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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Substratverarbeitungsvorrichtung
zur Ausführung
einer Verarbeitungsoperation an einem ausgewählten Substrat. Genauer gesagt,
betrifft die vorliegende Erfindung eine Substratverarbeitungsvorrichtung,
die ein Paar von zusammengedrückten
Zufuhrrollen zum Anwenden von Druck hat, um die Verarbeitungsoperation
auszuführen.
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STAND DER TECHNIK
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Das
US-Patent Nr. 5,961,779 offenbart
eine Laminier- und Klebstoffübertragungsvorrichtung.
Die Vorrichtung hat einen Rahmen und erste und zweite Zufuhrrollen.
Die ersten und zweiten Zufuhrrollen sind drehbar in einer Kassette
gesichert. Die ersten und zweiten Preßwalzen werden bereitgestellt,
um Druck auf den Master und das Vorratsmaterial auszuüben, um
die Laminierung oder die Klebstoffübertragung auszuführen.
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In
herkömmlichen
Masterverarbeitungsvorrichtungen, wie zum Beispiel den in den
US-Patenten Nr. 5,580,417 and
5,584,962 gezeigten, wird
ein Paar Preßwalzen
verwendet, um Druck anzuwenden, der zur Ausführung einer Masterverarbeitungsoperation erforderlich
ist. Genauer gesagt, die Vorrichtungen, die in diesen Patenten des
Standes der Technik offenbart werden, sind dafür ausgelegt, Druck mit ihren Preßrollen
anzuwenden, um druckempfindlichen Klebstoff von einem oder beiden
Zufuhrmaterialien auf das ausgewählte
Substrat, das gerade verarbeitet wird, aufzukleben. Die Verarbeitungsoperationen, die
in diesen Patenten offenbart werden, können eine Klebstoffübertragungsoperation,
bei der Klebstoff nur auf eine Seite des ausgewählten Substrats übertragen
wird, um ein Etikett oder einen Aufkleber zu erzeugen; eine Laminieroperation,
bei der jedes Zufuhrmaterial eine Schicht von Klebstoff hat und
die Zufuhrmaterialien auf beide Seiten des ausgewählten Substrats
geklebt werden; oder eine Kombination von Laminier- und Klebstoffübertragungsoperation umfassen,
wobei eines der Zufuhrmaterialien mit Klebstoff auf einer Seite
des ausgewählten
Substrats befestigt wird und der Klebstoff auf dem anderen Zufuhrmaterial
auf die andere Seite des ausgewählten Substrats übertragen
wird.
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Es
ist bekannt, daß Preßrollen
in den Arten von Vorrichtungen, die in diesen Patenten des Standes
der Technik gezeigt werden, für
die Anwendung des erforderlichen Drucks verwendet werden, um den
druckempfindlichen Klebstoff auf einem oder beiden Zufuhrmaterialien
auf das Substrat, das gerade verarbeitet wird, aufzubringen. Die
Preßrollen
machen jedoch einen beträchtlichen
Teil sowohl an den Kosten als auch am Gewicht der Vorrichtung aus. Ferner
tragen die Preßrollen
zur Gesamtgröße und zur
Fertigungskomplexität
der Vorrichtung bei. Die Preßrollen
müssen
mit dem richtigen Betrag an Kraft zusammengedrückt werden und müssen auch
richtig ausgerichtet werden, um eine störungsfreie, effiziente Verarbeitungsoperation
sicherzustellen.
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Obwohl
die Arten von Vorrichtungen, die in den Patenten '417 und '962 gezeigt werden,
für die vorgesehenen
Zwecke ganz geeignet sind, können die
Kosten, die mit ihrer Herstellung verbunden sind, ihren Kauf für gelegentliche
Benutzer, die diese Vorrichtungen nicht häufig zur Ausführung von
Verarbeitungsoperation nutzen, nicht wünschenswert machen. Um die
Bedürfnisse
des gelegentlichen Nutzers zu erfüllen, wäre es wünschenswert, einige der Komponenten
und die Fertigungskosten, die mit diesen herkömmlichen Konstruktionen verbunden
sind, zu reduzieren.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Um
das Bedürfnis,
das oben beschrieben wird, zu erfüllen, stellt eine Erscheinungsform
der vorliegenden Erfindung eine Substratverarbeitungsvorrichtung
zum Verarbeiten eines ausgewählten Substrats
bereit. Die Vorrichtung umfaßt
einen Rahmen und eine erste Zufuhrrolle, die drehbar am Rahmen befestigt
ist, wobei die erste Zufuhrrolle ein erstes Zufuhrsubstrat umfaßt, das
eine erste Fläche
und eine zweite Fläche
hat. Das erste Zufuhrsubstrat ist derart um die erste Zufuhrrolle
gewickelt, daß die
erste Fläche
desselben in Bezug auf die erste Zufuhrrolle radial nach außen weist.
Eine zweite Zufuhrrolle ist drehbar am Rahmen befestigt. Die zweite
Zufuhrrolle umfaßt
ein zweites Zufuhrsubstrat, das eine erste Fläche und eine zweite Fläche hat,
wobei das zweite Zufuhrsubstrat um die zweite Zufuhrrolle derart
gewickelt ist, daß die
erste Fläche
desselben in Bezug auf die zweite Zufuhrrolle radial nach außen weist.
