JPH02303473A - 紙巻タバコに孔を作る方法及び装置 - Google Patents

紙巻タバコに孔を作る方法及び装置

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JPH02303473A
JPH02303473A JP2115026A JP11502690A JPH02303473A JP H02303473 A JPH02303473 A JP H02303473A JP 2115026 A JP2115026 A JP 2115026A JP 11502690 A JP11502690 A JP 11502690A JP H02303473 A JPH02303473 A JP H02303473A
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cigarettes
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Michael J Cahill
マイクル ジョン カヒル
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ジョン ドウソン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は紙巻タバコの製造に関し、特に一般に紙巻タバ
コのフィルタ又は口端の領域に孔を有する通気された紙
巻タバコの製造に関する。 更*tiw、i圭髪凡里亙亙仄旦主ユ上ユA11完成し
た又はほぼ完成した紙巻タバコに集束されたレーザービ
ームによって孔を作ることは知られている。これを行う
ための既知の装置は典型的には紙巻タバコをそれ自体の
軸線の周りに回転させることを含み、それは紙巻タバコ
に損傷を与えることがあり°、又は機械的又は光学的に
複雑であり、又は過度に高いレベルのレーザーパワーを
必要とする。本発明の目的はこれらの潜在的問題の少な
くとも幾つかを解潤することである。 課題を達成するための手段 一観点によれば、本発明は紙巻タバコに孔を作るための
装置であって、一連の離間した紙巻タバコをそれらの長
さに対して横方向へ運ぶためのコンベヤと、レーザー放
射ビームを経路に沿って方向付けるための装置と、眞記
経路上でビームを遮断するための反射器とを備え、反射
器がコンベψと共に移動することができ且つ反射器が前
記経路中にある間にビームの少なくとも一部分を]ンベ
ヤ上の少なくとも1つの紙巻タバー1へ再方向付けてそ
の巻紙に孔を作る装置を提供する。好ましくは複数個の
反射器があり、各反射器は前記コンベヤ上の紙巻タバコ
の位置と1N1′sシている。 なお、本明細書全体を通じて用語「レーザー」が用いら
れているが、本発明は紙巻タバコの巻紙に孔を焼き抜い
て又は他の方法で作ることができる適当なコヒーレント
な放射に適用することができる。加えて、本明細書にお
ける用語「紙巻タバコ」の引出軸は、同様な喫煙可能な
物品を排除することを意図せず、又は紙巻タバコが作ら
れる不完全な又は未完成の紙巻タバコ又は集合体を排除
することを意図しない。例えば、フィルタ取付機械は一
般的に二倍の長さの集合体を作り、それらはその後それ
らの中閤点で分割されてフィルタ紙巻タバコを作る。本
発明はそのような集合体の穿孔に適用することができる
。 好ましくは、反射器はビームの経路を横断する経路に沿
って移動することができる。、1つ以上の反射器が同時
にビーム経路中にあることができ、ビーム経路中の各反
射器はビームの部分をコンベヤ上の同じ又は異なる紙巻
タバコの異なる部分に方向付ける。ビームの部分を紙巻
タバコの異なる部分に方向付+Jるためにビームの経路
を通して移動し得る反射器の配列があることができる。 1つよlζはそれ以上の反射器はビームの部分だ1ノを
遮断1゛るように■つ/又は時間の一部分だけにおいて
ビームを遮断するように配置されることができる。この
場合、反射お上に衝突しないビームの部分はコンベヤ上
の同じ又は異なる紙巻タバコの異なる部分へ別の経路に
沿って方向付けられることかできる。別の経路は静止し
た反射器及び/又はコンベヤと共に移動し得る別の反射
器を含むことができる。 コンベヤが離間した縦溝中で紙巻タバコを担持するドラ
ムである好適な実施例では、反射器の配列はドラムと同
軸状に配置された環状状リング上支持されることがCき
る。レーザービーム経路はドラム及びリングの回転軸線
と平行に延びる。リングは−・連の反射器を備えること
ができ、反射器のそれぞれは反射器がビーム経路中にあ
る時にビームを紙巻タバコの特別の部分に集束するよう
に配置された放物型の誼(又は鏡とレンズの組合せ体)
を備える。このため、各反射器は特別の縦溝中の紙巻タ
バコの特別の部分と関連することができる。n個のかか
る反射器が各紙巻タバコに周方向に離間した孔を作るた
めに設けられることができる。もしコンベヤによって担
持されるN個の紙巻タバコがあるならば、必要とされる
反射器の個数はnNである。 反射器を担持するリングは紙巻タバコを担持するドラム
の直径よりも大きい直径を有することができ、それによ
り便宜上反射器は放射を概ね半径方向外方の方向から紙
巻タバコ1へ集束する。この場合、ドラムに対して半径
方向内方へ面する紙巻タバコの部分へ放射を方向付ける
ために反![の第2の環状リングを設けることは好まし
い。外方リングは放射を内方リングの方へ方向付けるこ
とを意図された要素を含むことができる。該要素は第1
のリングで反射器の間に間隙を構成することができ、放
射はリングがビーム経路を通して回転する時に該間隙を
通過し且つ静止した反射器べ方向付けられ、該静止した
反01鼎は放射を第2の及び内方リングの反tA器へ再
方向付ける。前のように、内方リングによってNIIM
の紙巻タバコにn個の孔を作るために、好ましくはrB
’4個の反射器が第2のリングにある。それは外方リン
グが便宜上nN個の間隙によって分離されたnN個の反
射器を有することができることに従う。 間隙が放射を第1111Iち外方のリングを越えて通過
することの代わりに、そのリング上の反!8おの名士又
は全部が放射の若干量を例えば前記静止した反射器によ
って内方リングの方へ方向付けることを可能にするよう
に生根めっきされることができる。 放射を内方リングの方へ方向付けることを意図された外
方リングの要素は放射を直接に内方リングの方へ方向付
けるための別の反則器を備えることができる。この場合
、集束作用の全ては外方リング上の反射器によって行わ
れ、内方リングは一連の平らな反射器を備える。 外方リングがある意味で11i用を紙巻タバコへ又は内
方リングへ方向付ける主リングである好適な実施例が内
方及び外方リングに関して説明されたが、内方リングが
ビーム経路を遮断する主リングになるように内方及び外
方リングの役割を逆にすることが原理的に可能であるこ
とは理解されよう。 しかしながら、外方リングが主リングであることが好ま
しい1つの叩出は、必要上その周囲が内方リングよりも
大きく、それによりそれが主リング上で必要とされる反
射性又は他の斂素の大きい個数に一層容易に適応し得る
ことである。 レーザービームを集束するための反射器の使用に関する
ここでの言及は反射器と例えばレンズである別個の集束
要素との組合せ体を含むことを意図されることは理解さ
れるべきである。 ビームはビーム経路を通る反射器(及び/又は間隙)の
通過によってM巻タバコの種々の部分の間で切換えられ
るので、一般にそれへ使用されるパルス化されたビーム
の代わりに連続的なレーザービームを使用することは可
能である。これはレーザーの使用、従って低いパワーの
レーザーの使用を一層有効にする。特に、導波レーザー
が前に必要な^パワー低圧力気体レーザーの代わりに使
用されることができる(そのような気体レーザーの使用
を除外しないが)。 本発明の別の観点によれば、紙巻タバコに孔を作る方法
は、紙巻タバコをその長さに対して横プコ向へ第1の経
路に沿って運搬することと、レーザー放射のビームを方
向付けることと、紙巻タバコと共に移動し得る装置でご
一層を逐次遮断してビームを複数個の第2の経路に沿っ
て再方向付けさせ、該第2の経路が前記第1の経路を前
記第1の経路上で離間した位置で且つ異なる方向から遮
断し、それにより紙巻タバコが、それが前記第1の経路
上で運搬されている時に前記第2の経路上でビームから
周方向に離間した穿孔を受けることとからなる。このた
め、レーザービーム又はその一部はコンベヤ上で担持さ
れた同じ又は異なる紙巻タバコの異なる部分の間でコン
ベヤと共にビームを通して移動し得るビーム遮断要素に
よって切換えられ、それ゛により一連の周方向に離間し
た孔が紙巻タバコに作られると同時にコンベヤによって
紙巻タバコをそれ自体の軸線に対して回転することなく
担持される。 好適な実施例では、ビームはコンベヤ上の紙巻タバコの
両側にそれぞれ当たる経路に沿って順次又はrFi1時
に方向付けられることができる。コンベヤがドラムであ
る場合、経路はドラムに関して紙巻タバコの半径方向内
方及び半径方向外方部分まで延びる。 本発明の別の観点によれば、一連の周り向に離間した孔
は紙巻タバコがパルス化されたレーザービームを通り過
