０００７】
したがって、操作者により最初に設定された第１のロールと第２のロールとの間の間隙を調節するための自動化された方法を開発することが要求されている。第１のロールと第２のロールとの間の間隙が標的距離に継続的に適合し、操作者の関与を必要としないということが要求されている。
【０００８】
第１のロールと第２のロールとの間の選択された切断間隙を維持するために温度測定及び制御手段を有するウェブ切断機械が、米国特許第３，１８６，２７５号に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、第１のロールと第２のロールとの間の間隙を推測するための方法及び装置を開発することが要求されている。選択される測定器は、工場での使用に適切であるべきである。それゆえ、本方法及び装置は、可能なかぎり多くの種類のウェブ変形に適用可能であるように、可能なかぎり汎用でなければならない。コストは可能なかぎり低くてよい。あらゆる測定器は可能なかぎり長い寿命を有することができ、それゆえ、製造工場での条件に耐えるためにも、塵埃及びくずに対するその堅牢性に従って測定器を選択することが要求されている。
【００１０】
第１のロールと第２のロールとの間を通過することによるウェブ材料変形は典型的に、連続プロセスである。したがって、連続プロセスを停止する必要なく、十分なウェブ変形を確実にするために、間隙を標的距離（標的間隙）に継続して補正する連続プロセスに好適な方法を開発することが要求されている。
【００１１】
また、十分なウェブ変形を連続的に確実にするために、あらゆる設備摩耗を予防することが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定する方法は、
平行な回転軸を有する第１のロール及び第２のロールを提供する工程であって、第１のロールが第１の位置を有し、第２のロールが第２の位置を有する、工程と、
第１のロールと第２のロールとの間の標的距離に適合する第１のロールと第２のロールとの間の間隙を形成して、ウェブ材料が間隙を通過することを可能にする工程と、
少なくとも第１の非接触測定器を提供する工程であって、この第１の非接触測定器が、第１の非接触測定器から第１のロールまでの第１の距離を測定して第１のロールの位置を推測する、工程と、
第１のロールの推測された位置から、第１のロールと第２のロールとの間の間隙を推測する工程と、を含む。
【００１３】
第１の測定器は、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１４】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定する方法は、
平行な回転軸を有する第１のロール及び第２のロールを提供する工程であって、第１のロールが第１の位置を有し、第２のロールが第２の位置を有する、工程と、
第１のロールと第２のロールとの間の標的距離に適合する第１のロールと第２のロールとの間の間隙を形成して、ウェブ材料が間隙を通過することを可能にする工程と、
少なくとも第１の非接触測定器を提供する工程であって、第１の非接触測定器が、第１の非接触測定器から第１のロールまでの第１の距離を測定して第１のロールの位置を推測する、工程と、
少なくとも第２の非接触測定器を提供する工程であって、第２の非接触測定器が、第２の非接触測定器から第２のロールまでの第２の距離を測定して第２のロールの前記位置を推測する、工程と、
第１のロール及び第２のロールの推測された位置から、第１のロールと第２のロールとの間の間隙を推測する工程と、を含む。
【００１５】
第１及び第２の非接触測定器は、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１６】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定するための装置は、
（ａ）平行な回転軸を有する第１のロール及び第２のロールであって、第１のロールが第１の位置を有し、第２のロールが第２の位置を有し、第１のロールと第２のロールとの間の標的距離に適合する第１のロールと第２のロールとの間の間隙を形成して、ウェブ材料が間隙を通過することを可能にする、第１のロール及び第２のロールと、
（ｂ）第１のロールの位置を推測し、かつしたがって、第１のロールの推測された位置の間の間隙を推測するために、第１の非接触測定器から第１のロールまでの第１の距離を測定するための、少なくとも第１の非接触測定器と、を含み、
第１のロールの位置から、第１のロールと第２のロールとの間の間隙を推測するための第１の非接触測定器は、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１７】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定するための装置は、
（ａ）平行な回転軸を有する第１のロール及び第２のロールであって、第１のロールが第１の位置を有し、第２のロールが第２の位置を有し、第１のロールと第２のロールとの間の標的距離に適合する第１のロールと第２のロールとの間の間隙を形成して、ウェブ材料が間隙を通過することを可能にする、第１のロール及び第２のロールと、
（ｂ）第１のロールの位置を推測するために、第１の非接触測定器から第１のロールまでの第１の距離を測定するための、少なくとも第１の非接触測定器と、
（ｃ）第２のロールの位置を推測し、かつしたがって、第１のロールの推測された位置と第２のロールの推測された位置との間の間隙を推測するために、第２の非接触測定器から第２のロールまでの第２の距離を測定するための、少なくとも第２の非接触測定器と、を含み、
第１のロール及び第２のロールの位置から間隙を推測するための第１及び第２の非接触測定器は、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１８】
本装置は、２つ以上の第１の非接触測定器及び／又は２つ以上の第２の非接触測定器を更に有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本明細書は、本発明を詳細に指摘し明確に請求する「特許請求の範囲」をもってまとめられるが、本発明は、添付の図面と関連して読まれる以下の説明で更によく理解されると考えられる。
【図１】本発明による装置の例示的な実施形態の斜視図であり、第１のロールはベアラ環を含み、第１の非接触測定器は第１のロールの上に位置決めされ、第２の非接触測定器は第２のロールの下に位置決めされている。