Die erste und zweite Zufuhrrolle sind relativ beweglich zueinander,
um die ersten Flächen
des ersten und zweiten Zufuhrsubstrats miteinander in Eingriff zu bringen.
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Zumindest
die erste Fläche
des ersten Zufuhrsubstrats hat eine Schicht aus druckempfindlichem
Klebstoff, der darauf verteilt ist. Die erste Fläche des zweiten Zufuhrsubstrats
kann ebenfalls eine Schicht von Klebstoff haben, der darauf verteilt
ist, je nach der Art der Verarbeitungsoperation, die ausgeführt werden
soll. Die Vorrichtung der Erfindung kann für die Verarbeitungsoperation
konfiguriert werden, die eine Laminieroperation als Verarbeitungsoperation
sein soll, wobei das erste Zufuhrsubstrat und das zweite Zufuhrsubstrat
beide transparente Laminierfolien sind und wobei die erste Fläche des
zweiten Zufuhrsubstrats ebenfalls eine Schicht von Klebstoff hat,
der darauf verteilt ist. Die Vorrichtung kann auch für die Verarbeitungsoperation
konfiguriert werden, die eine Klebstoffübertragungsoperation sein soll, wobei
das erste Zufuhrsubstrat eine Trennfolie (Release Liner) ist und
wobei das zweite Zufuhrsubstrat ein Maskensubstrat ist, das frei
von Klebstoff ist. Das Maskensubstrat deckt alle überschüssigen Abschnitte
des Klebstoffs auf der Trennfolie, die auf dem Rand des ausgewähl ten Substrats
während
der Verarbeitungsoperation freiliegen, ab. Außerdem kann die Vorrichtung
gemäß der Erfindung
auch für
die Verarbeitungsoperation konfiguriert werden, die eine Kombination
aus Laminier- und Klebstoffübertragungsoperation
sein soll, wobei das erste Zufuhrsubstrat eine Trennfolie (Release
Liner) ist und wobei das zweite Zufuhrsubstrat eine transparente
Laminierfolie ist, die eine Schicht von Klebstoff hat, der auf der
ersten Fläche
derselben verteilt ist. Ferner kann die Vorrichtung der Erfindung
auch für
die Verarbeitungsoperation konfiguriert werden, die eine Magnetherstellungsoperation
sein soll, wobei das erste Zufuhrsubstrat ein flexibles Magnetsubstrat
ist und wobei das zweite Zufuhrsubstrat ein Maskensubstrat ist, das
frei von Klebstoff ist, während
es auf der zweiten Zufuhrrolle aufgewickelt ist. Wie bei der Klebstoffübertragungsoperation
deckt das Maskensubstrat alle überschüssigen Abschnitte
des Klebstoffs auf der Trennfolie ab, die auf dem Rand des ausgewählten Substrats
während
der Verarbeitungsoperation freiliegen. Es versteht sich, daß diese
speziellen Arten von Verarbeitungsoperationen nur erläuternden
Charakter haben und keine Einschränkung darstellen sollen. Die
Erfindung soll jede und alle Arten von Verarbeitungsoperationen
erfassen, wobei die Klebstoffbindung zwischen einigen oder allen
Substraten, die gerade verarbeitet werden, erzielt wird.
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Die
Vorrichtung der Erfindung umfaßt
ferner eine Vorspannstruktur, die die erste und zweite Zufuhrrolle
derart gegeneinander vorspannt, daß die ersten Flächen des
ersten und zweiten Zufuhrsubstrats gegeneinander gepreßt werden,
um die Ausführung
einer Verarbeitungsoperation zu ermöglichen, wobei (a) das ausgewählte Substrat
in einer Zufuhrrichtung zwischen der ersten und zweiten Zufuhrrolle vorgeschoben
wird, so daß der
durch Druck erzeugte Eingriff der Zufuhrrollen die ersten Flächen des
ersten und zweiten Zufuhrsubstrats gegen die gegenüberliegenden
Seiten des ausgewählten
Substrats drückt,
um so eine Klebstoffbindung zwischen den Substraten zu bewirken,
und (b) die Abschnitte des ersten und zweiten Zufuhrsubstrats, die
gegen das ausgewählte
Substrat gepreßt
werden, von der ersten und zweiten Zufuhrrolle abgewickelt und zusammen
mit dem ausgewählten
Substrat vorgeschoben werden. Die Vorspannstruktur spannt die erste
und zweite Zufuhrrolle weiter gegeneinander vor, während sich
das erste und zweite Zufuhrsubstrat von den Zufuhrrollen erschöpfen, um
so den durch Druck erzeugten Eingriff der Zufuhrrollen aufrechtzuerhalten.
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Durch
die Verwendung der Zufuhrrollen selbst zum Drücken der Zufuhrsubstrate gegen
das ausgewählte
Substrat, um eine Klebstoffbindung zu erreichen, werden die Komponenten-
und Fertigungskosten, die mit den Preßrollen verbunden sind, beseitigt,
wodurch die Gesamtkosten der Vorrichtung reduziert werden. Ebenso
können,
falls gewünscht, das
Gewicht und die Gesamtgröße der Verarbeitungsvorrichtung
durch die Beseitigung der Preßrollen
reduziert werden.