ぎて運搬される時に紙巻タバコに作られ、ビームの集束
位置は許容し得る孔が周囲の大部分にわたって(例えば
紙巻タバコの120°までにわたって延びる円弧にわた
って)作られるように選ばれる。好ましくは、紙巻タバ
コはそれ自体の軸線の周りに回転せずに運搬されるが、
紙巻タバコは回転コンベヤ、例えば縦溝付ドラム上で運
搬されることができる。紙巻タバコがそれ自体の軸線の
周りに回転せずに集束されたビームを通り過ぎて運搬さ
れる場合に、m巻タバコの外周のレーザ源からの距離並
びに紙巻タバコへのビームの入射角度は通常は紙巻タバ
コの曲率によって変化することは理解されよう。好適な
実施例では、集束位置はその真の焦点から離れる方への
ビームの僅かに増大した面積がビームが入射する巻紙の
変化し得る面積を補償するように選ばれ、集束位置は作
られた孔が実質的に等しい面積を有Jるように(形状は
相違するが)選ばれる。 1つ以上のビームは単一のビームによって直接に容易に
穿孔され得るよりも多い紙巻タバコの周囲d tつで第1のビームの部分を反射すること又はそうでな
ければ方向付けることによってもたらされることができ
る。代替的に、ビームを紙巻タバコの異なる部分へそれ
ぞれ方向付ける2つ又はそれ以上のレーザー源、例えば
導波レーザーが使用されることができる。ビームは同じ
紙巻タバコへ同時に当たる必要はなく、紙巻タバコのた
めのコンベヤ経路上の離間した位置へ、例えばコンベヤ
ドラム上の角度方向に離間した位置へ便利に方向付けら
れることができる。 本発明の別の観点によれば、紙巻タバコがパルス化され
たレーザービームを通り過ぎて運搬される時に少なくと
も2つの周方向に離間した孔が紙巻タバコに作られ、ビ
ームの集束構造は許容し得る孔が周方向に離間した位置
で作られるように選ばれる。好ましくは、集束構造は少
なくともビームが紙巻タバコの周囲に当たる領域でビー
ムの変化する横断面プロフィルを作るように選ばれる。 ビーム横断面プロフィルは孔を作ることが所望される異
なる位置でそれが寸法及び/又は形状を異なるように、
且つ好ましくは穿孔され且つビームが穿孔中に入射する
巻紙の周囲の部分に関する次の少なくとも1つの差を少
なくとも一部補償するように構成されることができるa
#i記補償は好ましくは実質的に同等の面積の孔を籠え
るようになっており、該孔は同じ形状である必要はない
。 別の観点によれば、本発明は、紙巻タバコがビームを通
過する時に紙巻タバコが複数個の周方向に離間した穿孔
を各紙巻タバコの部分に適用するパルス化されたレーザ
ービームを通り過ぎて順次運搬されるようにした紙巻タ
バコの穿孔方法であって、ビームが前記通過する紙巻タ
バコを穿孔しない時間中にそれが紙巻タバコの少なくど
し1つの異なる部分を穿孔するようにビームを方向付(
)るステップを含む方法を提供する。異なる部分は異な
る紙巻タバコ、即ち前記通過する紙巻タバコの位置と異
なる位置に配貨された紙巻タバコ上にあることができる
。従って、もしビームが通過ηる紙巻タバコの周囲の部
分に一連の周方向に離間した穿孔を適用づるために使用
され、該部分が紙巻タバコを運isするドラムに関して
半径方向外方にあるならば、ビームは前記通過する紙巻
タバコの間(又1ユその周り)でドラムを横切って方向
付けられ且つ再集束されることができ、それによりビー
ムは前記通過する紙巻タバコと実質的に対向する別の紙
巻タバコの周囲の半径方向内方の部分に一連の周方向に
離間した穿孔を適用する。代替的に、1つ又はそれ以上
の鏡が前記通過する紙巻タバコ又は隣接する紙巻タバコ
の半径方向内方の部分の方へビームを方向付けるように
使用されることができる。 もし各運搬される紙巻タバコの前縁が紙巻タバコの軸線
に対してOoとして表示され且つ直接のレーザー源に最
も接近して通過する「縁」が90°として表示されるな
らば、各紙巻タバコがビームを通過する時に角度扇形範
囲30°〜150゛で穿孔を行うことが比較内容易であ
ることは注目されるべきである。同様に、上述したよう
にビームを再方向付けることによって、穿孔は扇形範囲
210°〜330゛で行われることができる。孔を範囲
150°〜210°及び330゜〜30°で、例えば1
80°及び0゛で作るために、コンベヤドラムに対して
半径方向外方へ延びるビーム、例えばドラム横切って通
過した再方向付けられたビーム又は鏡によって再方向付
けられたビームは、ドラムに対して殆ど接線方向にある
ビームを作るように配置された適当に角度付1ノられ且
つ集束された鏡によって史に再方向付けられることがで
きる。代替的に、適当なパワーの1つ又はそれ以上のレ
ーザー源がおよその範囲30゜〜150°及び210°
〜330゛で孔を作るために使用される場合、低いパワ
ーの1つまたはそれ以上の補助レーザーがおよその範1
111150°〜210°及び330°〜30’″で必
要とされるより少ない孔を作るために使用され゛ること
ができる。 紙巻タバコの1t、l囲に均一に穿孔する必要がないこ
とがあることは注目されるべきである。従って、紙巻タ
バコはより容易に接近し得る周囲の部分(例えば30”
〜150°及び210°〜330°)の周りで穿孔され
ることができ、且つ他の部分は穿孔されないままである
ことができる。このように穿孔された紙巻タバコにより
均一な通気を備えるために、穿孔される領域の末端にお
ける孔はより大ぎく且つ/又はより深く作られることが
でき、それにより孔は紙巻タバコの周囲の穿孔されない
部分に隣接するそれらの領域に又はその方へ一部延びる
。 フィルタ取付機械では、フィルタ紙巻タバコの2つの流
れが生じ、それらのフィルタチップ端が異なる方向に向
くことは通常のことである。同じレーザービームが、ビ
ームのパワーを分配するために1つまたはそれ以上の半
銀めっきされた鏡を用いることによって、又は時間で分
配する装置、例えば交互の反射及び透明セグメントを有
する回転円板を用いることによって両方の流れで紙さタ
バコを穿孔するために使用されることができる。 このため、好適な実施例では、ビームは2つの流れで横
方向に運搬される紙巻タバコに対して平行な方向へ方向
付けられ、それによりビームは反射性要素によって遮断
され、該反射性要素はビームの第1の部分を紙巻タバコ
の第1の流れの方へ方向付は且つビームの第2の部分を
紙巻タバコの第2の流れの方へ通過させることができる
。反射性要素はビームのパワーを分配するための半銀め
っきされた鏡又はビームを時間で分配するための回転可
能な輪からなることができる。要素が回転可能な輪から
なる場合には、これは好ましくはレーザービームをパル
ス化するための装置と同期され、且つ放射に対して不透
過性及び透過性を有する交互のセグメントを有するチコ
ッピング輪と関連されることができ、該ブヨッピング輪
はそれが各パルスに従って切換えられた直後にビームを
瞬間的に遮断するが放射の各パルスの残りの部分を反射
性要素へ通すことができるように調時される。ヂ」ラビ
ング輪の[1的は各パルスの電子的切換え操作直後に過
渡サージを回避するように各パルスの初11j部分を遮
断することである。 本発明の別の観点によれば、レーザービームは複数個の
経路に沿って、例えばプリズムによって反射され、それ
によりビームはコンベヤ上で異なる位置にある複数個の
紙巻タバコに当たり、且つ連続する紙巻タバコが該位置
を通過した後にそれぞれが受けた一連の周方向に離間し
た穿孔を′4′Jする。 本発明の別の観点によれば、孔を紙巻タバコに作るため
の装置は、紙巻タバコをそれらの長さに対して横方向へ
順次運搬するための装置と、運搬5A置の運動と同期さ
れた運動を有する回転要素の方へレーザービームを方向
付けるための装置であって、回転要素がビームを順番に
遮断し且つそれを責なる経路に沿って方向付けるように
配置された段付反射表面を有する装置と、各紙巻タバコ
がそれが各経路上でビームを遮断する時に少なくとも1
つの穿孔を受けるようにビームを前記異なる経路上で集
束させるための装置であって、前記穿孔が紙巻タバコ上
で周方向に離間され且っ/又は長手方向に離間された位
置にある装置とを備える。 段付反射表面は異なる紙巻タバコ(即ち異なる位置にあ
る紙巻タバコ)上へ実質的に反射され且つ集束された実
質的に平行なビームを作ることができる。 孔が紙巻タバコの長さ方向に僅かに離間した2つのく又
はそれ以上の)分離した列で作られることは若干の種類
の紙巻タバコについて必要である。 孔の列を幾つかの様態で作ることは可能である。 明らかに、2つの(又はそれ以上の)レーザーが使用さ
れることができる。代替的に、単一のレーザービームが
2つの11J1様な光学系を通過するように分割される
ことができる。これは系の整合を維持するために一層困
nな構成及び/又
【よ一層頻繁な調整の問題を導くこと
がある。2つの列を作る別の方法はレーザービームを1
つの列から他の列へ偏向させることである。これは、非
常に9価でありHつ高速性が高周波数において有効でな
い光学−音響式カブラ−によって、又は有効であるが比
較的低速度である振動する鏡によって達成されることが
できる。 本発明による2つの列を作るための改良された方法は段
付反射表面を有する回転要素を使用することである。明
らかに、これは分離したビームを備えるために使用され
ることができ、該ビームは次に別々に集束されるが、こ
