CH641995A5 - Verfahren und vorrichtung zum perforieren von flaechenhaftem material. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Perforieren von flächenhaftem Material.

Beim Perforieren von flächenhaftem Material wird häufig eine zweidimensionale Lochmatrize mit streng eingehaltenen Grenzen hinsichtlich der Gleichmässigkeit des Perforationsabstandes zwischen Reihen und Kolonnen der Matrize gewünscht. Ein Beispiel von besonderem Interesse ist das Perforieren von Zigarettenfilter-Mundstückpapier, bei welchem die Lochmatrizengleichmässigkeit die Konsistenz der Zigarettenverdünnungseigenschaften ermöglicht. Bei verschiedenen bekannten mechanischen Durchschlagverfahren und Verfahren zum Perforieren durch elektrische Lichtbögen lässt sich der Reihenabstand dadurch genau machen, dass eine gesonderte Perforiervorrichtung für jede Reihe vorgesehen wird. Die Gleichmässigkeit im Abstand der in jeder Reihe vorgenommenen Perforationen und damit der genaue Kolonnenabstand lässt sich dadurch erreichen, dass die Arbeitsweise jeder Perforiervorrichtung synchronisiert wird. Da die Perforiervorrichtungen, z.B. Stifte oder Elektrodenpaare, körperlich in ihrer Grösse begrenzt sind, lassen sich solche Verfahren leicht zum Erzielen sehr enger Abstände benachbarter Reihen der Matrize anwenden.

Es sind ferner Perforierverfahren bekannt, bei denen Laser verwendet werden, welche pulsierende oder kontinuierliche Lichtenergie zur Reihen- und Kolonnenperforation verwendet werden. Bei diesen Verfahren wurde jedoch aus wirtschaftlichen und Gründen der Grösse die Verwendung eines einzigen Lasers bevorzugt, der sowohl zur Reihen- als auch zur Kolonnenperforation dient. Bei den bekannten Verfahren mit Anwendung eines einzigen Lasers zum Erzielen eines gleichmässigen Abstandes musste der Laserstrahl in mehrere Strahlen, einen für jede Reihe, aufgeteilt werden, und das Fokussieren von Licht auf ein flächenhaftes Material durch die Verwendung einer gesonderten Linse für jede Reihe vorgenommen werden. Die Festlegung der Perforationen durch genaue Grenzen innerhalb jeder Reihe wurde durch die Ver-

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Wendung eines beweglichen Reflektorelements in jedem der Vielzahl von Strahlenbahnen versucht. Die Einrichtung zum Erzielen von Präzisionsbewegungen sind kompliziert, da Schwingungen und gelenkige Bewegungen solcher Reflektorelemente in ihre und aus ihrer Bezugsebene vermieden werden sollen, um die Löcher in Reihen gleichmässig anzuordnen, so dass der gegenwärtige Stand der Technik den Forderungen nicht voll Rechnung trägt.

Die vorgenannten Verfahren und die sie erläuternden Hinweise sowie weitere Verfahren werden in den folgenden Ausführungen erläutert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum Perforieren von flächenhaftem Material durch die Verwendung von Lichtenergie zu entwickeln.

Desgleichen gehört es zur Aufgabe der Erfindung, eine schnelle Perforation von Zigarettenfilter-Mundstückpapier durch Laser zu ermöglichen.

Dies wird erzielt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 für das Verfahren und des Patentanspruches 6 für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform verwendet die erfindungsgemässe Vorrichtung Reflektorelemente, die durch einen Laserausgangsstrahl hindurch gedreht werden, wobei die Reflektorelemente in einer solchen Winkelstellung angeordnet und so gestaltet sind, dass zur Reflexion modifizierte Lichtenergiestrahlen erhalten werden, von denen jeder mit Bezug auf eine Symmetrieachse desselben divergiert, die zur optischen Achse einer Linse parallel ist, die zum Sammeln von Paaren solcher modifizierter Lichtstrahlen verwendet wird. Die Reflektorelement-Dreh-geschwindigkeit, die Fördergeschwindigkeit des flächenhaften Materials und die Gesamtanordnung der Reflektorelemente mit Bezug auf das flächenhafte Material werden so gewählt, dass die gewünschten Perforationsmatrizeneigenschaften erhalten werden.