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Eine
weitere Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren
zur Verarbeitung eines ausgewählten
Substrats bereit. Das Verfahren umfaßt: Bereitstellen einer drehbaren
ersten Zufuhrrolle und Bereitstellen einer drehbaren zweiten Zufuhrrolle.
Die erste Zufuhrrolle umfaßt
ein erstes Zufuhrsubstrat, das eine erste Fläche und eine zweite Fläche hat.
Die erste Fläche
hat eine Schicht von druckempfindlichem Klebstoff, der darauf verteilt
ist, und das erste Zufuhrsubstrat ist derart um die erste Zufuhrrolle
gewickelt, daß die
erste Fläche
desselben und die Klebstoffschicht bezüglich der ersten Zufuhrrolle
radial nach außen
weisen. Die zweite Zufuhrrolle umfaßt ein zweites Zufuhrsubstrat,
das eine erste Fläche
und eine zweite Fläche
hat. Das zweite Zufuhrsubstrat ist derart um die zweite Zufuhrrolle gewickelt,
daß die
erste Fläche
desselben in Bezug auf die zweite Zufuhrrolle radial nach außen weist.
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Das
Verfahren umfaßt
ferner das Zusammendrücken
der ersten und zweiten Zufuhrrolle derart, daß die ersten Flächen des
ersten und zweiten Zufuhrsubstrats durch Druck ineinander greifen. Während die
erste und zweite Zufuhrrolle gegeneinander gepreßt werden, wird das ausgewählte Substrat
zwischen den Zufuhrrollen vorgeschoben, so daß (a) der durch Druck erzeugte
Eingriff der Zufuhrrollen die ersten Flächen der ersten und zweiten
Zufuhrsubstrate gegen die gegenüberliegenden
Seiten des ausgewählten
Substrats drückt,
um so zu bewirken, daß der
Klebstoff sich an das ausgewählte
Substrat bindet, und (b) der Abschnitt des ersten und zweiten Zufuhrsubstrats
gegen das ausgewählte
Substrat gepreßt
wird und zusammen mit dem ausgewählten Substrat
vorgeschoben wird.
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Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den angehängten Ansprüchen ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Substratverarbeitungsvorrichtung,
die gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde.
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2 ist
eine Seitenansicht der Substratverarbeitungsvorrichtung von 1 auf
der Entleerungsseite derselben.
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3 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 2.
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4 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 3.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Substratverarbeitungsvorrichtung,
die gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde.
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6 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 in 5.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt
eine Substratverarbeitungsvorrichtung, die allgemein mit 10 angegeben
wird, zur Ausführung
einer Verarbeitungsoperation an einem ausgewählten Substrat 12.
Das ausgewählte
Substrat 12 kann jede Art von Substrat sein, das verarbeitet
werden soll, einschließlich
(ohne darauf beschränkt
zu sein) Fotografien, Visitenkarten, Etikettenmaterial, Preisschilder,
Magazinausschnitte, Namensschilder usw. Die Vorrichtung 10 kann
jede geeignete Größe besitzen.
Die Vorrichtung 10, die illustriert wird, ist von einer
Größe, die
sich mit einer Hand greifen und handhaben läßt.
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Die
Vorrichtung 10 umfaßt
einen Rahmen 14, eine erste Zufuhrrolle 16, eine
zweite Zufuhrrolle 18 und eine Vorspannstruktur, die allgemein
mit 19 bezeichnet wird. Der Rahmen 14 in der illustrierten
Ausführungsform
ist aus Karton, der zu einer Kastenform gefaltet werden kann, welche
zwei Seitenwände 20, 22,
eine Seitenwand 24 zur Zufuhr, eine Entleerungsseitenwand 26,
eine Oberseite 28 und einen Boden 30 hat. Die
Oberseite 28, der Boden 30 und die Seitenwand 22 haben
jeweils eine Klappe 32, 34 bzw. 36 an
den freien Enden derselben. Die Klappen 32, 34, 36 sind
um die Entleerungsseitenwand 26 herumgefaltet und an dieselbe
geklebt, geklammert oder auf andere Weise befestigt, um so den Rahmen 14 zu stabilisieren.
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Alternativ
kann der Rahmen 14 aus einem einzigen Stück Kunststoff
mit Falzscharnieren geformt werden. Der Kunststoffrahmen wird um
die Falzscharniere ähnlich
wie Karton herumgefaltet und zur Stabilität durch Wärmeanwendung, Klebung, Einrastung
oder anderweitig fixiert. Allgemein gesagt, stellen sowohl Karton
als auch Kunststoff faltbares Material dar. Die allgemeinen Prinzipien
der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf die Verwendung
eines Rahmens 14, der aus einem faltbaren Material hergestellt
wird, beschränkt.
Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können an einem Rahmen ausgeführt werden,
der aus geformtem starrem Kunststoff oder Metall hergestellt ist.
Der faltbare Rahmen wird aus Gründen
der Kosteneinsparung bevorzugt.
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Die
erste Zufuhrrolle 16 umfaßt einen Kern 38 und
ein erstes Zufuhrsubstrat 40, das auf den Kern 38 gewickelt
ist. Ein Paar von Kunststoff-Zufuhrrollenstützen 42, 44 wird
vom Inneren von Rahmen 14 in der Nähe des Bodens 30 und
der Seitenwände 20, 22 auf
entgegengesetzten Seiten der ersten Zufuhrrolle 16 aufgenommen.