れは上述した不利益を有することがある。しかしながら
、もし回転要素が集束構造の後に配置されるならば、段
付表面は集束されたビームを段付表面の闇でレベルの差
に対応する吊だけ移動させる。この形式の回転要素をこ
のように使用することに固有の1つの複雑性は、ビーム
を横ヘシフトすることはもちろん、集束面をも集束構造
からの異なる経路長さのために移動させることである。 このため、ビームの焦点の位置は一般的に反射表面へ入
射するビームに対して傾斜した平面上にある。追加のレ
ンズ又は鋳はビームを所望される最終の焦点へもたらす
ために使用されることができる。しかしながら、代替的
に且つ好ましくは、紙巻タバコ(即ち紙巻タバコのため
のコンベヤドラム)及びビームの最初の入射角度(即ち
レーザー源及び/又は集束m造)は焦点面が目標の紙巻
タバコの表面上にとどまるように構成される。一般に、
これは最初のレーザービームが穿孔される紙巻タバコを
担持するドラムの軸線に対して傾斜されていることを意
味する。 集束構造から目標の紙巻タバコまでの経路長さの変化は
集束構造から目標までの経路を同じにする作用をする追
加の静止した鏡を用いることによって排除されることが
でき、それにもかかわらず回転要素の反射表面はビーム
を遮断する。 分離した列の孔を作るために段付反射表面を有する回転
要素を用いることは非常に簡単であり且つビームを偏向
する有効な方法であり、且つ1つの経路から他の経路へ
の遷移が非常に迅速であるので、レーザーは1つの列又
は他の列で実質的に連続的に作業をすることができ、そ
れにより利用し得るレーザーパワーを非常に有効に使用
する。 本発明の可の観点によれば、一連の同方向に離間した孔
は、紙巻タバコがそれと概ね平行な軸線に対して半径り
向にある成分を有Jるレーザービームによってその長さ
に対して横方向へ運搬される時に紙巻タバコに作られ、
ビームは前記軸線の周りに回転され、それによりそれは
ビームを紙巻タバコの異なる部分で集束する一連の反射
性要素上に当たり、ビームの回転及び紙巻タバコの移動
は同IIされ、且つ反射性要素は好ましくは実質的に連
続的な反射性表面を備える。 本発明の別の観点によれば、紙巻タバコの長さに対して
横方向へ運搬される紙巻タバコを穿孔づるための方法は
、紙巻タバコに一連の周方向に離間した孔を作るように
レーザービームが少なくとも一部分紙巻タバコの移動を
追跡することからなる。ビームが紙巻タバコを追跡する
ことによって、しかして周方向に離間した孔を作るため
にそれに対して若干の移動をもって、紙巻タバコを定位
ビームを通り過ぎて移動させることと比較して、孔が作
られ得る時間を延長することが可能である。 レーザービームが孔を作ることができるこの時間の延長
はより低い最大パワー出ツノのレーザーを使用すること
を可能にする。移動する紙巻タバコの近傍で焦点にとど
まる追跡するビームは、紙巻タバコの移動と平行な方向
に横切るビームを作るように平行軸線の周りに回転する
鏡によって紙巻タバコに対して概ね平行に延びるビーム
を偏向することによって、且つ例えば紙巻タバコの移動
の方向と概ね平行な真直ぐな線に沿って移動する集束さ
れたビームを作るために平らな場走査レンズを次に用い
ることによって得ることができる。 ・信頼性が本発明の全ての観点で重要なファクターであ
ることはI!IIPi4されよう。本発明の別の観点に
よれば、これは同じ光学系を通して仕事をする2つのレ
ーザーを用いることによって改善されることができる。 2つのレーザからのrII射は干渉問題を避けるために
責なる方向へ偏光されることができる。これ”らのそれ
ぞれは通常は必要とされる孔の半分を作ることができ、
それ故通常孔の全部を作ることができる単一のレーザー
よりも低いパワー(及びコスト)のものであることがで
きる。 2つのレーザーのいずれかがない場合、他方のレーザー
が孔数及び寸法の同じ組合じでおそらく減少された速度
で動作することが依然可能である。 加えて、若干のレーザーは、レーザー寿命の減少を顧み
ずに、より高いパワーでより少なく制御されたパルスが
作られ得るスーパーパルス・モードをもつ。ニレーザー
系でこの能力を有するレーザーを使用することは、単一
のレーザーだけの作業での通常の速度及び通気ffi 
(即ち孔の数及び寸法)でIII限された動作を可能に
する。スーパーパルス・モードは短い運転時開で異常に
高い通気呈を作るだめにも使用されることができる。非
常に高い通気量の比較的低い使用があり、これらを時折
行うことができ且つ費用のかかる高パワーのレーザーを
組入れることのコスト的不利を伴わない設備を備えるこ
とは有利であることがある。それ故、スーパーパルス能
力を有する低パワーのレーザーの使用は非常に有効であ
ることがあり、uつ高い通気量で時折の作動によって生
じる総合寿命の低下は許容できる。 本発明の種々の観点が11合せで又は同じ装置で使用さ
れ得ることは注目されるべきである。 本発明は添付の概略的な図面とyJ遅して例としてだけ
更に説明される。 実施例 第1図〜第3図はフィルタ紙巻タバコ6を運搬するため
の規則正しく離間した縦溝4くそ01つだけが第1図に
図示される)を設けたコンベヤドラム2を示す。ドラム
2と同軸状に且つそれと共に回転可能に外方リング8が
あり、該外方リングは空間又は穴12によって分離され
た離間した東東作用鎮10の配列を担持する。また、ド
ラム2と同軸状に且つそれと共に回転′n]能に内方リ
ング14があり、該内方リングは離間した集束作用鎮1
6を担持する。 レーザー澱(図示せず)は放射のビーム18をそれが外
方リング8によって′a断されるようにドラム2の回転
軸線と平行な方向へ向GJるように配置される。鏡10
によって遮断されたビーム18の部分は紙巻タバコ6の
表面上へ集束される。穴12を通過するビーム18の部
分は静止した鏡20によって実質的に遮断され且つ内方
リング14へ方向付けられ、そこで鏡16はそれを紙巻
タバコ6の表面の異なる部分上へ集束する。ビームは鏡
10及び穴12よりも幅狭い寸法を有することができ、
それにより通常はビーム全体が外方リング8の鎮及び穴
によって逐次遮断される時にそれぞれの異なる経路に従
う。 集束作用11110及び16は、リング8及び14及び
ドラム2がビーム18に対して回転している時に特別の
鏡がビームを遮断する間にそれがビーム(又は一層正確
には鏡に入るその部分)を紙巻タバコの同じ部分へ集束
するように配置される。 それ故、各鏡10又は16は特別の縦溝4と更に詳しく
は紙巻タバコ6の特別の部分と関連し、且つそれがビー
ム18(鏡16の場合には1120によって役割された
)を通過している時間中に放射をその部分だけへ集束す
る。 第3図を参照すると、孔が集束作用鎖10A〜10Eに
よって及び穴12A〜12Eを通過するビーム18の部
分とそれぞれgIlat、、た鏡16によって各紙巻タ
バコ6の周辺の周りに作られ得ることが叩解され得る。 第3図で、ビームは110A〜10Eのそれぞれから通
るように図示されているが、ビーム18は通常はそれら
鎖の全てに同時に当たるに充分幅広くなく且つ例えば第
1図に示したように3つの鏡の幅にわたってだけ延びる
ことができることに注目されたい。従って、各紙巻タバ
コ6の孔は必然的に同時に作られず、例えばビームが第
3図で11110[3の位瞠に達するまでは&l’11
0Aからのビームはない。しかしながら、孔は第3図に
示すように異なる紙巻タバコに同時に作られることに注
目されたい。穴12A〜12Eと対応する鏡16からの
集束されたビームは第3図で破線で示される。tfll
OA〜10E及び穴12A〜12Eは、紙巻タバコがド
ラム2によってレーザービー゛ム18に近接する領域を
通して運搬される時に紙巻タバコのフィルタチップ端の
巻紙に10個の周方向に離間した孔を作るために共に有
効である。リング8及び14はそれぞれドラム2の各縦
溝4上に角度方向中心合せされた同様な一連の5個の鏡
10,16及び51Jの穴12を担持する。 ビーム18は連続的に放出される。それぞれの鏡10及
び穴12の通過はビーム18をfコツプする作用をし、
それにより紙巻タバ]6の各部分が所定の時間の間放射
を受けることを生ずる。実際に外方リング8は光学的整
流子として作用する。 レーザーのパワー及びビーム18の幅はドラム2の回転
速度と関連して選ばれ、それにより穿孔されることを必
要とされる紙巻タバコの各部分は必要な孔を作るに充分
な所定の時間の間所定の強さの放射を受ける。 光学的構成の種々の修正は可能である。1110は饋及
びレンズの組合せ体からなることができ、それにより集
束作用の一部又は全部がレンズによって行われる。内部
リング8についての集束作用の一部又は全部はリングに
よって担持されたレンズによって、又は1120と関連
した静止レンズによって、又は1120に代わる集束作
用技又は集束作用鎮及びレンズの組合せ体によって行わ
れることができる。別の可能性は、穴12の代わりに外
方リング8が放射を内方リング8へ方向付ける(第2図
で破ll1122で示すように)鏡を担持することがで
き、それにより静止!1120の必要を排除することで
ある。もし外方リング8で穴12に代わる誼が集束作用
鏡であるならば(又は外方リング8によって担持された