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen anhand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, in welchem eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht der Reflektorscheiben nach Fig. 1, welche für die Zwecke der Erläuterung nebeneinander dargestellt sind;

Fig. 3 eine optische Anordnung zur Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 eine optische Anordnung zur Vorrichtung nach Fig. 1, erweitert durch die Anordnung zusätzlicher Reflektorscheiben;

Fig. 5 eine Ansicht einer solchen erweiterten Anordnung;

Fig. 6 die jeweilige Gestaltung der Reflektorscheiben der erweiterten Anordnung;

Fig. 7 eine geometrische Darstellung zur Erläuterung der Perforationsvorgänge bei der erweiterten Anordnung nach Fig. 5.

Wie Fig. 1 zeigt, wird eine Bahn 10 aus flächenhaftem Material von einer Aufnahmetrommel 12 gesammelt, die nachfolgend einer waagrechten Förderbahn von einer nicht gezeigten Abgabetrommel her folgt. Die Aufnahmetrommel 12 wird von einer Antriebseinheit 14 mit einer Geschwindigkeit zur Drehung angetrieben, welche durch ein Steuersignal auf einer Leitung 16 bestimmt wird, die mit dem Potentiometer 18a des Gerätreglers 18 verbunden ist.

Der Regler 18 liefert ein weiteres Signal vom Potentiometer 18b an eine Leitung 20 zur Regelung der Antriebseinheit 22 der Lichtreflektoranordnung 24, die eine Welle 26 aufweist, welche durch die Antriebseinheit 22 zur Drehung angetrieben wird, ferner lichtreflektierende Scheiben 28 und 30 und ein Abstandsstück 32, das auf die Welle 26 mit den Scheiben zur Drehung mit diesen aufgekeilt ist.

Ein Laser 34 erzeugt einen kontinuierlichen Ausgangsstrahl 36, der durch eine Linse 38 an einer Stelle benachbart den Scheiben 28 und 30 fokussiert wird. Die durch die Scheiben reflektierten Lichtstrahlen werden durch ein gemeinsames Fokussierungselement, das als Linse 40 dargestellt ist, auf die Bahn 10 geleitet.

Fig. 2 zeigt nebeneinander angeordnet und in schaubildlicher Darstellung die Scheibe 28 und die Scheibe 30, wie die letztere rechts von der Scheibe 28 in Fig. 1 gesehen würde. Die Scheiben sind auf die Welle 26 an einer Stelle aufgekeilt, an welcher sich die Linien 42 und 44 in einer gemeinsamen Ebene mit der Wellenachse 46 befinden.