【図２】第１のロールのベアラブロックと第２のロールのベアラブロックとの間の調節可能なスペーサブロックを含む、本発明による装置の例示的な実施形態の斜視図であり、第１及び第２の非接触測定器は横並びで位置決めされている。
【図３Ａ】本発明による装置の例示的な実施形態の斜視図であり、第１の非接触測定器は第１のロールの位置を決定する。
【図３Ｂ】本発明の非限定的な一実施形態による装置の図３Ａの側面図である。
【図４Ａ】本発明による装置の例示的な実施形態の斜視図であり、第１及び第２の非接触測定器は横並びで位置決めされている。
【図４Ｂ】本発明の非限定的な一実施形態による装置の図４Ａの側面図である。
【図５Ａ】本発明による装置の例示的な実施形態の斜視図であり、第１及び第２の非接触測定器は背中合わせに位置決めされている。
【図５Ｂ】本発明の非限定的な一実施形態による装置の図５Ａの側面図である。
【図６Ａ】本発明による装置の例示的な実施形態の斜視図であり、第１の非接触測定器は第１のロールの上に位置決めされ、第２の非接触測定器は第２のロールの下に位置決めされている。
【図６Ｂ】本発明の非限定的な一実施形態による装置の図６Ａの側面図である。
【図６Ｃ】第１の非接触測定器を伴う、第１のロールの拡大図である。
【図７Ａ】第１の運動におけるコントローラ及びアクチュエータを含む閉鎖ループシステムを含む装置の例示的な実施形態の斜視図である。
【図７Ｂ】第２の運動におけるコントローラ及びアクチュエータを含む閉鎖ループシステムを含む装置の例示的な実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
用語の定義
本明細書で使用されるとき、用語「アクチュエータ」は、第１のロールと第２のロールとの間の間隙が標的距離に適合し続けるように、第１のロール及び／又は第２のロールの直線的な動きを促進する、モータの型を指す。アクチュエータは、エネルギー源、典型的には電流、油流圧、又は空気圧により作動され、そのエネルギーを運動に変換する。典型的なアクチュエータは機械式、油圧式、空気圧式、電気機械式、又はリニアーアクチュエータである。
【００２１】
本明細書で使用されるとき、用語「静電容量」は、電荷を貯蔵する、本体の能力を指す。
【００２２】
本明細書で使用されるとき、用語「渦電流」は、導電体で磁場を変えることにより導電体内で誘発される電流を指す。これらの循環する電流渦はインダクタンスを有し、したがって磁場を誘発する。これらの磁場は、反発性効果、誘引性効果、推進効果、抗力効果、及び加熱効果をもたらし得る。印加される磁場が強ければ強いほど、又は導電体の電気的伝導率が大きければ大きいほど、又は電場が変化するのが速ければ速いほど、発達する電流はより大きく、電場はより大きく生成される。
【００２３】
本明細書で使用されるとき、用語「非接触測定器」は、第１のロールとも第２のロールとも接触しないセンサを指す。非接触測定器は、非接触測定器からロールまでの実際の距離を推測することができる。ロールの表面に焦点を合わせた場合、非接触測定器は、ロールが回転するとき、ロールの全周径を測定することができる。それゆえ、ロールの周囲の連続的なプロファイルが得られる。したがって、非接触測定器は、ロールの周囲の連続プロファイルを周囲の最初のプロファイルと比較することにより第１のロール又は第２のロールの位置の変化を測定することにおいて有効である。
【００２４】
本明細書で使用されるとき、用語「インダクタンス」は、導電体の電流の変化が、導電体それ自体（自己インダクタンス）及び任意の近傍の導電体の両方において電圧（超電力）を「誘発する」（作り出す）、導電体の特性を指す。
【００２５】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙を測定するための方法
第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０を測定する方法は、平行な回転軸１１１、１２２を有する第１のロール１１０及び第２のロール１２０を提供する工程を含む。第１のロール１１０は、第１の位置を有する。第２のロール１２０は、第２の位置を有する。第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、間隙１５０を形成する。間隙１５０は、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の標的距離に適合して、ウェブ材料１７０が間隙１５０を通過することを可能にする。
【００２６】
第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、ウェブ材料１７０に対して変形を行ってもよい。第１のロール１１０はツールロールであってよく、一方で第２のロール１２０は平滑な表面を有してよい。ツールロールは一般的に、プロファイル面を有する。あるいは、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、両方とも平滑な表面を有してもよい。
【００２７】
ツールロール１１０は、ウェブ材料１７０を切断し得る。既知の切断ロールは回転打抜きロール、屈曲ナイフ切断ロール、及びせん断切断ロールからなる群から選択してよい。打抜きロール１１０は、アンビルロール１２０に対してウェブ材料１７０を切断するための少なくとも１つの切断部材を含んでよい。
【００２８】
ツールロール１１０は、ウェブ材料１７０のエンボス加工又は接着のためのパターン化ロールであってよい。ツールロール１１０は、目的がウェブ材料１７０上のレリーフにおける凹型パターンを作り出すことである場合、エンボス加工のために使用され得る。あるいは、ツールロール１１０は、ウェブ材料１７０の材料であり得るウェブ材料１７０の繊維を共に溶着することにより、熱接着及び／又は圧力接着のために使用され得る。
【００２９】
ウェブ材料１７０をプロセス中に定位置に維持する、又はウェブ材料１７０を特定の方向に方向付けるために、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、両方とも平滑な表面を有してよい。
【００３０】
あるいは、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、噛み合いロールであってもよい。一対の噛み合いロールの場合、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は互いに実質的に平行に回転している。第１のロール１１０は、その表面上に複数の周囲の第１の隆起部及び周囲の第１の溝を含む。第２ロール１２０は、その表面上に複数の周囲の第２の隆起部及び第２の溝を含む。動作中、第１のロール１１０の複数の第１の隆起部が第２のロール１２０の複数の第２の溝内に延在し、第２のロール１２０の複数の第２の隆起部が第１のロール１１０の複数の第１の溝内に延在するように、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は噛み合う。