集束作用レンズと協働するならば)、集束作用の全部は
リング8上で行われることができ、それにより内方リン
グ14の鏡16は平らであることだけを必要とする。両
リング8及び14上の全ての鏡はもし集束作用がドラム
2上の紙巻タバコ6まで通過する個々のビームの経路中
に配置されて静止した鏡又はレンズによって行われるな
らば平らであることができる。リングが回転する時にビ
ーム18が時間で分配されるように外方゛リング8を一
連のvLlo及び間隙12として備える代わりに、鏡1
0は半銀めっきされることができ、それによりビームは
紙巻タバコ6まで直接に通る集束されたビームと内方リ
ング14を経て通過する集束されたビームとの間でパワ
ー分配される。この時間隙12は必要ないので、鎮10
は角度方向に大きく作られることができ、それにより8
鏡がビームをより長い間鴻断づることを保証することに
よって紙巻タバコ6へ直接に通過するビームの強さのl
失を補償する。それ故、外方リング8での一連の半銀め
っきされた鎖は接触状態であることかできる。 負ヤ的には、紙巻タパ:′16に作られる8孔は直径で
約C、2mのものである。良@線がリング8の概ね周方
向に延びる卵形でありt9るビーム1邑は8〜10am
の幅(その方向で)を有することができる。 リング8及び14の構造はダイカストによることができ
、反射性表面は金又はモリブデンめっきされる。レーザ
ービーム18はパルス化されることができるが、前述し
たようにビーム又はその部分を所望の位置へ方向付ける
リング18に頼って放射を3IR的に放出することは好
ましい。レーザーの連続的な使用はパワーの利用の点か
ら一層有効であり、それにより物理的に小さく且つ低パ
ワーのレーザーが使用されることができる。例えば、従
前ではレーザー紙巻タバー」穿孔系で一般に使用できな
かった約150ワツトまでのパワー出力を有する導波レ
ーザーがこの構成で使用されることができる。 所望の通・気量を得るように前に穿孔された紙巻タバコ
の測定された通気に従って穿孔の寸法を制御することは
知られている。パルス化されたレーザーでは、これはパ
ルスの持続時1〜を変えることによって達成されること
ができる。連続的に放出す617− IJ” −r ハ
、向L; tjl III kl L/ −1f −(
D ハ’7−を変えることによって達成されることがで
きる。 例えば、ビーム18は、紙巻タバコ上で生じたビームが
僅かに焦点ぼけにされ、即ち僅かに大きい面積を覆い、
且つビームのパワーが僅かに大きい孔を作るために充分
な強さをSfi持するように(革かに増加されるように
修正されることができる。同様な作用は、集束されたビ
ームが入射する紙巻タバコの面積が変化され得る(パル
スの持続時間及び/又はパワーの増加によって)ように
ビーム18をドラムの軸線に対して僅かに非平行にさせ
るようにビーム18を振動させることによって達成され
ることができる。 コンベヤドラム2は便宜的にはフィルタ取付機械の下流
端に配置され、そこでフィルタ紙巻タバコの2つの実質
的に平行な列があり、紙巻タバコのフィルタチップ端は
互いに対面し、[!I#5チップ旋回装置の上流にある
。第1図は紙巻タバコの他方の列(図示せず)を運搬す
るための第2のコンベヤドラム24を図示している。該
他方の列の紙巻タバコはドラム24と関連し一〇第1図
に示した装置と実質的に同じである別の装置によって穿
孔されることができる。 第4図の装置では、ドラム2と同様なコンベヤドラム2
6がフィルタ紙巻タバコ28を規則正しく離間した縦溝
30(その全部は図に図示されていない)で担持する。 ドラム26は紙巻タバコ28のフィルタチップ端を担持
し、それは第1図及び第2図に示したちのと同様にドラ
ムの端を越えて延び、レンズ33によってII1134
上の一点で集束される定位レーザービーム32を通り過
ぎ、紙巻タバコ28はそれを通ってドラム26によって
順次運搬される。ビーム32は各紙巻タバコ28がビー
ムの下の位ff28Aを通る時に数回(例えば5回)パ
ルス化され、紙巻タバコの周囲の上方部分の周りの扇形
36内に数個の孔を作る。ビームは紙巻タバコの上死点
と扇形36の両末端との中間の位置においてだけ通過す
る紙巻タバコの表面上で正確に集束され、1つのそのよ
うな位置が第4A図で位置28Bにおける紙巻タバコで
示されていることに注[1されたい。動作はビーム32
がその真の焦点の±11M内の位置で充分な孔を作る。 このため、第4A図に示すように、線34はビーム32
を通過する紙巻タバコ28の上死点位置より約1N下方
で且つ紙巻タバコの周囲との扇形36の交点より約1#
lI上方にある。このため、孔はレーザービーム32を
パルス化することによって各通過する紙巻タバコ28上
に作られることができ、それによりビームは紙巻タバコ
がビームを通過する時に扇形36内に周方向に離間した
孔を作る。扇形36は紙巻タバコ28の周囲に約±60
°にわたって延びる。 もし2つの低パワーレーザーを用いてビーム32を発生
することを所望されなるならば、偏光鏡139が使用さ
れることができ、これは第1のレーザーからの偏光され
た放射の第1のビーム140に対して透過性を有するが
、第2のレーザーからの異なって偏光された放射の第2
のビーム141に対しては第4図に示すように反射性を
有する。 2つのレーザーは孔の作製を時間で分配し、それ故ビー
ム32を発生する単一のレーザーよりも低いパワーを有
することができる。 紙巻タバコに作られる孔の全ては同じ形状のものではな
く、頂部における孔はより円形状であるのに対して側部
にある孔はm長くされる。孔の寸法はパルスの持続時間
によって制御されることができる。好ましくは、各パル
スの持続時間は孔がおよそ同等の面積を有するようにt
、1ItlDされる。所望により、各パルスは孔と対象
的に溝孔を作るために故意に長くされることができ、こ
れはレーザーを一層有効に使用する。扇形36の縁に近
い位置で作られる孔が中心で(例えば紙巻タバコの頂部
で)作られる孔よりも長いことを補償するために、ビー
ム32は扇形36の縁を通過するII(第4A図で35
)に一層近くで又はそれを越えて集束されることができ
る。このため、紙巻タバコの頂部及び側部に作られた孔
37及び39をそれぞれ示す第4B図及び第4C図に示
すように、ビーム32は僅かに焦点ぼけにされ、紙巻タ
バコの頂部においてより幅広く且つビームがその焦点に
あり又はそれにより近い側部においてより幅狭い。 ビーム32の入射角度によって主に生ずる孔39の長さ
は紙巻タバ]の移動によって主に生ずる孔37の良さよ
りも大きいので、それぞれの孔37及び39を形成する
ビーム32の幅の差は孔37及び39の面積がおよそ同
等になるように良さの差を補償するようなものであるよ
うに構成されることができる。口のため1例えば、もし
孔39の長さが孔37の長さのおよそ二倍であるならば
、孔の面積は孔37におけるビームの幅が孔39におけ
るビームの幅のおよそ二倍になるようにビーム32の集
束作用を構成することによっておよそ同等に作られるこ
とができる。孔37及び39の若干の伸長は紙巻タバコ
の移動の故に起こること、及びドラム26の中心から僅
かに異なる半径において僅かに異なる速度のために伸長
が8孔について正確に同じでないことに注目されたい。 更に説明として、他の光学系として、レーザービームを
焦点へもたらすように意図されたレンズ及び/又は鎖の
組合せ体が特別のレンズ及び/又は鏡の特徴によって決
定された寸法のスポットを作ることは理解されるべきで
ある。スポットがおよそ−・定の寸法を有する距離はそ
の焦点深さと称することができる。異なる入射角度と各
穿孔又は孔「位置」の僅かに異なる速度との故に及び紙
巻タバコの巻紙を除去するため(即ち焼き取るため)に
必要とされる単位面積当りのエネルギは一定と考えられ
得るので、ビームの通常の焦点深さ内で仕事をするビー
ムについて孔を有効に作るためにビームのパワーを変え
ることが必要であることになる。その上、もし孔の面積
が一定であることを必要とされるならば、多孔を作るビ
ームのパルスの持続時間が異なる。これを達成するに必
要とするυJtll系の?IM性を避けるために、本発
明は、紙巻タバコ上の強さ、即ち単位面積当りのエネル
ギが一定のままになるように変化する入射角度及び目標
の紙巻タバコの速度を補償するように、ビームの大きさ
くあるいは形状)が最終の集束作用レンズ又は鏡からの
距離の開数として変化するプロフィルを付けられたビー
ムを提供する。もしこれが達成されるならば、同じパワ
ー及び持続時間のパルスが同じ浸入深度で同等の面積の
孔を作ることになる。孔の形状は全ての位置で同じでな
いことは注目されるべぎである。集束作用構成の適当な
設計によって、ビームのプロフィルは所望されるプロフ
ィルに密接に近似して作られることができ、制御系の相
当な簡単化につながる。加えて、全てのレーザーは[プ
ロフィルをつけられたビームJJ?(成なしで必要とさ
れる速度でパワーを制御する能力を有し、それ故この構
成はこの能力をらだないより安価なレープ−の使用を可
能にすることに注目されたい。 1i’ilじレーザービーム32は、(れが位置28△
において又はその近くで紙巻タバコと整合されない時間