Bei der dargestellten Ausführungsform, bei welcher zwei Scheiben verwendet werden, auf welche abwechselnd der Strahl 36 (Fig. 1) auftrifft, weisen die Scheiben lichtdurchlässige, in gleichmässigen Abständen vorgesehene Umfangsteile 48 und 50 auf, die zueinander versetzt sind, und zwischen sich reflektierende Facetten 52 und 54 begrenzen. Gewöhnlich werden 45 solcher Facetten verwendet, wobei sich jede Facette über vier Bogengrade (Winkel 56 und 58) erstreckt und sich jeder lichtdurchlässige Teil ebenfalls über vier Bogengrade (Winkel 60 und 62) erstreckt. Wenn sich der durchlässige Teil 48a mit seiner Vorderkante in Ausfluchtung mit der Linie 42 befindet und der durchlässige Teil 50a in Abstand von der Linie 44 um den Facettenwinkel 58, sind die Scheiben zur abwechselnden Reflexion des Laserstrahls richtig ausgerichtet, welcher Strahl durch den durchlässigen Teil 48a hindurchtritt, um durch die im Uhrzeigersinn des durchlässigen Teils 50a fallende Facette reflektiert zu werden. Die lichtdurchlässigen Teile sind gewöhnlich Öffnungen in den Scheiben von einer für den freien Durchtritt des Laserstrahls ausreichenden Grösse. Das Abstandsstück 32 kann mit einer Erstreckung längs der Achse 46 gewählt werden, um die Scheiben 28 und 30 in Abstand voneinander zu halten, um die ursprüngliche Lage von durch die Scheibenfacetten modifizierten Strahlen für die nachstehend erläuterten Zwecke zu modifizieren. Obwohl die Scheibe ohne lichtdurchlässige Teile hergestellt werden kann, da sie vom Laser aus die letzte Scheibe ist, wird durch die beschriebene Anordnung eine unerwünschte Reflexion des Laserausgangsstrahls durch die Scheibe 30 während des Auftreffens des Laserstrahls auf die Facetten der Scheibe 28 mit dem Laserstrahl gemildert, d.h. der Laserausgangsstrahl-Übertritt über die Scheibe 28 hinaus tritt lediglich durch die Öffnungen 30 der Scheibe hindurch. In dieser Beziehung kann ein solcher Strahlübertritt in Fällen wünschenswert sein, in welchen unterschiedliche Abstandslängen in benachbarten Reihen erforderlich sind. und die Strahlausnutzung nicht streng alternativ wie bei der beschriebenen Anordnung ist.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, führt jedes Auftreffen des Strahles 36 auf eine Facette der Scheibe 28 zur Fortpflanzung einer modifizierten Version des Laserausgangsstrahls, welcher modifizierte Strahl bei 64 gezeigt ist und eine Mittelachse 64a hat, d.h. eine Symmetrieachse, die parallel zur optischen Achse 40a der Linse 40 durch die Ausrichtung der Scheibe 28 gemacht ist. Der modifizierte Strahl 64 hat Aus-senstrahlen 64b und 64c, welche von der Strahlmittelachse 64a entgegengesetzt divergieren. Das virtuelle Objekt oder der Ausgangspunkt des Strahls 64 ist bei 64d gezeigt. Wenn der Strahl 36 zwischen den Scheiben 28 und 30 konvergiert und dann divergiert, dann ist der Strahl mit Bezug auf die Scheibe 28 konvergent und der modifizierte Strahl 64 ist konvergent am Anfang und dann divergent.

Die Linse 40 hat ferner innerhalb ihres Gesichtsfeldes die Facetten der Scheibe 30 und sammelt daher weitere modifi5

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zierte Versionen des Laserausgangsstrahls 36 bei jedem Auftreffen des Strahles 36 auf eine Facette der Scheibe 30. Bei dem weiteren modifizierten Strahl 66 ist die Mittelachse 66a (Strahlsymmetrieachse) ebenfalls parallel zur optischen Achse 40a der Linse gemacht und gibt es divergierende äussere Strahlen 66b und 66c sowie ein virtuelles Objekt bzw. einen Ausgangspunkt 66d.