【００３１】
第１のロール１１０及び第２のロール１２０はベアラブロックを含んでよく、ベアラ環を更に含む。あるいは、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、第１のロール１１０のベアラブロックと第２のロール１２０のベアラブロックとの間に調節可能なスペーサブロック又は調節可能でないスペーサブロックを含んでよい。ベアラ環は、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の平行な軸１１１の各縁部上のより大きな直径の環である。図１は、第１のロール１１０のベアラ環の例を示す。第１のロール１１０のベアラ環１３１、１３２は、第２のロール１２０と接触するようになってよい。図２で示されるように、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、ベアラ環を伴わないが、第１のロール１１０のベアラブロックと第２のロール１２０のベアラブロックとの間に調節可能なスペーサブロック１１５、１１６又は調節可能でないスペーサブロックを伴う、ベアラブロック１１３、１１４、１２３、１２４を含んでよい。これらの代替品は、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の安定性を改善することができる。第１のロール１１０及び第２のロール１２０の負荷は、ベアラ環又はブロックを通して分散されるので、装置は圧力等化されている。それゆえ、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の平行な軸１１１、１２２は、ウェブ材料１７０の任意の変形中、容易に顕著にずれることはない。
【００３２】
第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０は、ウェブ材料１７０の正確な変形を達成するために重要である。間隙１５０は最適動作ウィンドウを有し、そのウィンドウ外では、ウェブ材料１７０の変形がもはや達成され得ない。また、標的距離を下回る場合、ウェブ材料１７０が損傷する場合がある。したがって、最適動作ウィンドウは、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０により適合されるべき標的距離である。
【００３３】
発明者は、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の位置を決定することにより間隙１５０を推測するための、新規方法及び装置を見出した。この方法は、少なくとも第１の非接触測定器１４１を提供する工程を含む。第１の非接触測定器１４１は、第１の非接触測定器１４１から第１のロール１１０までの第１の距離を測定する。第１の非接触測定器１４１は、第１のロール１１０の表面に焦点を合わせる。第１のロール１１０が回転するとき、第１の非接触測定器１４１は、第１のロール１１０の所与の領域の第１のロールの完全周径１００を測定することができる。第１のロール１１０のこの周径は、突出部又はくぼみを含んでよい。第１の非接触測定器１４１から第１のロール１１０までの第１の距離に関連する第１のロール１１０の周囲のプロファイルが得られ、それゆえ、第１のロール１１０の現在の位置を推測することが可能になる。したがって、第１の非接触測定器１４１から第１のロール１１０の表面までの第１の距離を測定することにより、第１のロール１１０の実際の位置を決定し、これにより続いて第１のロール１１０の位置から間隙１５０を推測することが可能である。
【００３４】
第１の非接触測定器１４１は、妨げられずに第１のロール１１０に焦点を合わせることができるかぎり、第１のロール１１０の外側寄りに位置決めされてもよい。第１の非接触測定器１４１は、第１のロール１１０に近位の任意の別個の場所に有利に位置決めされてもよい。第１の非接触測定器１４１は、測定されるべき第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０内に有利に位置決めされてもよい。第１の非接触測定器１４１は、装置の任意のワンド又はブラケットに埋め込まれるために、小さくてもよく、例えば厚さ０．５ｍｍ未満で、直径又は幅５ｍｍ未満であってもよい。かかる小さな第１の非接触測定器１４１は、空間的制約があり、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０に接近することが難しい場合、有用である。また、第１のロール１１０の表面との物理的接触がないので、第１の非接触測定器は、ロールに取り付けられロールと共に回転する他の既知の測定器と比較して、容易に取り外して別の装置に取り付けることができる。その場合、かかる既知の測定器は典型的に、対応するロールと共に供給され、このことはその装置の融通性を低減する。
【００３５】
第１の非接触測定器１４１から第１のロール１１０までの距離は、第１のロール１１０の位置の推測をもたらす。したがって、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０は、第１のロール１１０の推測された位置から推測される。
【００３６】
図３Ａは、第１のロール１１０及び第２のロール１２０を含む、装置１００の斜視図である。第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、平行な回転軸１１１、１２２を有する。第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０は、枠１８０内に取り付けられてよい。第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０を形成し、これによりウェブ材料１７０が間隙１５０を通過する。第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、ウェブ材料１７０に対して材料変形を行ってよい。図３Ａでは、第１のロール１１１は、ウェブ材料１７０に特定のパターン１６０をパターン接着又はパターンエンボス加工するために使用され得るパターン化ロールであってよい。
【００３７】