中に作動されることによってドラム26上の紙巻タバコ
28の他の部分に孔を作るために使用されることができ
る。このため、位1M28Cにおける紙巻タバコが紙巻
タバコ28と同じようにパルス化されたビーム32Aに
よって穿孔されることができる。補助集束作用レンズ3
8が位置28Bにおいて紙巻タバコの頂部より約1細F
方にある[140上でビーム32Aを集束するように設
けられ、それにより孔は前のように各紙巻タバコの周り
に約±60°にわたって延びる扇形内で作られることが
できる。 ビーム32Aのための真直ぐな経路を可能にするために
、位1i128Gにおける紙巻タバコはドラム26の頂
部における紙巻タバコ28の間の間隙と整合されるべき
である(即ち位1!t28A及び28Cにおける紙巻タ
バコは図面に示されるように整合されていない)。勿論
、必要ならば、ビーム32Aは1つまたはそれ以上の鏡
によって偏向又は再偏向(又は再方向付は又は集束)さ
れることができる。このようにして、ドラム26の頂部
における紙巻タバコ28の間を通過するビームは線44
上で集束されたビーム32Bによって紙巻タバコ28の
F銅を穿孔するように11t42によって再方向付けさ
れ且つ集束されることができる。ビーム32及びレンズ
33は、障害物(例えば駆動軸)があり得るドラム36
(7)中心軸線をビーム32Aが避けるように僅かに傾
斜されることができる。 ビーム32A及び32[’3は紙巻タバコの下側で約±
60°にわたって延びる別の一連の周方向に離間した孔
を作ることができる。ビーム32及び32A又は3“2
Bの範囲の外側で孔を作るために、別の鎖45がビーム
32Gによって紙巻タバコの側部で1つまたはそれ以上
の孔を作るために設)づられる。各紙巻タバコの他方の
側部に孔を作るべくビーム32A(又は32B)を偏向
させるために別の鏡が設けられ得る。ビーム32A又は
32B及び32Cは全てが連続する紙巻タパ〕28の間
の間隙を通して動作し、又は少なくともビームが位置2
8Aで又はその近くで紙巻タバコの頂部へ直接に動作し
ない時間中に動作する。 ビーム32及び32A又は32Bで達成し得る通常の範
囲の外側で孔を作るためにビーム32Gを用いる代わり
に、補助レーザー源がビーム132Aを備えるためにレ
ンズ134によって集束されたビーム132を備えるた
めに使用されることができ、ビーム132Aの部分は半
銀めっきされた&11134を直接に通過して紙巻タバ
コ31へ当たり且つその別の部分132Bはyt134
によって反射されて紙巻タバコ29に当たる。ビーム1
32の源はビーム32の源よりも少ない孔を作るので、
それは比較的低いパワーのものであることができる。鏡
134と同様な半銀めっきされた鏡がビーム32Gの部
分を再方向付けするために使用されることができ、それ
により孔番よビーム32Cによって直接に穿孔される紙
巻タバコの側部分上と14時に通過の紙巻タバコ(例え
ば28C)のm部分上に作られることができる。 ビーム32及び32A又は32Bで容易に接近し得ない
周囲のW4域で紙巻タバコの通気に対処する代替的方法
は第4D図に示され、同図は紙巻タバコの周囲の対向す
る部分129の周りにビーム32及び32A又は32B
から受けられた孔を有する紙巻タバコ128を図示する
。孔133及びそれらの深さは概略図的に示され、外方
孔133Aを形成するパルスの持続時開及び/又はパワ
ーをit、II tlll Tることによって、これら
の孔はより大きく■つ/又1まより深く作られ、それに
より若干の通気が周囲に孔をもたない領域135に備え
られる。 第4図の構成では、レーザー源からのビーム32)よ例
えば1つまたはそれ以上の反04器を用いて内方とは対
照的に半径方向外方へ方向付けられることができ、ドラ
ム26の@線と平行に延びる瞭のご一層を両方向付番ノ
る。この場合、紙巻タバコの半径方向外方部分上の穿孔
は例えば5A45の位置と同様な位置でドラム26の半
径方内外りに配置された固定鏡によって達成されること
ができる。 第5図は別の構成を示し、そこでは紙巻タバコ50を担
持するコンベヤドラム48の軸線と平行に延びるレーザ
ービーム46は静止プリズム52によりで分割され、1
つ又はそれ以上の紙巻タバコの上に直接に当たるビーム
54と、固定鏡58によって紙巻タバコ上へ反射される
ビーム56とを発生する。このようにして、各紙巻タバ
コ5゜が種々のビーム54及び56を通過する時に一連
の孔が各紙巻タバコ50上に作られることができる。各
ビーム54及び56は静止レンズ及び/又はvl(その
全部は図示されない)によって集束される。 第6図〜第8図は第4図及び第4A図〜第4D図の系と
同様な系を組入れる系を示し、それはフィルタ取付機械
からでる2つの流れのフィルタ紙巻タバコを穿孔するた
めに特に適する。まず第6図を参照すると、コンベヤド
ラム6C、62は紙巻タバコ64を第1のレーザービー
ム66を通り過ぎて運搬し、該第1のレーず−ビームは
交互の透き通った及び反射性のセグメントを有する回転
円&68で方向付けられる。円板68の反射性セグメン
トがビーム66を′a!Wiする時、該ビームはドラム
60によって担持された紙巻タバコ64上へ集束作用レ
ンズ70を通して反射される。IIJl)1に、円&6
8の透き通ったセグメントがビーム66を遮断する時、
該ビームは円板68を通過し且つ静止反射器72によっ
て集束作用レンズ74を通り、ドラム62によって担持
された紙巻タバコ64上へ反射される。レンズ70及び
74は第4図のレンズ33及び38と同様にビームを集
束りることに注目されたい。 ビーム66はパルス化され且つ白根68の回転は対応し
て調時され、紙巻タバコがレーザービームの位置を通A
する時に一連の孔がドラム60及び62によって担持さ
れた紙巻タバコ64のそれぞれに作られることを可能に
する。 第2のレーザービーム76がドラム60及び62の異な
る角度方向位置で配置され且つ同様に回転する円板78
及び静止した反射 ′a80と協働し、ドラム60及び
62によって担持された紙巻タバコ64の内方に面する
部分に孔を作る。第4図の鏡45と同様な鏡が第6図及
び第7図に示1ビームによって作られたそれぞれの連な
る孔の闇に追加の孔を作るために設昏プられることがで
きる。)FJ個のレーザービーム66及び76を用いる
代わりに、第4図にt3Gプるような単一のビームが使
用されることができ、別個のビームを用いる第6図及び
第7図の構゛成は、紙巻タバコ64の間の周方向の間隔
が、ドラム6C、62の回転中にビーム32Aに対応す
るビームが連続して通る紙巻タバコの周囲の半径方向外
方の部分を穿孔する作動の間に紙巻タバコの周囲の半径
方向内方の部分を穿孔する作用を行うに充分な時間を許
すには不」−分である時に一層適している。 第8図は反射性ヒゲメントロ8八と透ぎ通ったセグメン
ト68Bとを備える回転円板68をより詳細に図示する
。ビーム66が源においてパルス化される場合、円板6
8と共に回転し得るセグメント化された輪82を含む補
助ピームチジッパ−が、特に透ぎ通った前縁を各パルス
に対して生じるために(例えば各パルスの電子的スイッ
チングオンと1更連した過渡サージを避けるために)設
けられることができる。このため、輪82のセグメント
はビームパルスが源においてスイッチオンされた後にセ
グメントが各ビームパルスを瞬間的に遮断するように調
時されることができる。 レーザービームをv;8WAで分配する回転円板68及
び78を用いる代わりに、ビームをパワーで分配するた
めの半銀めっきされた鏡が使用されることができる。 第9図はコンベヤドラム88によって1n持された紙巻
タバコ86ヘパルス化されたレーザービーム84を方向
イ・」1ノ且つ第4図の原理を用いる別の構成を示す。 ビーム84は4つの平行なビーム92△〜92[]を発
生するための4つの段付面90A〜900を有する回転
する鏡組立体90によって遮断される。ビーム92A〜
92Dは第9図に示すように方向96A〜961〕を有
するビームを発生するように配rtされた集束作用/反
射作用配列94(臆及びレンズからなる)によってそれ
ぞれ遮断される。ビーム96Δ及び96Dは紙巻タバコ
96の側部で孔を作る。ビーム96[3はドラム88に
対して外方にある各紙巻タバコ86の周囲の部分上で一
連の孔を作る。ビーム96Cは各紙巻タバコ86の周囲
の内方部分上で孔を作る。 従って、ビーム96B及び96Cは第4図のビーム32
及び32△とそれぞれ対応する。ビーム84のパルス化
、鏡組立体90の回転及びコンベヤ88の回転は同期さ
れる。ビーム96A及び96Bはそれぞれがビーム96
B及び98Gよりも少ない孔を設けるので、鏡組立体9
0の対応する面9oA及び90DはiII′190B及
び90Cよりも対応して狭くすることができる。 第10図及び第11図は、レーザービーム98がフィル
タ紙巻タバコ102を担持するドラム100の軸線と実
質的に平行な経路に沿って方向付けられる別の系を示す
。ビーム98は傾斜した鎮104によって遮断され、鏡
104はビームを経路106に沿って固定された集束作
用鏡108の方へ偏向し、鎮10日は紙巻タバコ102
上で集束される別のビーム110を発生する。1104
はビーム98の軸線と平行な軸線の周りに回転すること