Während die Strahlen des modifizierten Strahls, die mit den Achsen 64a und 66a zusammenfallen, mit Strahlen zum Brennpunkt kommen, die mit der optischen Achse 40a der Linse oder anderen zu dieser parallelen Achsen am Brennpunkt F40 der Linse 40 zusammenfallen, kommt der divergierende Inhalt der modifizierten Strahlen 64 und 66 zum Brennpunkt ausserhalb der Brennpunktebene FP40 an den Stellen 68 und 70. Diese Stellen befinden sich in verschiedenen Abständen ausserhalb der Linse 40 und beruhen auf der Differenz (d40) in den Abständen der Scheiben 28 und 30 von dem Divergenzursprung 360 des Strahls 36. Die virtuelle Objektlage 64d des Ursprungs 36„ für die Scheibe 28 hat den gleichen Abstand (d28) von der Scheibe 28 wie der Ursprung 360. Die virtuelle Objektlage 66d des Ursprungs 360 für die Scheibe 30 befindet sich ebenfalls in dem gleichen Abstand (d30) von der Scheibe 28 wie der Ursprung 360. Der erwähnte Abstand (d40) zwischen den Scheiben 28 und 30 bestimmt den Abstand !>! zwischen den Stellen 68 und 70 bei Berücksichtigung der jeweiligen Verhältnisse (a) des Abstandes zwischen der Mitte der Linse 40 und der Scheibe 28 zum Abstand zwischen der Mitte der Linse 40 und der Stelle 68 und (b) des Abstandes zwischen der Mitte der Linse 40 und der Scheibe 30 zum Abstand zwischen der Mitte der Linse 40 und der Stelle 70.

In der Praxis befinden sich die Scheiben 28 und 30 in einem solchen Abstand voneinander, dass die durch die Scheibe 30 reflektierte Energie am unteren Ende der Scheibe 28 vorbeigeht oder durch die Öffnungen der Scheibe 28 hindurchtritt und diese nicht zur Interferenz mit ihr beaufschlagt. Hinsichtlich der äussersten Grenze des Abstandes der Scheiben 28 und 30 wird diese durch das Erfordernis bestimmt, dass durch beide Scheiben reflektierte Energie auf die Linse 40 einfällt. Ferner wird der Scheibenabstand so gewählt, dass eine ausreichende gegenseitige Nähe der Stellen 68 und 70 entlang der Linsenachse 40a erhalten wird, um den Verlauf der Bahn 10 in enger Anordnung zu jeder Stelle, wie in Fig. 3 gezeigt, zu ermöglichen, in welcher die Bahn zwischen den Stellen 68 und 70 in grosser Nähe verläuft.

Die Strahlachse 36 und die Welle 26 sind mit einem gemeinsamen spitzen Winkel zur Ebene der Fig. 3 angeordnet, und die optische Achse 40a der Linse ist um einen solchen Winkel aus der Ebene der Fig. 3 heraus bewegt. Die Bahn 10 fällt mit einer Randkante mit der Ebene der Fig. 3 zusammen. Der Betrieb der Vorrichtung ergibt eine erste Reihe von Perforationen, die durch den modifizierten Strahl 64 an den Stellen 68 erzeugt wird, und eine zweite Perforationsreihe in Abstand von der ersten, die durch den modifizierten Strahl 66 an den Stellen 70 erzeugt wird. Diese Praxis wird durch eine detaillierte Beschreibung eines erweiterten Systems, das in Fig. 4 bis 7 gezeigt und erläutert ist, besser verständlich.

In Fig. 4 sind vier Reflektorscheiben 28', 30', 74 und 78 auf der Welle 26 angeordnet, auf der sie durch Abstandsstücke 32,72 und 76 in Abstand voneinander gehalten werden. Ein zusätzliches Fokussierelement für modifizierte Strahlen ist als Linse 80 dargestellt. Die modifizierten Strahlen 82 und 84 werden durch die Facetten der Scheiben 74 und 78 fortgepflanzt. Der modifizierte Strahl 82 besitzt eine mittige Symmetrieachse 82a, äussere divergierende Strahlen 82b und 82c und ein virtuelles Objekt bzw. eine Ursprungsstelle 84d. Die Achse 84a ist zur optischen Achse 80a der