図３Ａ及び図３Ｂでは、各枠１８０は、第１の非接触測定器１４１を含む。第１の非接触測定器１４１は、枠１８０内であってウェブ材料１７０の経路外にある定位置にねじで固定されてよい。ただ１つの第１の非接触測定器１４１で、第１のロール１１０の位置を決定することにより第１のロールと第２のロールとの間の間隙を正確に推測するのに十分であり得る。しかしながら、第１のロール１４１の両側に位置決めされる、２つの第１の非接触測定器１４１を用いることは、第１のロール１１０の回転軸１１１に沿った第１のロール表面の２つの異なる場所で、第１の非接触装置１４１から第１のロール１１０までの距離を測定するのに有利である場合がある。実際に、バックグラウンドノイズを最小限にするために、これらの第１の非接触測定器１４１により得られる信号を平均化することが可能である。
【００３８】
例えば、第１のロール１１０で熱膨張又は収縮が起こる場合、２つ以上の第１の非接触測定器１４１を有することが望ましいであろう。熱膨張又は収縮は、第１のロール１１０の表面にわたり不均一である場合がある。それゆえ、２つ以上の第１の非接触測定器１４１を用いることは、第１のロール１１０の様々な場所での第１のロール１１０の直径の変化から生じ得る、あらゆる潜在的不正確さを最小限にすることができる。
【００３９】
２つ以上の第１の非接触測定器１４１を用いることは、大きな第１のロール１１０、すなわち、長軸に沿って大きな寸法を有するロールに特に有益である場合がある。
【００４０】
第１の非接触測定器１４１は、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００４１】
誘導性センサ
誘導性センサは、誘導ループを含む。電流は磁場を発生させ、これは、入力電気が止むとき初期レベルから０に向かって漸近的に落ちる電流を発生して崩壊する。ループのインダクタンスはその内側の材料により変化する。金属の存在は、ループを流れる電流を増大させる。この変化は、金属が検出されたときはいつでもコントローラに信号を送ることができる感知回路機構により検出することができる。間隙１５０を測定するのに十分な電位を有する、最大４０ｋＨｚのスピードの誘導性センサが、市販されている場合がある。
【００４２】
誘導性センサは電子工学近位センサであり、これは磁気金属対象に触れることなく、これらを検出する。誘導性センサにより発生した磁場は、非導電材料によって影響されない。それゆえ、誘導性センサに固着し得る任意の一般的な糊、油、水、又は塵埃は、誘導性センサにより検出されない。
【００４３】
誘導性センサはまた、直結連続プロセスから発生する熱に持ちこたえることができる。誘導性センサは、温度が約±４℃でかなり一定のままであるかぎり、比較的高温に耐えることができる。あるいは、インダクタンスセンサは、温度変動に耐えるために任意の温度補償システムを内蔵してもよい。
【００４４】
結果として、誘導性センサは、汚れ、塵埃、油、及び温度に対して比較的耐性がある。それゆえ、誘導性センサは、堅牢でかつ工場耐久性のある、第１の非接触測定器である。
【００４５】
渦電流センサ
フーコー電流とも呼ばれる渦電流は、導電体で磁場を変えることにより導電体内で誘発される電流である。したがって、誘導性センサとしての渦電流センサは、感知のために磁場を使用する。ロールが磁気特性を有しない材料から作られ得る場合でさえも、渦電流センサはロールの位置を決定することができる。
【００４６】
渦電流センサは、非接触変位、距離、動き、及び位置測定のために設計されてよく、また振動（oscillation）及び振動（vibration）を登録するために設計することもできる。これらのセンサは、高精度が必要とされる場合、良い選択である。したがって、渦電流センサは高精度ナノメートル測定のために使用することができる。
【００４７】
磁場は、塵埃、水、油、又は繊維状構造などのウェブ材料などの非導電性汚染物質により影響されないので、渦電流センサもまた、工場耐久性があり、かつ堅牢である。
【００４８】
静電容量センサ
静電容量センサは、第１のロール１１０に貯蔵される電荷を検出することができる。静電容量センサは、導電材料を検出する。静電容量センサは、静電容量センサそれ自体及びロールの表面である対向する測定対象により表される、２つのプレート電極を含む。一定の交流電流が静電容量センサを流れる場合、静電容量センサ上の交流電圧の振幅は、静電容量センサからロールの表面までの距離に比例する。交流電流は復調され、例えばアナログ信号として出力される。静電容量センサは、すべての電気的導電材料に対して、それらの透過性、固有抵抗、及び厚さに関わらず、測定することができる。
【００４９】
いくつかの適用では、静電容量センサとロールの表面との間で測定される距離は、塵埃、及び測定の正確さに悪影響を与え得る他の材料により汚染される場合がある。静電容量センサは、電流を発生する。静電容量センサとロールの表面との間のなんらかの汚染物質は、この汚染物質の誘電率により、信号を妨害する場合がある。それゆえ、第１のロール１１０又は第２のロール１２０の検出される表面は、誘導性センサ及び渦電流センサと比較して、静電容量センサを用いる場合、清浄であり得る。
【００５０】
静電容量センサは、ミクロン未満の範囲内で距離測定における高精度を保ちながら、高ショック負荷（約５ｋｇ）及び強振動性環境に有利に供することができる。静電容量センサは、比較的高温で有利に使用することができる。実際に、静電容量センサは、比較的広範な温度範囲にわたり一定の感度を有する。
【００５１】
静電容量センサの別の利点は、大きさであり得る。静電容量センサは、約１ｍｍ以下の厚さを有することができる。したがって、静電容量センサは、非常に狭い場所にはまり込むことができる。
【００５２】
レーザー三角測量式変位センサ
レーザー三角測量式変位センサのレーザーダイオードは、短レーザーパルスを生成し、これはロールの表面上に投射される。ロールの表面から反射された光は、レーザー三角測量式変位センサにより記録される。光パルスがロールへ飛行し、そしてレーザー三角測量式変位センサに戻る飛行時間は、ロールからレーザー三角測量式変位センサまでの距離と相関することができる。本発明に好適なレーザー三角測量式変位センサは、Ｋｅｙｅｎｃｅで市販される、例えばＬＫ−Ｈ０５７モデルであり得る。レーザー三角測量式変位センサは、ミクロン未満の範囲内で任意の距離変化を、０．０２５ｍｍからの解像度で、かつロールへの任意の接触を伴わずに熱い表面などの臨界表面に対しても、測定することができる。
【００５３】