Jede der Stützen 42, 44 hat
eine halbkreisförmige
Vertiefung 46, 48, und die entgegengesetzten Enden
von Kern 38 sind zum Halten der Zufuhrrolle 16 in
diese Vertiefungen 46, 48 eingebettet. Diese Zufuhrrollenstützen 42, 44 umfassen
einen ersten Zufuhrrollen-Stützaufbau.
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Die
zweite Zufuhrrolle 18 umfaßt einen Kern 50 und
ein zweites Zufuhrsubstrat 52, das auf den Kern 50 gewickelt
ist. Ein Paar von zweiten Zufuhrrollenstützen wird durch Klebstoff oder
Gewindeschneiden an den entgegengesetzten Enden von Kern 50 befestigt.
Alternativ können
die Stützen 54, 56 lose an
den Enden von Kern 50 aufgenommen werden. Die Zufuhrrolle 18 und
die Stützen 54, 56 sind
innerhalb des Rahmens 14 angeordnet, wobei die seitlich außen befindlichen
Flächen
der Stützen 54, 56 verschiebbar
in die Innenflächen
der Seitenwände 20 bzw. 22 eingreifen.
Diese Zufuhrrollenstützen 54, 56 umfassen
einen zweiten Zufuhrrollen-Stützaufbau.
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Die
Kerne 38, 50 und die Zufuhrrollenstützen 42, 44, 54, 56 können bei
der Ausführung
der Erfindung beseitigt werden. Diese Merkmale werden bevorzugt,
um sicherzustellen, daß die
Zufuhrrollen 16, 18 ausgerichtet bleiben und nicht
zueinander in der Richtung verschoben werden, die sich zwischen
den Zufuhr- und den Entleerungsseitenwänden 24, 26 erstreckt.
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Das
heißt,
der erste Zufuhrrollenstützenaufbau
(d.h. die Zufuhrrollenstützen 42, 44)
und der zweite Zufuhrrollenstützenaufbau
(d.h. die Zufuhrrollenstützen 54, 56)
ermöglichen
den Zufuhrrollen 16, 18, sich zueinander hinzubewegen,
verhindern aber eine relative Bewegung derselben in der Zufuhrrichtung,
um die Zufuhrrollen 16, 18 im ausgerichteten Zustand
zu halten.
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Die
Vorspannstruktur 19 in der Ausführungsform, die in den 3 und 4 illustriert
ist, ist in der Form eines Paares von ellipsoiden Spulenfedern 58, 60.
Diese Federn 58, 60 sind zwischen der Oberseite 28 von
Rahmen 14 und den zweiten Zufuhrrollenstützen 54,
bzw. 56 gelegen. Diese Vorspannstruktur 19 spannt
die zweite Zufuhrrolle 18 gegen die erste Zufuhrrolle 16 vor,
so daß die
radial am weitesten außen
gelegenen Abschnitte der Zufuhrsubstrate 40, 52 durch
Druck zu einem Ineinandergreifen in ähnlicher Weise wie bei herkömmlichen
Preßrollen gebracht
werden. Ferner spannt die Vorspannstruktur 19 die Zufuhrrollen 16, 18 weiter
gegeneinander vor, so daß die
Zufuhrsubstrate 40, 52 von denselben erschöpfen, um
so den durch Druck erzeugten Eingriff der Zufuhrrollen 16, 18 aufrechtzuerhalten.
Dadurch werden die Zufuhrrollen 16, 18 weiter
gegeneinandergedrückt,
während
sich ihre Durchmesser auf Grund der Erschöpfung der Zufuhrsubstrate 40, 52 verringern.
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Jede
geeignete Vorspannstruktur kann zum Vorspannen der Zufuhrrollen 16, 18 zum
durch Druck erzeugten Eingriff ineinander verwendet werden. Es kann
zum Beispiel eine einzelne Feder, mehrere Federn, die zwischen den
Wänden
des Rahmens befestigt sind, und jede der Zufuhrrollen 16, 18 verwendet werden,
oder es können
Federn, die zwischen den zwei Zufuhrrollen 16, 18 befestigt
sind, ohne am Rahmen 14 befestigt zu sein, verwendet werden.
Alternativ kann ein federndes Material, wie zum Beispiel federnde
Gummielemente, anstelle der Feder(n) verwendet werden. Analog können elastische
Gummibänder,
die zwischen den Enden der zwei Kerne 38, 50 befestigt
sind, zum gegenseitigen Vorspannen der Zufuhrrollen 16, 18 durch
Druck verwendet werden.
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Jedes
der Zufuhrsubstrate 40, 52 hat eine erste Fläche und
eine zweite Fläche
gegenüber
der ersten Fläche.
Diese Zufuhrsubstrate 40, 52 sind um ihre jeweiligen
Kerne 38, 50 gewickelt, so daß die ersten Flächen derselben
bezüglich
ihrer Zufuhrrolle 16, 18 radial nach außen weisen
und die zweiten Flächen
bezüglich
ihrer Zufuhrrolle 16, 18 radial nach innen weisen.