Linse parallel gemacht. Während die Strahlen des modifizierten Strahls 82 und 84, die mit den Achsen 82a und 84a zusammenfallen, zu einem Brennpunkt mit den Strahlen kommen, welche mit der optischen Achse 80a der Linse oder mit anderen zu diesen parallelen Achsen am Linsenbrennpunkt F80 zusammenfallen, kommen die divergenten Inhalte der modifizierten Strahlen 82 und 84 zu einem Brennpunkt ausserhalb der Brennpunktebene FP80 an den Stellen 86 und 88. Diese Stellen befinden sich in verschiedenen Abständen ausserhalb der Linse 80 beruhend auf der Differenz (d80) in den Abständen (d74 und d78) der Scheiben 74 und 78 vom Divergenzursprung 360 des Strahls 36. Die Linse 80 ist tiefer als die Linse 40 angeordnet, um die vorerwähnten Verhältnisse (a) und (b) für die Linse 80 und die Scheiben 74 und 78 aufwerte zu bringen, die der Anordnung der Brennpunkte 86 und 88, gewöhnlich in gemeinsamer Anordnung mit den Stellen 68 und 70, angepasst sind. Die Bahn 10 befindet sich daher benachbart allen Stellen 68, 70, 86 und 88. Der Abstand D3 wird durch den Abstand d80 und durch die Verhältnisse (a) und (b) für die Linse 80 und die Scheiben 74 und 78 bestimmt. Ein weiterer Abstand D2, dessen Bedeutung nachfolgend erläutert wird, besteht zwischen den Stellen 68 und 88.

In Fig. 5 ist die Ebene der Fig. 4 orthogonal zur Bahn 10 und fällt mit der Bahnkante 10a zusammen und die Laserausgangsstrahlachse 36a bildet mit ihr einen spitzen Winkel Z. Die Achse der Welle 26 befindet sich in einer gemeinsamen Ebene mit der Strahlachse 36a orthogonal zur Bahn 10. Durch Einstellen der Systemparameter, wie ebenfalls nachfolgend erläutert, kann die dargestellte Vier-Reihen-Kolonnen-Matrize mit Kolonnenabständen D4 und Ds erreicht werden, die auf das jeweilige obere und untere Nachbarreihenpaar anwendbar sind, und die Abstände Sx bis S3, die zwischen den Reihen anwendbar sind.

Fig. 6 zeigt die Ausbildungen der Scheiben 28', 30', 74 und 78. Wenn alle Scheiben an in einer gemeinsamen Ebene liegenden Verkeilungslinien 90,92,94 und 96 verkeilt sind und 45 Facetten je Scheibe angenommen werden, wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3, erstrecken sich die Facetten aller Scheiben über zwei Bogengrade und die Öffnungen derselben erstrecken sich je über sechs Bogengrade. Die Facette 98 der Scheibe 30' fällt mit ihrer im Uhrzeigersinn voreilenden Kante mit der Verkeilungslinie 92 zusammen. Bei den Facetten 100, 102 und 104 der Scheiben 28', 74 und 78 befinden sich ihre im Uhrzeigersinn voreilenden Kanten in Abstand von den Verkeilungslinien 90,94 und 96 um Winkel 106,108 und 110 von zwei, 6 und 4°. Bei dieser Ausbildung ergibt sich, wie ersichtlich, dass eine Uhrzeigersinndrehung der Welle 26 eine aufeinanderfolgende Fortpflanzung modifizierter Strahlen 66, 64, 84 und 82 (Fig. 4) zur Folge hat. Diese Zündungsreihenfolge ist zur Vereinfachung der Erläuterung gewählt, da sie zeitlich aufeinanderfolgende Perforationen in den Reihen 112,114,116 und 118 in Fig. 5 ergibt. Die Zündfolge kann, wenn gewünscht, gegenüber der vorgenannten Reihenfolge abgeändert werden. Wie für die 2-Scheiben-Ausführungsform vorangehend erwähnt, kann die letztfolgende Scheibe ohne lichtdurchlässige Teile angeordnet werden, jedoch sind diese vorzuziehen, um unerwünschte Lichtenergiereflexionen von dieser letzten Scheibe zu mildern. Der Laserstrahl wird auf seinen Divergenzursprung 360 (Fig. 4) fokussiert, so dass der Strahlquerschnitt die Öffnungen der vorletzten Scheibe (Scheibe 74) nicht trifft, wodurch sichergestellt wird, dass der volle Strahl auf jede Scheibe einfallen kann.