ロールの表面粗さのために、レーザー三角測量式変位のスポット照明におけるいくらかの干渉が起こる場合がある。例えば、ミクロン未満の範囲内のいくらかの干渉は、特に金属光沢を有する対象の場合、起こる場合がある。この特定の効果は、任意の金属表面上の測定を行うことを困難にする場合がある。かかる干渉に対する矯正のために、レーザー三角測量式変位センサは、レーザー点を短い楕円点に拡張するための特別なレンズを含んでよい。特別なアルゴリズムを用いることにより、レーザー三角測量式変位センサは、ロールの表面特性を平均化して、任意の干渉をフィルタリングし、レーザー三角測量式変位センサからロールの表面までの正確かつ安定な距離を得る。
【００５４】
共焦点クロマチックセンサ
多レンズ光学系により、ロールの表面上に多色性白色光の焦点を合わせる。制御された色収差により、白色光が単色光に分散されるように、レンズを配置する。共焦点クロマチックセンサからロールの表面までの特定の距離は、工場での較正により単色光の波長に割り当てられる。ロールの表面上に正確に焦点を合わせた波長のみが測定に使用される。ロールの表面から反射されたこの光は、共焦点開口部（confocal aperature）を通過して分光計上に届き、分光計は分光変化を検出及び処理する。したがって、共焦点クロマチックセンサはロールに接触していない。
【００５５】
それゆえ、第１の非接触測定器１４１は、環境に対するその堅牢さにより選択される。実際に、第１の非接触測定器１４１は、塵埃、くず、又は摩耗などの環境変化に対して耐性があり得る。誘導性センサは汚れ、塵埃、及び油に免疫があるので、第１の非接触測定器は、有利に誘導性センサであってよい。
【００５６】
第１の非接触測定器１４１は、ミクロン未満の範囲内で任意の距離変化を、第１の非接触測定器１４１の配置について大きな融通性を伴って、測定することができる。
【００５７】
第１の非接触測定器１４１はまた、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の測定される間隙１５０の明瞭な信号を送達することができる。明瞭な信号を送達するために、第１の非接触測定器１４１は、測定されたデータの更なるフィルタリングを伴わずに、間隙１５０の任意の鈍い変化を捕えるための最適化帯域幅を有してよい。
【００５８】
各第１の非接触測定器１４１は、任意のバックグラウンドノイズを除去することにより、また未加工データを処理すること、例えば２つの第１の非接触測定器１４１から得られた測定信号を合計するか、又は減ずること、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０の測定をもたらす特定の伝達関数を適用することにより、測定データをフィルタリングすることができる場合がある。
【００５９】
あるいは、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０を測定する方法は、平行な回転軸１１１、１２２を有する第１のロール１１０及び第２のロール１２０を提供する工程を含む。第１のロール１１０は、第１の位置を有する。第２のロール１２０は、第２の位置を有する。第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、間隙１５０を形成する。間隙１５０は、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の標的距離に適合して、ウェブ材料１７０が間隙１５０を通過することを可能にする。この方法は、少なくとも第１の非接触測定器１４１を提供する工程を含む。第１の非接触測定器１４１は、第１のロール１１０の位置を推測するために、第１の非接触測定器１４１から第１のロール１１０までの第１の距離を測定する。
【００６０】
この方法は、少なくとも第２の非接触測定器１４２を提供する工程を更に含む。第２の非接触測定器１４２は、第２のロール１２０の位置を推測するために、第２の非接触測定器１４２から第２のロール１２０までの第２の距離を測定する。このようにして、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０は、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の位置から推測される。
【００６１】
第１の非接触測定器１４１について上記に示されるのと同じ理由はまた、第２の非接触測定器１４２にも適用される。第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００６２】
図４Ａ及び図４Ｂで示されるように、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、枠１８０内で横並びで位置決めされてよい。第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、枠１８０内であってウェブ材料１７０の経路外の定位置に固定して取り付けられてよい。
【００６３】
各第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、それぞれの第１のロール１１０及び第２のロール１２０の表面を検出することができる。第１の非接触測定器１４１は、第１のロール１１０の表面上に焦点を合わせてよい。第２の非接触測定器１４２は、第２のロール１２０の表面上に焦点を合わせてよく、第１の非接触測定器１４１に対して背中合わせの位置に位置決めされてよい。第１の非接触測定器１４１は、第１の非接触測定器１４１から第１のロール１１０までの第１の距離を測定することができる。第２の非接触測定器１４２は、第２の非接触測定器１４２から第２のロール１２０までの第２の距離を測定することができる。第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０は、このようにして推測される。
【００６４】
図５Ａ及び図５Ｂは、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２の背中合わせの位置の例である。第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、このようにして反対方向に、それぞれ、第１のロール１１０及び第２のロール１２０に対して焦点を合わせることができる。特に第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２が平面ウェハの形状を有する場合、かかるアセンブリは空間を得ることを可能にするので、任意の潜在的な空間的制約に対処する目的で、かかるアセンブリは好適な配置である。
【００６５】