Die erste Fläche
des ersten Zufuhrsubstrats 40 ist mit einer Schicht aus
druckempfindlichem Klebstoff beschichtet. Da die erste Fläche des ersten
Zufuhrsubstrats 40 radial nach außen weist, weist der Klebstoff
gleichermaßen
radial nach außen.
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Für eine normale
Laminieroperation wären beide
Zufuhrsubstrate 40, 52 transparente Folien, und
bei dem zweiten Zufuhrsubstrat 52 wäre die erste Fläche mit
druckempfindlichem Klebstoff beschichtet, und seine zweite Fläche wäre mit einem
Trennmaterial, wie zum Beispiel Silikon oder Wachs, behandelt. Die
zweite Fläche
des ersten Zufuhrsubstrats 40 ist ebenfalls mit einem Trennmaterial
beschichtet. Wie die erste Zufuhrrolle 16 weist der Klebstoff
auf der ersten Fläche
des zweiten Zufuhrsubstrats radial nach außen. Das Trennmaterial auf
den zweiten Flächen
der Zufuhrsubstrate 40, 52 verhindert, daß Klebstoff
daran fest haftet, während
sie auf die Zufuhrrollen 16, 18 aufgewickelt werden.
Statt die zweiten Flächen
mit Trennmaterial zu beschichten, kann eine Trennfolie bei beiden
Zufuhrsubstraten 40, 52 aufgewickelt werden, um
den Klebstoff auf der ersten Fläche
von jedem Substrat 40, 52 am Anhaften an der zweiten
Fläche
zu hindern.
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Für eine normale
Klebstoffübertragungsoperation
wäre das
erste Zufuhrsubstrat 40 eine charakteristische Trennfolie,
die mit Trennmaterial auf ihren ersten und zweiten Flächen beschichtet
ist. Das Trennmaterial auf der zweiten Fläche hindert den Klebstoff daran,
an derselben zu haften, und das Trennmaterial auf der ersten Fläche ermöglicht dem druckempfindlichen
Klebstoff darauf, sich auf das ausgewählte Substrat zu übertragen,
ohne weiter an der ersten Fläche
zu haften. Das zweite Zufuhrsubstrat 52 wäre ein Maskensubstrat,
das keinen Klebstoff aufweist. Die erste Fläche des Maskensubstrats kann
unbehandelt gelassen werden oder kann alternativ mit einem Trennmaterial
behandelt werden, um das Anhaften des Klebstoffs auf dem ersten
Zufuhrsubstrat 40 daran zu verhindern. Die Rolle des Maskensubstrats
wird weiter unten hierin in Bezug auf den Betrieb von Vorrichtung 10 erläutert.
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Für eine kombinierte
Laminier-/Klebstoffübertragungsoperation
wäre das
erste Zufuhrsubstrat 40 eine charakteristische Trennfolie,
wie oben für eine
normale Klebstoffübertragungsoperation
beschrieben. Das zweite Zufuhrsubstrat 52 wäre jedoch eine
transparente Folie, bei der die erste Fläche mit druckempfindlichem
Klebstoff beschichtet ist und bei der ihre zweite Fläche mit
einem Trennmaterial, wie oben für
eine normale Laminieroperation beschrieben, beschichtet ist. Bei
einer kombinierten Laminier-/Klebstoffübertragungsoperation haftet
das zweite Zufuhrsubstrat 52 (die transparente Folie) an einer
Fläche
des ausgewählten
Substrats, und der druckempfindliche Klebstoff auf dem ersten Zufuhrsubstrat 40 (die
Trennfolie) wird auf die andere Fläche des ausgewählten Substrats 12 geklebt.
Die Zufuhrsubstrate 40, 52 werden um den Rand
des ausgewählten
Substrats 12 gelegt, und die Trennfolie wird abgelöst, um den
Klebstoff freizulegen, womit ein ausgewähltes Substrat 12 bereitgestellt
wird, das wie ein Etikett klebfähig
ist, aber auf einer Seite durch eine Laminierfolie geschützt ist.
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Für eine Magnetherstellungsoperation
würde das
erste Zufuhrsubstrat
40 aus einem magnetisierten Material
hergestellt werden, wie in der
US-Offenlegungsschrift
Nr. 200301 65652 angegeben. Das zweite Zufuhrsubstrat
52 wäre ein Maskensubstrat, wie
oben in Bezug auf die normale Klebstoffübertragungsoperation diskutiert.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Substratverarbeitungsvorrichtung 10. Wie gezeigt, umfaßt die Vorrichtung 10 einen
Rahmen 100 und erste und zweite Zufuhrrollen 102, 104.
Die Zufuhrrollen 102, 104 sind zwischen den ersten
und zweiten Zufuhrrollenstützen 106, 108 befestigt.
Die ersten und zweiten Zufuhrrollenstützen 106, 108 stehen
aufrecht und befinden sich an den jeweiligen entgegengesetzten Enden
der Zufuhrrollen 102, 104. Die Zufuhrrollen 102, 104 sind
parallel und benachbart zueinander angeordnet und werden in dieser Ausrichtung
von den Zufuhrrollenstützen 106, 108 gehalten.
Die ersten und zweiten Zufuhrrollen 102, 104 umfassen
die jeweiligen ersten und zweiten Zufuhrsubstrate 110, 112,
die den Zufuhrsubstraten 40, 52, die oben beschrieben
werden, ähnlich
sind.