Fig. 7 zeigt vier in zeitlicher Aufeinanderfolge hergestellte Vollinien-Perforationen 120,122,124 und 126. Der zeitliche Abstand zwischen jeder aufeinanderfolgend gemachten Perforation lässt sich leicht berechnen, da die Fortpflan-

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Zungsgeschwindigkeit modifizierter Strahlen allein durch die Reflektoranordnungsparameter bestimmt wird, d.h. es werden bei einer Umdrehung der Welle 26 bei der gegebenen Ausführungsform viermal 45 oder 180 modifizierte Strahlen fortgepflanzt. Der zeitliche Abstand (t) zwischen aufeinanderfolgend hergestellten Perforationen, d.h. zwischen den Perforationen 120 und 122 beträgt daher 1/180 R, wobei R die Zahl der Umdrehungen der Welle 26 je Zeiteinheit ist.

Der Betrag des Abstandes zwischen den Perforationen 120 und 122 wird durch das Mass (Fig. 7) Dj-cos Z plus D6. Dx ist der Abstand in der Ebene der Fig. 4 zwischen den Perforationen 120 und 122 bei stationärer Bahn 10. Die Projektionsbildtrennung (cast image séparation) Dj ist grösser in Fig. 7 beruhend auf dem Winkel Z und hat das Mass Dj cos Z. D6 stellt die Strecke dar, welche von der Bahn 10 während der Interperforationszeitperiode (t) zurückgelegt wird und ist einfach die Bahngeschwindigkeit (je Zeiteinheit zurückgelegte Strecke) multipliziert mit t, abgeleitet wie oben. Da die Perforationen in der Reihe 112 alle an der gleichen Stelle (70 - Fig. 4) mit Bezug auf die Linse 40 gemacht werden und keinen Projektionsbildabstand haben, können sie alle sich um einen Betrag (D4) in Abstand befinden, der als partiell zu dem Abstandsmass Di cos Z plus D6 gezeigt ist und ein Vielfaches von De mal der Zahl der Scheiben.

Bei dem Beispiel von Fig. 7 werden bei der Rechtsbewegung der Bahn 10 die Perforationen 128 und 130 der Reihe 112 abstandsmässig vor und die Perforation 132 der Reihe 112 abstandsmässig zusammenfallend mit der Perforation 122 der Reihe 114 gemacht, jedoch zeitlich später als die Perforation in der Reihe 114. Solche Phänomene sind den kombinierten Wirkungen der Projektionsbildtrennung wie zwischenzeitlich aufeinanderfolgenden Perforationen und dem Winkel Z zuzuschreiben.

Man kann eine Zahl N definieren, indem die Zahl der Perforationen der Reihe 112 angegeben wird, die abstandsmässig vor (oder zusammenfallend mit) sind und zeitlich später als die Perforation der Reihe 114, die zeitlich nachfolgend einer anfänglichen Reihe 112 Perforation gemacht wird und die folgende Beziehung für eine Vier-Scheiben-Anord-nung aufgestellt wird.

ND4 =D!CosZ+D6 1)

N =D!CosZ+Dfi 2)

D4

oder

D! cos Z = D4N-D6 3)

oder

Di = D* N-P, 4)

cos Z

Bei dem gegebenen Beispiel ist N drei und D4 viermal D6. In diesem Fall:

D, = 11P6 5)

cos Z

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Im Ausdruck (4) mit Dt, Z und N Vorwahlkonstanten können D4 und D6 als gegenseitig veränderlich festgelegt werden, um das gleiche Muster zu affizieren. Da D4 proportional t ist und da De durch die Bahngeschwindigkeit bestimmt wird, lässt sich eine Reihe von jeweiligen Werten für die Antriebseinheit 22 (Geschwindigkeit der Reflektoranordnung, Signal auf der Linie 20 in Fig. 1) und die Antriebseinheit 14 (Bahnfördergeschwindigkeit, Linie 16 in Fig. 1) erstellen, welche die Gestaltung der Fig. 7 für die Reihen 112 und 114 ergeben. Der Reglereingang 18c kann die Wischerstellungen der Potentiometer 18a und 18b gemeinsam einstellen, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die Zahl N ist bei dem vorangehenden Beispiel eine ganze Zahl und als die Zahl drei gewählt. Es kann jede ganze Zahl gewählt werden, um eine Kolonnenperforationsüber-deckung zu erhalten. Niedrigere Werte von N, d.h. weniger Perforationen in der Reihe 112 zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden (Reihe 112 - Reihe 114) Perforationen haben zur Folge eine geringere Anzahl von Perforationen je Abstandseinheit in der Bahn 10. Umgekehrt ergeben höhere Werte von N eine erhöhte Perforationsdichte in der Bahn.

Wenn N nicht als ganze Zahl gewählt wird, wird die vorerwähnte Kolonnenüberdeckung nicht erhalten. Wenn für N beispielsweise der Wert 3 Vi gewählt wird, nimmt die Perforationsdichte beispielsweise zwischen den Reihen 112 und 114 von der N gleich 3 Situation ab und die Perforationen in den Reihen 112 und 114 sind gegenseitig gleichmässig versetzt, d.h. um 180° phasenversetzt, wie dies bei allen Werten für N der Fall ist, die als Bruchteil lA haben.

In der vorangehend beschriebenen Situation N gleich 3 trifft die Kolonnenüberdeckung in den Reihen 116 und 118 ebenfalls zu und die Kolonnenüberdeckung beispielsweise unter allen Reihen 112 bis 118 lassen sich erzielen, wenn D2 cos Z plus D6 ein ganzes Vielfaches von D6 mal der Zahl der Scheiben gemacht wird und wenn D3 gleich Dt gemacht wird. Anderseits können ungleichmässige Matrizen durch andere Parameterwahl erzielt werden, jedoch mit Übereinstimmung sowohl der Reihenabstandsgleichmässigkeit als auch der Gleichmässigkeit des Perforationsabstandes zwischen den Reihen. Die Abstandsparameter können in gleicher Weise zum Ausgleich für Optikaberrationen modifiziert werden, um gewünschte Perforationsmatrizen zu erhalten.

Die dargestellte Anordnung, die einen kontinuierlichen Laser und eine Reflektorgruppe mit gemeinsamer Welle verwendet, deren Reflektorelemente in einem kreisförmigen geometrischen Ort durch den Laserstrahl gedreht werden, wird besonders zur Erzeugung von räumlich getrennten modifizierten Strahlen bevorzugt, deren Strahlsymmetrieachsen parallel zur optischen Achse einer benachbarten modifizierten Strahlen gemeinsamen Linse sind. Der Fachmann kann hierzu auch andere Anordnungen zur Durchführung des er-findungsgemässen Verfahrens wählen, beispielsweise solche, bei denen gepulste Laser verwendet werden oder ein Zerhak-ken eines kontinuierlichen Strahls erfolgt. Natürlich können auch Strahlen in grösserer Zahl als zwei durch ein gemeinsames Fokussierelement gesammelt werden, was zu einer entsprechenden Zahl von Perforationsreihen führt, die grösser als die beiden Reihen ist, die bei der dargestellten Ausführungsform für jede Linse erhalten wird.