回転するとき、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０は、熱膨張又は熱収縮を受ける場合がある。実際に、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、第１のロール１１０及び第２のロール１２０が回転するとき動作開始時に発生する熱のために膨張する場合がある。第１のロール１１０及び第２のロール１２０の膨張はまた、近傍の設備により発生する熱のためである場合がある。
【００６６】
あるいは、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の任意の熱収縮は、システムが冷却又は冷硬されなければならないとき、起こり得る。しかしながら、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は較正されて、比較的広範な範囲の温度にわたり動作することができる。また、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、任意の温度変化に影響されないように、温度補償システムを内蔵してよい。
【００６７】
全体として、本方法は、プロセスを中断するいかなる必要性も伴わずに、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の正確な位置を決定することを可能にする。それゆえ、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０は、直結継続プロセス中に連続してモニターされる。
【００６８】
第１のロール又は第２のロールの摩耗を検出するための方法
第１のロール１１０は、ウェブ材料１７０上にエンボス加工するパターン１６０を含んでよい。熱及び圧力接着条件下で繊維状構造を第１のロール１１０及び第２のロール１２０により形成されるニップに通すことにより、繊維状構造などのウェブ材料１７０上に特定のパターン１６０をエンボス加工することは既知である。一般的に、ウェブ材料１７０上にエンボス加工するパターン１６５は、第１のロール表面上の突出部の形態で第１のロール１１０上のみに設けられてよく、一方で、第２のロール表面は平滑でパターン化されないままである。例えば、第１のロール１１０は、ダイヤモンド形状の突出部１６１でパターン化されてよい。それから、第１のロール１１０は、平滑でパターン化されていない表面を有する第２のロール１２０に対して繊維状構造を圧迫してよい。しかしながら、第１のロール１１０のダイヤモンド形状の突出部１６１は第２のロール１２０の平滑な表面と接触し得るので、ダイヤモンド形状の突出部１６１の上方縁部は時間がたつと摩損する場合がある。得られるエンボス加工パターン１６５は、ある特定の期間後は、あまり形成されなくなり始める。
【００６９】
高品質のエンボス加工又は任意の他の変形を有するウェブ材料１７０を有するために、第１のロール１１０又は第２のロール１２０の摩耗はモニターされてよい。
【００７０】
したがって、本方法は更に、第１の非接触測定器１４１を用いることにより第１のロール１１０の摩耗を検出する工程、及び／又は第２の非接触測定器１４２を用いることにより第２のロール１２０の摩耗を検出する工程を含んでよい。
【００７１】
第１のロール１１０又は第２のロール１２０の摩耗を検出するための第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２もまた、誘導性センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、レーザー三角測量式変位センサ、共焦点クロマチックセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択してよい。
【００７２】
実際に、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、第１の非接触測定器１４１及び第２の非接触測定器１４２から、それぞれの第１のロール１１０及び第２のロール１２０までの距離を測定することができるので、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の直径のなんらかの変化を測定することができる場合がある。
【００７３】
有利に、第１のロール１１０又は第２のロール１２０の摩耗を検出するための第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２がウェブ材料１７０の経路を妨害しないかぎり、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の摩耗を検出するためにどこに位置決めされてもよい。第１の非接触測定器１４１は、第１のロール１１０の１つ以上の突出部を含み得る第１のロール表面の周囲に有利に方向付けられてよい。
【００７４】
図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｂで示されるように、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、ウェブ材料１７０の経路から離れて、それぞれ、第１のロール１１０及び第２のロール１２０に位置決めされてよい。それゆえ、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間のウェブ材料１７０の経路のいかなる妨害ももたらさない。
【００７５】
摩耗は第１のロール表面及び第２のロール表面全体にわたって異なる割合で生じる場合があり、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０上に設けられるエンボス加工するパターンに悪影響を与える。第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２を、それぞれ、第１のロール１１０及び第２のロール１２０に位置決めすることにより、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、パターン１６０の外向きの部分上に起こる最も深刻な摩耗を検出することができる場合がある。パターン１６０の外向きの部分上では、より大きな表面領域がウェブ材料１７０と接触するために、より深刻な摩耗が起こり、これは第１のロール１１０及び第２のロール１２０上に加えられるより大きな力をもたらす。
【００７６】
第１のロールと第２のロールとの間の間隙をモニターするための方法