ができ、それが回転すると、経路106の位置は第10
図に106A〜106Fで示すように変化する。111
08は、紙巻タバコが移動するようにドラム100が連
続的に回転することを考慮して、対応する集束されたビ
ーム110A〜110Fが紙巻タバコ102の周囲の異
なる点で集束されるような形状を有する。 第10図に示すように、各紙巻タバコ102の全周にお
ける一連の孔がビーム98を適当な時間にパルス化する
こと及び適当な形状にされた鎮108を選ぶことによっ
て達成されることができる。 ビーム98のパルス化、鏡104の回転及びドラム10
0の回転が同期されることは理解されよう。 連続的である代わりに、#!t108は一連の不連続の
部分からなることができ、各部分は紙巻タバコ上の特別
の地点を追跡する集束されたビームを発生するように構
成される。この構成によって、集束されたビームは回転
する繞104からのビームが1つの部分から別の部分へ
通過した時に1つの地点から別の地点へ自動的に切換ね
る。このため、ビーム98はこの場合連続的であること
ができ、紙巻タバコ上での異なる地点の聞の切換えはビ
ーム106が11108の不連続の部分の間を通過する
ことによって自動的に行われる。 ll!108の形状はもし各紙巻タバコの周囲の部分だ
けが鏡を用いて穿孔されるならば幾分I!!1lIi化
されることができる。このため、2つ又はそれ以上の鏡
が2つ又はそれ以メリーザービーム(それは単一のレー
ザー源から提供されることができる)と共に使用されて
各紙巻タバコの周りに完全な一連の孔を作ることができ
る。もし2つ又はそれ以上のビームが使用されるならば
、これらはドラムの同じ回転位置°C紙巻タバコ上に作
用する必要がない。便宜上、2つの集束作用鏡が反対方
向へ回転する傾斜した鏡(鏡104と対応する)と協働
することができ、2つの集束作用鏡は対称的形状を有す
ることができる。 第12図の系では、レーザービーム112はフィルタ紙
巻タバコ116を担持するコンベヤドラム114の軸線
と平行な経路に沿って方向付けられる。平行な軸線の周
りに回転する多辺形の11118が直線的走査1ftl
t122上へ方向付けられたビーム120を提供する。 1fi118のような鏡はイスラエル国のアリト・オプ
ティカル・インダストリーズ・リミテッド(^ryt 
0pticalIndustries  Ltd、)か
ら入手することができる。 メL/−グリオ(フランス(Helles Gript
(France) )から形式表示番号091L505
5で入手し得る装Wと同様な平らな場走査レンズである
装置122は、紙巻タバー】116が装置122を通過
する時に紙巻タバコ116の経路に少なくとも部分的に
又はおよそ従う線126上を移動する集束されたビーム
124をビーム120から発生することができる。レー
ザービーム112をパルス化することによって、一連の
孔がそれぞれの通過する紙巻タバコ116に作られるこ
とができる。代替的に、1つまたはそれ以上の周方向溝
孔が作られることができる。各パルスの持続時間は多孔
の寸法(又は各溝孔の長さ)をυ1nするように使用さ
れることができる。集束されたビーム124は各紙巻タ
バコを少なくとも部分的に追跡するように作られ得るの
で、より多くの時間が孔を作るために利用することがで
きる。その結果、より低い最小パワーのレーザーが使用
されることができる。 多辺形波118のような回転する鏡によって作られるよ
うな移動づるビームは、他の系、例えば第4図又は第6
図〜第8図の系でドラム上で運搬される紙巻タバコを少
なくとも部分的に追跡するビームを提供するために使用
されることができる。 第13図で、それぞれが組立体の回転軸1201の周り
に180゛にわたつて延びる2つの段付面202.20
4を有する回転1111立体200(すなわち第9図の
組立体90と同様であるがそれよりも簡単である)が最
終の集束作用レンズ206を越えて配置される。組立体
200が軸1i1201の周りに回転される時、集束さ
れたレーザービーム208はそれが表面202又は20
4によって反射されるかに依存して経路210又は21
2に沿って幅面される。経路210及び212上でのビ
ームの焦点の位置は[1214上にあり、紙巻タバコの
周辺が線214を連続して通過するように紙巻タバコが
横方向に配列されるように配置することによって各紙巻
タバコに2列の孔を設けることは可能である。 段付面202,204によって導入される経路長さの変
化の故に、線214はレンズ206へ入射するレーザー
ビーム207の方向に対して傾斜している。これは線2
14と平行に紙巻タバコを運搬するドラム(図示せず)
の軸線がビーム207と平行でないことを意味する。も
しこれが不便であるならば、回転する鏡組立体と協!1
17する静止した反射作用鏡を使用して異なる反)1性
表面における異なる経路の闇の良さの蛍化を回避し且つ
それにより源を発するレーザービームと平行に焦点の線
を維持することは可能である。この原理は第14図にボ
されており、そこでは反射性表面202.204を有す
る回転鏡組立体200は静止した鎮220,222によ
って補足される。このため、ビーム228は表面202
よって反射され、次に鎮220及び222及び他の表面
204によって反射されてビーム230を作り、又は代
替的に、破線で示すように、表1rD204及び鏡22
0及び222及び他の表面202によって反射されてビ
ーム232を作る。図面から理解され得るように、ビー
ム230及び232は横方向に離間されており、それ故
2列の孔を作ることができる。 加えて、ビーム23C、232に対して横方向にあり且
つビーム228に対して平行である1234までのビー
ム230及び232の経路長ざは等しいので、ビーム2
3C、232の焦点位置はこの線と平行にあり従ってビ
ーム228と平行にある線上にある。 レーザービームのパルス化に関するここでの9及(特許
請求の範朋でも含む)は源でのパルス化([1llI5
fl子的に)を必ずしも含まず、機械的手段、例えばチ
ョッパー輪が連続的なビームをパルス化するために使用
されることができる。特に、もしレーザーのパワーが孔
を作るために心数とされるエネルギ(即ち単位時間での
個数及び寸法)に合致されるならば、レーザーを連続的
に運転すること及び孔を作ることが必要とされる特別の
位置でレーザーが停止する時間を制御するための外部手
段に頼ることは好ましいことがある。典型的には、外部
半没はレーザービームを異なる位置の間で、あるいは異
なる紙巻タバコ上で切換えるために有効である。このた
め、例えば、第6図〜第8図の装置での円板68及び7
8と同様な円板が連続的なビームをドラム60及び62
上でそれぞれ紙巻タバコの間で前後に切換えるために使
用されることが1きる。 第15図は別の構成を示し、それによってドラム302
上に担持された紙巻タバコ300はそれらの半径方向外
方及び半径方向内方の側1!al (即ち第4D図の領
域129に対応Jる領域)にHつまた概ね半径方向のビ
ームに容易に接近し得ない中間領域(叩ら第40図の領
域135)に、約+60°又は約〜60°にわたって延
びる孔を設けることができる。このため、入射するレー
ザービーム332は符号334によって概ね示したドラ
ム302の角度方向位置で通過する紙巻タバコの半径り
内外方の部分上に一連の孔を作るように動作することが
できる。通過する紙巻タバコ300の囚の空間中で、ビ
ーム332はユニット336によって再方向付けられ且
つ再集束され、紙巻タバコの半径方向外方の領域の穿孔
を338で概ね示した位置で行う。加えて、338での
穿孔を生じない時に、ビーム340は定位鏡342゜3
44及びレンズ346によって再方向付けられ、それに
よりビームはビームスプリッタ−348(半銀めっきさ
れた定位暁に相当する)上に当たってその結果生じたビ
ーム35C、352を作り、これらビームはドラム30
2上で運搬される紙巻タバコの前縁及び後縁領域に孔を
それぞれ作る。 紙巻タバコの周囲に全体に対称形でない配列の孔を有す
ることの利益は、喫煙者が孔の全くない(又は少しある
)f!4域(例えば第4Dの135)で紙巻タバコを保
持することができ、このため紙巻タバコの通気特性を実
質的に損なわないことであることに注目されたい。必要
により、フィルタの巻紙は孔のない又は孔の少ないとこ
ろに印をもつことができ、それにより喫煙者は紙巻タバ
コを拙むところを知る。 半銀めっきされた鏡(第15図の例えば!11348)
についてのここでの言及は光学的周波数について使用さ
れるそのような鏡と同じである@胃の使用を必ずしも含
まず、一般に紙巻タバコで穿孔するために使用されるレ
ーザーの周波数でより一般的に使用される作用的に同等
な装置は所謂ビームスプリッタ−(通常は多1iR1f
体構造のものである)である。
【図面の簡単な説明】
第1図は紙巻タバコの外方巻紙を穿孔づるための装置の
斜視図であり、第2図は第1図のS!置の側面図であり
、第3図は第2図で矢印用の方向にみた図であり、第4
図は別の紙巻タバコ穿孔装置の側面図であり、第4A図
、m48図、第4C図及び第4D図は第4図の細部の拡
大図であり、第5図は更に別の紙巻タバコ穿孔1i隨の
斜視図であり、第6図は更に別の紙巻タバコ穿孔装置d