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Wie
in 5 gezeigt, umfaßt jede der ersten und zweiten
Zufuhrrollenstützen 106, 108 eine
(relativ zu den Zufuhrrollen 102, 104) sich in
Längsrichtung
erstreckende längliche Öffnung 114.
Wie gezeigt, sind die Öffnungen 114 in
einer Druckrichtung, parallel zu einer Ebene, die die Längsachsen
beider Zufuhrrollen 102, 104 enthält, länglich.
In der Ausführungsform,
die in 5 illustriert wird, ist die Druckrichtung im allgemeinen
senkrecht, man kann sich jedoch vorstellen, daß die Druckrichtung eine andere als
vertikal sein kann, wie detaillierter unten diskutiert wird.
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Ein
Abschnitt der Zufuhrrollenstützen 106, 108 kann
so geformt sein, daß sie
eine Stützflächeneingriffsstruktur 115 bereitstellen.
Wie in 5 gezeigt, kann sich ein unterer Abschnitt der
Zufuhrrollenstützen 106, 108 seitlich
nach außen
(relativ zu den Zufuhrrollenstützen 106, 108)
erstrecken, so daß er
eine Stützflächeneingriffsstruktur 115 bereitstellt. Bei
dieser Konfiguration kann die Vorrichtung 10 stabil in
die Stützfläche, die
zum Beispiel von einem Tisch oder einem Schreibtisch bereitgestellt
wird, eingreifen.
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Die
ersten und zweiten Zufuhrrollen 102, 104 umfassen
die jeweiligen Kerne 116, 118, auf welche die
ersten und zweiten Zufuhrsubstrate 110, 112 aufgewickelt
werden können.
Wie gezeigt, ist es für
die Kerne 116, 118 vorzuziehen, daß sie sich über die Längsausdehnung
der aufgewickelten Zufuhrsubstrate 110, 112 hinaus
erstrecken. Mit anderen Worten, werden die entgegengesetzten, in
Längsrichtung
liegenden Endabschnitte jeder Zufuhrrolle 102, 104 durch
die jeweiligen Endabschnitte der zugehörigen Kerne 116, 118 gebildet.
Wie in 5 gezeigt, erstrecken sich die Endabschnitte 120, 122 der
Kerne 116 bzw. 118 durch die Öffnung 114 in der
ersten Zufuhrrollenstütze 106,
während
die Endabschnitte 124, 126 der Kerne 116 bzw. 118 sich
durch die Öffnung 114 in
der zweiten Zufuhrrollenstütze 108 erstrecken. Es
wird besonders erwähnt,
daß eine
Breite der Öffnungen 114 im
allgemeinen etwas größer als
oder gleich einem Durchmesser der Kerne 116, 118 sein kann.
Dadurch ist jeder der Kerne 116, 118 innerhalb der Öffnungen 114 der
Zufuhrrollenstützen 106, 108 verschiebbar.
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Eine
Vorspannstruktur, die allgemein bei 130 gezeigt wird, dient
zum Vorspannen der ersten und zweiten Zufuhrrollen 102, 104 gegeneinander.
Wie in 5 gezeigt, kann die Vorspannstruktur 130 in
der Form eines Paares von gewendelten Zugfedern 132 vorliegen,
die zwischen die jeweiligen Endabschnitte (120-126)
der Kerne 116, 118 gefügt werden können. Es wird besonders erwähnt, daß die Vorspannstruktur 130 in
Form von anderen federnden Elementen vorliegen kann, was andere
Arten von Federn und elastomeren Elementen umfaßt. Es wird auch erwähnt, daß die Vorspannstruktur 130 jeden
der Kerne 116, 118 gegen ein gegenüberliegendes
Ende der Zufuhrrollenstützen 106, 108 vorspannen
kann, wodurch die Zufuhrrollen 102, 104 gegeneinander
gedrückt
werden, wie in 5 gezeigt.
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Die
Vorspannstruktur 130 umfaßt auch Kernmontagestrukturen 134,
von denen eine an jedem Endabschnitt 120, 122, 124 und 126 jedes
Kerns 116, 118 angeordnet ist. Die Kernmontagestrukturen 134 sind
an den jeweiligen Endabschnitten (122-126) drehbar befestigt, so
daß beim
Drehen der Zufuhrrollen 102, 104 die Kernmontagestrukturen 134 in
der Lage sind, eine im allgemeinen konstante Drehausrichtung relativ
zu den Zufuhrrollen 102, 104 aufrechtzuerhalten.
Ferner umfaßt
jede der Kernmontagestrukturen 134 einen Befestigungsabschnitt 136, der
sich von dort aus radial nach außen erstreckt. Die Befestigungsabschnitte 136 umfassen
Befestigungsstrukturen 138, die mit den jeweiligen Enden
der Federn 132 verbunden werden können. Wie in 5 gezeigt,
können
die Befestigungsstrukturen 138 durch Öffnungen innerhalb der jeweiligen
Befestigungsabschnitte 136 bereitgestellt werden. Jedes Ende
der Federn 132 bildet einen Eingriffsabschnitt 140,
der mit der zugehörigen
Befestigungsstruktur 138 verbunden werden kann. Auf diese
Weise werden die Kernmontagestrukturen 134, die an jeder
Feder 132 und damit an den Zufuhrrollen 102, 104 befestigt
sind, gegeneinander durch die Federn 132 in der Druckrichtung
vorgespannt, die einer Ablenkrichtung der Federn 132 entspricht.