材料変形が第１のロール１１０及び第２のロール１２０により行われる場合、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０は重要である。間隙１５０が標的距離に適合しない場合、得られる変形は十分でない場合がある。また、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、過剰な摩耗を受ける場合がある。
【００７７】
標的距離は、多くの要素（第１のロール１１０及び第２のロール１２０の性質、ウェブ材料１７０の種類（不織布、フィルムなど）、ウェブ材料１７０の厚さ）に依存する。
【００７８】
第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、平滑な表面を有してもよい。標的距離は、第１のロール１１０の平滑な表面と第２のロール１２０の平滑な表面との間の距離であってよい。標的距離は、１〜２０μｍ、又は１〜１０μｍ、又は１〜５μｍであってよい。
【００７９】
あるいは、第１のロール１１０は、その表面から外向きに延びる複数の突出部を有してよい。各突出部は、上方縁部を有してよい。第２のロール１２０は、平滑な表面を有してよい。そして、標的距離は、第１のロール１１０の最も上方の突出部の上方縁部と第２のロール１２０の平滑な表面との間の距離であってよい。標的距離は、０〜２０μｍ、又は０〜５μｍ、又は０〜２μｍであってよい。第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、例えば切断又はエンボス加工変形のために使用してよい。
【００８０】
あるいは、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、第１のロール１１０及び第２のロール１２０のそれぞれの表面から外向きに延びる複数の突出部を有してよい。各突出部は、上方縁部を有してよい。標的距離は、第１のロール１１０又は第２のロール１２０の最も上方の突出部の上方縁部と、それぞれの第１のロール１１０又は第２のロール１２０の表面との間の距離であってよい。標的距離は、０〜２０μｍ、又は０〜１０μｍ、又は０〜５μｍである。第１のロール１１０及び第２のロール１２０は、任意の穿孔変形、噛み合い、エンボス加工、接着、切断などのために使用してよい。
【００８１】
したがって、本方法は、コントローラを用いることにより、間隙１５０を標的距離と比較する工程を含んでもよい。第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２により測定される信号を合計及び較正した後に得られる結果としての信号は、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の実際の間隙１５０をもたらす。コントローラ４００は、間隙１５０を標的距離と比較することができる。
【００８２】
第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２がコントローラ４００と共に使用される場合、高度な信号処理、すなわち、帯域幅最適化、ノイズフィルタリングを含む信号処理を達成することができる。そして、測定された間隙１５０は、更なるフィルタリング又はデータ処理をしなくても正確である。
【００８３】
第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、コントローラ４００に接続されてよい。コントローラ４００は、イーサネット接続を介してコンピュータに接続されてよい。例えば、共焦点クロマチックセンサと関連付けられる共焦点ＤＴ２４５１／２４７１コントローラは、ＭＩＣＲＯ−ＥＰＳＩＬＯＮ  ＭＥＳＳＴＥＣＨＮＩＫ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧから市販されている。共焦点ＤＴ２４５１／２４７１コントローラは共焦点クロマチックセンサと組み合わされたコントローラからなり、これらは光ファイバケーブルで連結されている。コントローラは、最大７０ｋＨｚの速い測定を促進するために外部Ｘｅｎｏｎ光源に接続される。コントローラは、ウェブインターフェースを介して容易に構成される。
【００８４】
本方法は、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０が、第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙が標的距離内であるように再位置決めされる工程を更に含んでよい。
【００８５】
図７Ａ及び図７Ｂで例示されるように、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の再位置決めは、電気機械式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、リニアーアクチュエータ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、アクチュエータ１８０を用いることにより行われてよい。
【００８６】
電気機械式アクチュエータは、線形変位に変換される電気モータの回転運動に基づく。電気機械式アクチュエータは、任意の種類の動作に好適であることが分かっている。切断動作のために間隙１５０を±１〜２μｍの正確さに維持するために、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の位置を再位置決めするのに空気圧式アクチュエータでは十分でない場合、電気機械式アクチュエータのコストに関わらず、空気圧式アクチュエータの代わりに電気機械式アクチュエータを使用することができる。
【００８７】
あるいは、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の位置の再位置決めは、空気圧式アクチュエータを用いることにより行ってよい。空気圧式アクチュエータは、高圧でいくらかの圧縮空気により形成されたエネルギーを線形又は回転運動のいずれかに変換することができる。したがって、空気圧式アクチュエータは、間隙が約４μｍに及ぶ場合、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の位置をミクロン未満の範囲内で再位置決めすることができる場合がある。
【００８８】
空気圧式アクチュエータは、第１のロール１１０及び第２のロール１２０が軸受環を含み、接着のために使用されることが意図される場合、有利に使用される場合がある。第１のロール１１０及び第２のロール１２０が軸受環を含む場合、軸受環は空気圧式アクチュエータと接触する表面領域をほとんど有さず、このことは空気圧式アクチュエータがより少ない力でより容易に移動することを可能にする。