の断面図であり、第7図は第6図の装置の異なる断面図
であり、第8図は第6図及び第7図の装置の部分の拡大
m自回であり、第9図は史に別の紙巻タバコ穿孔装置の
側面図であり、第10図は更に別の紙巻タバコ穿孔装置
の側面図であり、第11図は第10図のI!!XI−X
Iに沿った断面図であり、第12図は更に別の紙巻タバ
コ穿孔装置の斜視図であり、第13図は更に別の紙巻タ
バコ穿孔装置の側面図であり、第14図は第13図の装
置と共に使用するだめの修正された部分の拡大図であり
、第15図は更に別の紙巻タバコ穿孔装置の側面図であ
る。

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)紙巻タバコ(6)をその長さに対して横方向へ第
    1の経路に沿って運搬することと、レーザー放射のビー
    ム(18)を方向付けることと、紙巻タバコと共に移動
    し得る装置(10)でビームを逐次遮断してビームを複
    数個の第2の経路に沿って再方向付けさせ、該第2の経
    路が前記第1の経路を前記第1の経路上で離間した位置
    で且つ異なる方向から遮断し、それにより紙巻タバコが
    、それが前記第1の経路上で運搬されている時に前記第
    2の経路上でビームから周方向に離間した穿孔を受ける
    こととからなる紙巻タバコに孔を作る方法。
  2. (2)紙巻タバコ(6)と共に移動し得る装置(10)
    が放射を前記第2の経路に沿って連続的に方向付ける請
    求項1に記載された紙巻タバコに孔を作る方法。
  3. (3)紙巻タバコ(6)と共に移動し得る装置(10)
    がビームの部分を前記第2の経路に沿って同時に方向付
    ける請求項1に記載された紙巻タバコに孔を作る方法。
  4. (4)第2の経路が前記第1の経路上の紙巻タバコ(6
    )の実質的に向い合った部分を遮断する請求項1から3
    までのいずれか1項に記載された紙巻タバコに孔を作る
    方法。
  5. (5)特に請求項1から4までのいずれか1項に記載さ
    れた紙巻タバコに孔を作る方法を実行するための紙巻タ
    バコに孔を作る装置であって、一連の離間した紙巻タバ
    コ(6)をそれらの長さに対して横方向へ運ぶためのコ
    ンベヤ(2、24)と、レーザー放射ビーム(18)を
    経路に沿って方向付けるための装置と、前記経路上でビ
    ームを遮断するための反射器(10)とを備え、反射器
    がコンベヤと共に移動することができ且つ反射器が前記
    経路中にある問にビームの少なくとも一部分をコンベヤ
    上の少なくとも1つの紙巻タバコへ再方向付けてその巻
    紙に孔を作る紙巻タバコに孔を作る装置。
  6. (6)反射器(10)がビーム(18)の経路を横断す
    る経路に沿って移動し得る請求項5に記載された紙巻タ
    バコに孔を作る装置。
  7. (7)複数個の反射器(10)があり、各反射器が前記
    コンベヤ(2)上の紙巻タバコ位置(4)と関連してい
    る請求項5又は6に記載された紙巻タバコに孔を作る装
    置。
  8. (8)複数個の反射器(10)がビーム経路中に同時に
    あるように配置され、各反射器がビーム(18)の部分
    をコンベヤ(2)上の同じ又は異なる紙巻タバコ(6)
    の異なる部分に方向付ける請求項7に記載された紙巻タ
    バコに孔を作る装置。
  9. (9)1つ又は複数の反射器(10)がビーム(18)
    の少なくとも部分が時間の少なくとも部分の間遮断され
    ないように配置され、遮断されないビームの部分がコン
    ベヤ(2)上の同じ又は異なる紙巻タバコ(6)の異な
    る部分で別の経路に沿って方向付けられる請求項5から
    8までのいずれか1項に記載された紙巻タバコに孔を作
    る装置。
  10. (10)前記1つまたは複数の反射器(10)によって
    遮断されないビームの部分を遮断するためにコンベヤ(
    2)と共に移動し得る別の反射器を含む請求項9に記載
    された紙巻タバコに孔を作る装置。
  11. (11)コンベヤが離間した縦溝(4)に紙巻タバコ(
    6)を担持するドラム(2)であり、ドラムと同軸状に
    配置された環状リング(8)上に支持された反射器(1
    0)の配列を含む請求項5から10までのいずれか1項
    に記載された紙巻タバコに孔を作る装置。
  12. (12)環状リング(8)が一連の反射器(10)を備
    え、そのそれぞれが反射器がビーム経路中にある時にビ
    ーム(18)を紙巻タバコ(6)の特別の部分上に集束
    するように配置された請求項11に記載された紙巻タバ
    コに孔を作る装置。
  13. (13)ドラム(2)と同軸状に配置された別の反射器
    (16)の環状リング(14)を含み、前記別の反射器
    のリングが放射を前記ドラム上で紙巻タバコ(6)の他
    の部分に方向付けるように配置された請求項12に記載
    された紙巻タバコに孔を作る装置。
  14. (14)前記環状リング(8)が放射を前記別の環状リ
    ング(14)の方へ経路に沿って方向付けることを意図
    された要素(12)を備える請求項13に記載された紙
    巻タバコに孔を作る装置。
  15. (15)前記要素が前記環状リング(8)中の反射器(
    10)の間の間隙(12)を備え、放射はリングがビー
    ム経路を通して回転する時に前記間隙を通過し且つ前記
    別の環状リング(14)に再方向付けられる請求項14
    に記載された紙巻タバコに孔を作る装置。
  16. (16)前記環状リング(8)及び前記別の環状リング
    (14)が前記ドラム(2)上の紙巻タバコ(6)の経
    路に対して半径方向外方及び半径方向内方の位置にそれ
    ぞれ配置される請求項13から15までのいずれか1項
    に記載された紙巻タバコに孔を作る装置。
  17. (17)前記環状リング(8)上の反射器(10)の少
    なくとも若干が半銀めっきされ、放射の若干が前記別の
    環状リング(14)の方へ経路に沿って方向付けられる
    請求項13から16までのいずれか1項に記載された紙
    巻タバコに孔を作る装置。
  18. (18)前記環状リング(8)が放射を直接に前記別の
    環状リング(14)の方へ方向付けるための別の反射器
    を備える請求項13から17までのいずれか1項に記載
    された紙巻タバコに孔を作る装置。
  19. (19)紙巻タバコ(28、64、86)をそれらの長
    さに対して横断する方向へ経路に沿って運搬することと
    、レーザー放射のビーム(32、66、76、84)を
    前記経路の方へ方向付けること及びビームを前記経路上
    又はそれに近接した位置に集束することと、少なくとも
    2つの周方向に離間した孔を各通過する紙巻タバコに作
    るように前記ビームを少なくとも前記経路の近傍でパル
    ス化させることとからなり、前記孔が前記ビームの集束
    する位置から異なる位置にある紙巻タバコに孔を作る方
    法。
  20. (20)許容し得る孔が通過する紙巻タバコ(28、6
    4、86)の周囲の大部分にわたって作られるようにビ
    ーム(32、66、76、84)の集束する位置を選ぶ
    ことを含む請求項19に記載された紙巻タバコに孔を作
    る方法。
  21. (21)少なくともビームが紙巻タバコ(28、64、
    86)の周囲上に当たる領域でビームの変化する横断面
    プロフィルを作るようにビーム(32、66、76、8
    4)を集束することを含む請求項20に記載された紙巻
    タバコに孔を作る方法。
  22. (22)プロフィルが、ビーム(32、66、76、8
    4)が穿孔中に入射する紙巻タバコ(28、64、86
    )の周囲の部分に関する次のパラメータ、即ち前記集束
    する位置からの距離、ビームの入射角度、及びビームに
    対する紙巻タバコの移動速度、の少なくとも1つの差を
    少なくとも部分的に補償するように、プロフィルが孔を
    形成することを所望される異なる位置で寸法及び/又は
    形状を相違するように配置された請求項21に記載され
    た紙巻タバコに孔を作る方法。
  23. (23)前記プロフィルが前記紙巻タバコ(28、64
    、86)の周囲の異なる部分に実質的に同等の面積の孔
    を作るように構成された請求項22に記載された紙巻タ
    バコに孔を作る方法。
  24. (24)紙巻タバコがビームを通過する時に紙巻タバコ
    が複数個の周方向に離間した穿孔を各紙巻タバコ(28
    、64、86)の部分に形成するパルス化されたレーザ
    ービーム(32、66、76、84、332)を通り過
    ぎて順次運搬されるようにした紙巻タバコに孔を作る方
    法であって、ビームが前記通過する紙巻タバコを穿孔し
    ない時間中にそれが紙巻タバコの少なくとも1つの異な
    る部分を穿孔するようにビーム(32A、32B、96