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Es
wird als möglich
angesehen, daß die Kernmontagestrukturen 134 Zapfenöffnungen 141 umfassen,
welche die jeweiligen internen Zylinderflächen aufweisen. Die Endabschnitte 120-126 der
Kerne 116, 118 greifen in die jeweiligen Zapfenöffnungen 141 ein
und sind in Bezug auf dieselben drehbar. Jeder der Endabschnitte 120-126 kann
ein Halteelement (nicht dargestellt) umfassen, um eine beträchtliche
relative Axialbewegung (relativ zum jeweiligen Kern 116, 118)
zwischen den Kernen 116, 118 und den Zufuhrrollenstützen 106, 108 zu
verhindern. Mit anderen Worten, kann ein Halteelement an jedem Endabschnitt 120-126 angeordnet
sein, um die Axialbewegung der Kernmontagestrukturen 134 an
den Endabschnitten 120-126 nach außen über das
Halteelement hinaus zu verhüten.
Auf diese Weise können die
Kernmontagestrukturen 134 daran gehindert werden, aus dem
Eingriff mit den Kernen 116, 118 herauszugleiten.
Analog können
die Kerne 116, 118 am Herausgleiten aus den Öffnungen 114 gehindert
werden.
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Die
Vorrichtung 10 der Ausführungsform,
die in 5 gezeigt wird, ist so konfiguriert, daß die Zufuhrrollen 102, 104 durch
die Vorspannstruktur 130 zueinander gezogen werden, während gleichzeitig die
Zufuhrsubstrate 110, 112 von den Zufuhrrollen 102, 104,
zum Beispiel während
eines Laminierungsprozesses, abgewickelt werden. So behalten die
Zufuhrrollen 102, 104 eine operative Druckkraft
(in der Druckrichtung) zueinander, während sich die Zufuhrrollen 102, 104 im
Durchmesser verringern (da die Zufuhrsubstrate 110, 112 von
den jeweiligen Zufuhrrollen 102, 104 abgewickelt
werden). Daher halten die Zufuhrrollen 102, 104 ihren
Eingriff miteinander aufrecht und wenden eine angemessene Druckkraft auf
den Zufuhrvorrat und das ausgewählte
Substrat 12 an, wenn eine Operation ausgeführt wird.
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Eine
zufuhrseitige Öffnung 142 wird
durch die Zufuhrrollen 102, 104 gebildet, wie
in 6 gezeigt. Das ausgewählte Substrat 12 kann,
wie gezeigt, zwischen die Zufuhrrollen 102, 104 geschoben werden,
um aus einer entleerungsseitigen Öffnung 144 mit den
Zufuhrsubstraten 110, 112, die daran befestigt
sind, zu erscheinen. Während
das ausgewählte
Substrat 12 sich zwischen den Zufuhrrollen 102, 104 befindet,
wirkt die Druckkraft darauf und auf die Zufuhrsubstrate 110, 112.
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Es
wird besonders erwähnt,
daß die
Ausführungsform
der Vorrichtung 10, die oben beschrieben und in den 5 und 6 gezeigt
wird, für
jede Operation, die oben beschrieben wird, mit Bezug auf die Ausführungsformen
der Vorrichtung 10, die in den 1-4 gezeigt
wird, verwendet werden kann.
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BETRIEB
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Um
eine beliebige Ausführungsform
der Vorrichtung 10 der Erfindung zu verwenden, unabhängig davon,
welche Art von Operation ausgeführt
wird, führt
der Nutzer das ausgewählte
Substrat 12 in die zufuhrseitige Öffnung 62 oder 142 ein
und führt
das vordere Ende desselben zwischen die zusammengepreßten Zufuhrrollen 16, 18 oder 102, 104 zu.
Der Nutzer schiebt dann das ausgewählte Substrat 12 zwischen
den Zufuhrrollen 16, 18 oder 102, 104 vor, so
daß der
durch Druck erzeugte Eingriff der Zufuhrrollen 16, 18 oder 102, 104 die
ersten Flächen
beider Zufuhrsubstrate 40, 52 oder 110, 112 gegen
die gegenüberliegenden
Seiten des ausgewählten
Substrats 12 preßt,
um so eine Klebebindung zwischen den Substraten 12, 40 und/oder 52 oder 12, 110 und/oder 112 zu
bewirken. Wenn das ausgewählte Substrat 12 zwischen
den Zufuhrrollen 16, 18 oder 102, 104 vorgeschoben
wird, wickeln sich die Abschnitte der ersten und zweiten Zufuhrsubstrate 40, 52 oder 110, 112 von
ihren Zufuhrrollen 16, 18 oder 102, 104 ab
und schieben sich zusammen mit dem ausgewählten Substrat 12 durch
die entleerungsseitige Öffnung 64 oder 144 nach
außen.
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Der
Vorschub des ausgewählten
Substrats
12 kann durch manuelles Ziehen an den freien
Enden der ersten und zweiten Zufuhrsubstrate
40,
52 oder
110,
112 bewirkt
werden, die aus der entleerungsseitigen Öffnung
64 oder
144 herausragen.