【００８９】
あるいは、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の位置の再位置決めは、油圧式アクチュエータを用いることにより促進することができる。油圧式アクチュエータは、油圧を使用して機械的作動を促進するシリンダ又は流体モータからなる。機械的運動は、線形、回転、又は振動運動に関する出力をもたらす。液体は圧縮され得ないので、油圧式アクチュエータは、かなりの力を及ぼすことができるが、加速及びスピードは限定される。
【００９０】
あるいは、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の位置の再位置決めは、電気式アクチュエータを用いることにより行ってもよい。電気式アクチュエータは、電気エネルギーを機械的回転力に変換するモータにより動力供給される。油を使用しないので、最もクリーンでかつ最も容易に入手できる形態のアクチュエータのうちの１つである。
【００９１】
第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の熱膨張又は収縮の場合、温度変化は、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の形状の変化、特にロール直径の変化を誘発する場合がある。第１のロール１１０と第２のロール１２０との間の間隙１５０が、第１のロール１１０及び第２のロール１２０の収縮のために標的距離を超えて増大した場合、これは、間隙１５０を通過するウェブ材料１７０の変形に悪影響を与える場合があり、最も悪い場合はウェブ材料１７０上に全く変形が起こらない。
【００９２】
また、間隙１５０が第１のロール１１０及び第２のロール１２０の膨張のために標的距離未満に低減した場合、第１のロール１１０及び第２のロール１２０は互いに接触するようになる場合があり、このことは第１のロール１１０及び第２のロール１２０の過剰な摩耗、並びに／又はウェブ材料１７０への損傷をもたらす場合がある。
【００９３】
しかしながら、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は較正されて、比較的広範な温度範囲にわたり動作することができる。また、第１及び第２の非接触測定器１４１、１４２は、任意の温度変化にあまり影響されないように、温度補償システムを内蔵してよい。
【００９４】
間隙１５０が標的距離に適合するために、アクチュエータ１８０を用いることによりなされ得る、第１のロール１１０及び／又は第２のロール１２０の位置の再位置決めは、継続プロセスを中断するいかなる必要性も伴わずに行うことができる。
【実施例】
【００９５】
以下は、第１のロールと第２のロールとの間の間隙を、１桁ミクロンの正確さ（１μｍ）以内に維持するための本発明の装置及び方法による実施例である。
【００９６】
装置１００は、レリーフにパターン化表面を有するエンボス加工ロールである第１のロール１１０、及び平滑なロールである第２のロール１２０を含む。
【００９７】
第１のロール１１０及び第２のロール１２０に接続されない第１の渦電流センサ１４１は、第１のロール１１０の位置を推測するために枠１８０上にねじで固定される。背中合わせの配向で、第１のロール１１０及び第２のロール１２０に接続されない第２の渦電流センサ１４２は、第２のロール１２０の位置を推測するために枠１８０上にねじで固定される。
【００９８】
各渦電流センサは、ＭＩＣＲＯ−ＥＰＳＩＬＯＮ  ＭＥＳＳＴＥＣＨＮＩＫ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧから基準渦ＮＣＤＴ３１００として、統合イーサネット面を有する適切なＤＴ３１０００汎用単一チャネル渦コントローラと共に購入された。
【００９９】
平均間隙は、２００，０００回転にわたり測定され、その後補正された。最初に、間隙１５０について所望される標的距離は、手動で非直結に設定される。
【０１００】
間隙１５０は、第１及び第２の渦電流センサ１４１、１４２によりモニターされる。渦電流センサ１４１、１４２の各々は、コントローラＤＴ３１００に接続される適切なソフトウェアでゼロに合わせられる。
【０１０１】
本方法は、アクチュエータ５００で間隙１５０を補正することにより、エンボス加工ロールが意図される深さでウェブ材料１７０に貫入することを確実にする。アクチュエータ５００は、０．２５ミクロンの正確さ、位置に基づく移動を有し、２４ｋＮの力（最大７４ｋＮ）に耐えることができるという特性を有する、電気機械式アクチュエータである。
【０１０２】
本明細書で開示する寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限られるとして理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような各寸法は、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【０１０３】
あらゆる相互参照又は関連特許若しくは特許出願を含む、本明細書に引用される文献はすべて、明白に除外又は限定されている場合を除いて、本明細書中にその全容を援用するものである。いずれの文献の引用も、こうした文献が本願で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、また、こうした文献が、単独で、あるいは他の任意の参照文献との任意の組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本文書における用語のいずれかの意味又は定義が、援用文献における同一の用語のいずれかの意味又は定義と矛盾する場合には、本文書においてその用語に与えられた意味又は定義が優先するものとする。
【０１０４】
本発明の特定の実施形態を図示、説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を行い得ることは当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるこうした変更及び改変のすべてを、添付の特許請求の範囲において網羅するものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ．６Ｃ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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