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Perforieren von flächenhaftem Material, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   a) Es wird ein Lichtenergiestrahl projiziert und fokussiert,

   b) der projizierte Strahl wird an entsprechenden verschiedenen Orten entlang seiner Achse unterbrochen, wobei der Strahl von jedem dieser Orte als erster und zweiter divergierender Strahl mit gegenseitig parallelen Achsen weitergeleitet wird, wobei die weitergeleiteten Strahlen ungleiche Querschnitte aufweisen, und die Achsen untereinander in Übereinstimmung mit vorgewählten Abständen zwischen nebeneinanderliegenden Reihen von Perforationen im flächenhaften Material in Abstand angeordnet sind, und c) die ersten und zweiten Strahlen durch eine gemeinsame fokussierende Linse geleitet werden, welche jenseits des Fokussierpunktes der Lichtquelle liegt und eine optische Achse aufweist, die parallel zu den Achsen der Strahlen liegt, und d) das flächenhafte Material an einem Ort neben den Stellen, an welchen die modifizierten Strahlen durch die Linse fokussiert werden, angeordnet wird, wobei die Brennpunktorte dieser Strahlen an verschiedenen Distanzen ausserhalb der Linse liegen, wobei mehrere Reihen von Perforationen im Material ausgeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines ersten und eines zweiten lichtreflektierenden Organs, die wechselweise in die entsprechenden verschiedenen Stellen bewegt werden, um den projizierten Strahl zu unterbrechen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der ersten und zweiten lichtreflektierenden Mittel durch eine Anzahl lichtreflektierende Elemente gebildet wird, die in gegenseitig in Abstand befindlicher Beziehung in einem kreisförmigen geometrischen Ort angeordnet sind, wodurch jeder solche kreisförmige geometrische Ort durch den projizierten Strahl um eine Drehachse in sich überschneidender Beziehung mit der erwähnten Strahlachse gedreht wird, so dass die lichtreflektierenden Elemente den Strahl unterbrechen.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Massnahme d) in der Weise durchgeführt wird, dass das flächenhafte Material in ebener Anordnung ausserhalb des Brennpunktes der erwähnten Linse angeordnet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl ein kontinuierlicher Laserstrahl ist.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) eine Quelle (34) zur Erzeugung eines kontinuierlichen Lichtenergiestrahls (36);

   b) lichtreflektierende Mittel (28,30) zur Gegenüberstellung mit einem solchen Strahl an gegenseitig verschiedenen Stellen längs der Achse des Strahls zur Erzeugung des ersten und des zweiten divergierenden Strahls, die zueinander parallele Symmetrieachsen aufweisen;

   c) eine Linse (40), die den beiden verschiedenen Stellen zum Sammeln des ersten und des zweiten divergierenden Strahls gemeinsam ist, welche Linse eine optische Achse aufweist, die zu den erwähnten Symmetrieachsen parallel ist; und d) eine Fördereinrichtung (12) für flächenhaftes Material zum Fördern des flächenhaften Materials (10) in einer Ebene, die neben den Stellen liegt, an welchen die Linse den ersten und den zweiten divergierenden Strahl fokussiert.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtreflektierenden Mittel b) eine Welle (26) aufweisen, die zur Drehung um eine Achse gelagert ist, welche die erwähnte Strahlenachse schneidet, welche lichtreflektierenden Mittel (28, 30) für jede der gegenseitig verschiedenen Stellen eine Anzahl von lichtreflektierenden Elementen aufweisen, die mit winkelig in Abstand befindlichen, gemeinsamen radialen Stellungen um die erwähnte Welle herum getragen werden, welche lichtreflektierenden Elemente (52, 54) für solche verschiedenen Stellen jeweils zu der Welle gegenseitig winkelig versetzt sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Antrieb (22) zur Drehung der Welle (26) und Abstandsstücke (32, 72, 76) zur gegenseitigen Trennung der lichtreflektierenden Mittel längs der Wellenachse derart,

   dass die reflektierenden Elemente in die erwähnten gegenseitig verschiedenen Stellen längs der Strahlachse bei einer solchen Wellendrehung gebracht werden.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Quelle ein kontinuierlicher Laser (34) ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der lichtreflektierenden Elemente durch eine lichtreflektierende Scheibe (28, 30, 74, 78) mit Facetten zum Reflektieren des auf sie einfallenden Lichts und durch lichtdurchlässige Teile, welche die Aufeinanderfolge der Facetten trennt, gebildet wird.