Alternativ kann für
eine Vorrichtung, die insbesondere für die normale Klebstoffübertragung
oder Magnetherstellung ausgelegt ist, eine Aufwickelrolle (nicht
dargestellt), die von einem Drehknopf oder einem Betätigungselement
angetrieben ist, genutzt werden, um das zweite Zufuhrsubstrat
52 oder
112 aufzuwickeln, wie
im
US-Patent Nr. 6,422,281 gezeigt.
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Für eine normale
Laminieroperation ist das ausgegebene Produkt das ausgewählte Substrat 12 mit
Laminierfolien, die an den gegenüberliegenden Seiten
desselben haften. Falls gewünscht,
können die
Folien um den Rand das ausgewählten
Substrats 12 gelegt werden.
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Für eine normale
Klebstoffübertragungsoperation
ist das ausgegebene Produkt das ausgewählte Substrat 12 mit
dem druckempfindlichen Klebstoff von der Trennfolie, der auf eine
Seite desselben aufgebracht ist, und mit der Trennfolie, die den
anhaftenden Klebstoff abdeckt. Das Maskensubstrat deckt die andere
Seite des ausgewählten
Substrats 12 und alle Teile der Trennfolie und des Klebstoffs,
der auf dem Rand des ausgewählten
Substrats 12 freiliegt, ab. Wenn die erste Fläche des
Maskensubstrats mit einem Trennmaterial behandelt wird, dann dient
es einfach dazu, den überschüssigen Klebstoff
auf dem Rand des ausgewählten
Substrats 12 bis zu dem Zeitpunkt abzudecken, an dem der
Nutzer das Maskensubstrat abziehen und das ausgewählte Substrat 12 von
der Trennfolie für
ein Anhaften an einer Kontaktfläche
entfernen will. Gemäß den Lehren
der vorher erwähnten
Patente '417 und '962, die jeweils
in Gänze
in die vorliegende Anmeldung durch Verweis aufgenommen werden, kann
die erste Fläche
des Maskensubstrats jedoch unbehandelt bleiben und daher eine Neigung
zum Binden von über schüssigem Klebstoff
haben, der auf dem Rand des ausgewählten Substrats 12 freiliegt.
Das Maskensubstrat bindet sich dann während der Verarbeitungsoperation
an diesen überschüssigen Klebstoff.
Im Ergebnis dessen führt
das Abziehen des Maskensubstrats von der Trennfolie und dem ausgewählten Substrat 12 zum
Ablösen
des überschüssigen Klebstoffs
vor dem Abziehen des ausgewählten
Substrats 12 von der Trennfolie.
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Für eine kombinierte
Laminier-/Klebstoffübertragungsoperation
ist das ausgegebene Produkt das ausgewählte Substrat 12 mit
(a) dem druckempfindlichen Klebstoff von der Trennfolie, der auf
eine Seite desselben aufgebracht ist, und der Trennfolie, die den
anhaftenden Klebstoff abdeckt, und (b) einer Laminierfolie, die
die andere Seite des ausgewählten Substrats 12 abdeckt
und schützt.
Das ausgewählte Substrat 12 kann,
falls gewünscht,
um seinen Rand gelegt werden, und die Trennfolie kann abgezogen werden,
damit das ausgewählte
Substrat 12, wie gewünscht,
an einer Kontaktfläche
haften kann, wobei die Laminierfolie die gegenüberliegende Seite schützt.
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Für ein Magnetsubstrat
ist das ausgegebene Produkt das Magnetsubstrat, das an eine Seite
des ausgewählten
Substrats 12 gebunden ist, sowie das Maskensubstrat, das
sowohl die andere Seite des ausgewählten Substrats 12 als
auch alle Teile des Magnetsubstrats und Klebstoff abdeckt, der am
Rand des ausgewählten
Substrats 12 freiliegt. Wenn die erste Fläche des
Maskensubstrats mit einem Trennmaterial behandelt wird, dann dient
es einfach dazu, den überschüssigen Klebstoff
um das ausgewählte Substrat 12 herum
abzudecken, um dem Nutzer zu ermöglichen,
das Magnetsubstrat um den Rand des ausgewählten Substrats 12 zu
legen, wobei das Maskensubstrat den überschüssigen Klebstoff abdeckt.
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Die
erste Fläche
des Maskensubstrats kann unbehandelt bleiben und daher eine Neigung
zum Verbinden mit dem überschüssigen Klebstoff
haben, der auf dem Rand des ausgewählten Substrats 12 freiliegt.
Im Ergebnis dessen führt
das Abziehen des Maskensubstrats vom Magnetsubstrat und dem ausgewählten Substrat 12 zum
Ablösen
des überschüssigen Klebstoffs
vor dem Aufbringen des Magnetsubstrats auf das ausgewählte Substrat 12.
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Die
vorhergehende ausführliche
Beschreibung ist bereitgestellt worden, um die strukturellen und
funktionellen Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu illustrieren
und ist nicht als Einschränkung gedacht.
Im Gegenteil soll die vorliegende Erfindung alle Änderungen,
Modifizierungen und Ersetzungen als innerhalb des Geltungsbereichs
der folgenden Ansprüche
liegend umfassen.