    C、340、350、352)を方向付けるステップを
    含む紙巻タバコに孔を作る方法。
  25. (25)前記方向付けるステップが連続して運搬される
    前記紙巻タバコ(28、64、86)の間を通る経路上
    にビームを方向付けることを含む請求項24に記載され
    た紙巻タバコに孔を作る方法。
  26. (26)紙巻タバコがドラム(26、60、62、88
    、302)上で運搬され、紙巻タバコがビームを通過す
    る時にドラムに対して半径方向外方にある各紙巻タバコ
    (28、64、86)の部分へ一連の周方向に離間した
    穿孔を適用することと、前記ドラム上の前記紙巻タバコ
    の位置に対して少なくとも部分的に半径方向内方にある
    経路に沿って紙巻タバコの異なる部分を穿孔するように
    ビームを再方向付けることとのステップを含む請求項2
    4又は請求項25に記載された紙巻タバコに孔を作る方
    法。
  27. (27)再方向付けられたビーム(32A、96C)が
    実質的にドラム(26、60、62、88)を横切って
    通過して紙巻タバコ(28、64、86)の半径方向内
    方の部分を穿孔する請求項26に記載された紙巻タバコ
    に孔を作る方法。
  28. (28)再方向付けられたビームが前記ドラム(26、
    60、62、302)に対して半径方向内方の位置から
    半径方向外方の位置まで更に再方向付けられ、該半径方
    向外方の位置から再方向付けられたビーム(32C、3
    50、352)が異なる紙巻タバコに方向付けられる請
    求項26又は請求項27に記載された紙巻タバコに孔を
    作る方法。
  29. (29)前記異なる紙巻タバコ(28)に方向付けられ
    たビーム(32C、350、352)は前記ドラム(2
    6、302)による運搬方向に対して前記異なる紙巻タ
    バコの後縁又は前縁の少なくとも1つに少なくとも1つ
    の孔を形成するように前記ドラムに対して方向の実質的
    に接線方向成分を有する請求項28に記載された紙巻タ
    バコに孔を作る方法。
  30. (30)請求項19から23までのいずれか1項または
    請求項24から29までのいずれか1項に記載された方
    法。
  31. (31)各紙巻タバコ(28、128)に二連の孔(1
    33)を形成するステップを含み、該二連が前記紙巻タ
    バコの周囲の実質的に向い合った扇形(36、129)
    にある請求項17から30までのいずれか1項に記載さ
    れた紙巻タバコに孔を作る方法。
  32. (32)前記二連の少なくとも一方の孔は紙巻タバコ(
    28)がパルス化されたレーザービーム(32)を通過
    する時に順次形成される請求項31に記載された紙巻タ
    バコに孔を作る方法。
  33. (33)前記二連の孔を含む領域の間にある紙巻タバコ
    (28)を周囲の領域に少なくとも1つの孔を分離して
    形成するステップを含む請求項31又は32に記載され
    た紙巻タバコに孔を作る方法。
  34. (34)前記二連の孔(133)を含む紙巻タバコ(1
    28)の周囲の領域の縁にある又はそれに近接してある
    少なくとも1つの孔(133A)は前記二連の他の孔よ
    りもかなり大きく且つ/又はより深く、それによりそれ
    が前記二連の孔を含まない前記紙巻タバコの周囲に対応
    する扇形(135)で又はその方へ部分的に延びる請求
    項31から33までのいずれか1項に記載された紙巻タ
    バコに孔を作る方法。
  35. (35)2つの平行な流れの紙巻タバコ(28、64)
    を運搬することと、同じレーザービーム(32、66、
    76)から両方の流れで孔を形成することとのステップ
    を含む請求項19から34までのいずれか1項に記載さ
    れた紙巻タバコに孔を作る方法。
  36. (36)ビーム(66、76)が前記流れの一方又は他
    方に交互に方向付けられる請求項35に記載された紙巻
    タバコに孔を作る方法。
  37. (37)ビームが部分に分割され、その一方が前記流れ
    の一方へ通過し且つその他方が前記流れの他方へ通過す
    る請求項35に記載された紙巻タバコに孔を作る方法。
  38. (38)レーザービーム(66)が電子的にパルス化さ
    れ、各パルスのスイッチングの直後に起こり得る過渡サ
    ージを避けるために放射の各パルスの初期部分を遮断す
    るステップを含む請求項35から37までのいずれか1
    項に記載された紙巻タバコに孔を作る方法。
  39. (39)請求項19から38までのいずれか1項に記載
    された方法を実行するための装置。
  40. (40)紙巻タバコ(86)をそれらの長さに対して横
    方向へ順次運搬するための装置(88)と、運搬装置の
    運動と同期された運動を有する回転要素(90、200
    )の方へレーザービーム(84)を方向付けるための装
    置であって、回転要素がビームを順番に遮断し且つそれ
    を異なる経路に沿って方向付けるように配置された段付
    反射表面(90A〜90D、202、204)を有する
    装置と、各紙巻タバコがそれが各経路上でビームを遮断
    する時に少なくとも1つの穿孔を受けるようにビームを
    前記異なる経路上で集束させるための装置(94、20
    6)であって、前記穿孔が紙巻タバコ上で周方向に離間
    され及び/又は長手方向に離間された位置にある装置と
    を備える紙巻タバコに孔を作る装置。
  41. (41)回転要素(90、200)が実質的に平行なビ
    ーム(92A〜92D、210、212、230、23
    2)を作るように配置され、かつ前記集束する装置(9
    4、206)が前記ビームを前記コンベヤ(88)上の
    実質的に異なる位置で紙巻タバコ(86)の方へ方向付
    けるように配置された請求項40に記載された紙巻タバ
    コに孔を作る装置。
  42. (42)各紙巻タバコ(86)はそれが前記運搬装置(
    88)によって運搬される時に前記ビーム(92A〜9
    2D、210、212、230、232)から周方向に
    離間した穿孔を受ける請求項41に記載された紙巻タバ
    コに孔を作る装置。
  43. (43)回転要素(200)が実質的に平行なビーム(
    210、212、230、232)を作るように配置さ
    れ、且つ前記集束する装置(206)が前記ビームを実
    質的に同じ位置で順次各紙巻タバコの長手方向に離間し
    た位置に集束するように配置された請求項40に記載さ
    れた紙巻タバコに孔を作る装置。
  44. (44)集束する装置がレンズ及び反射要素(94、2
    06)の両方を含む請求項40から43までのいずれか
    1項に記載された紙巻タバコに孔を作る装置。
  45. (45)集束する装置が前記段付反射表面(202、2
    04)の異なる位置によって生じた焦点位置でのシフト
    を補償するための装置(206、220、222)を含
    む請求項40から44までのいずれか1項に記載された
    紙巻タバコに孔を作る装置。
  46. (46)前記集束する構造がビームの入射角度に対して
    傾斜した軸線を有するレンズを含み、該レンズは第1の
    辺面にある像を再集束するように配置され、それにより
    それは第2の非平行な平面にある請求項45に記載され
    た紙巻タバコに孔を作る装置。
  47. (47)補償装置は段付反射表面(200)の別の1つ
    から反射されたビームの経路長さに対して前記段付反射
    表面(202)の1つから反射された第1のビームの経
    路長さを増すための装置(220、222)を含む請求
    項45又は請求項46に記載された紙巻タバコに孔を作
    る装置。
  48. (48)紙巻タバコ(50)をそれらの長さに対して横
    断する方向へ運搬するための装置(48)と、レーザー
    ビーム(46)を反射要素(52)の方へ方向付けるた
    めの装置とを備え、該要素は前記ビームを複数の経路(
    54)に沿って反射させ、それにより該ビームは前記運
    搬装置の異なる位置で複数個の紙巻タバコ上に当たり、
    且つ連続する紙巻タバコが前記位置を通過した後にそれ
    ぞれが一連の周方向に離間した穿孔を受ける紙巻タバコ
    に孔を作る装置。
  49. (49)紙巻タバコ(102)をそれらの長さに対して
    横断する方向へ運搬するための装置(100)と、紙巻
    タバコと概ね平行な軸線に対して半径方向にある成分を
    有する方向へレーザービーム(106A〜106F)を
    方向付けるための装置と、前記ビームを前記軸線の周り
    に回転させ、それによりビームが紙巻タバコの異なる部
    分上でビームを集束する一連の反射要素(108)上に
    当たり、ビームの回転及び紙巻タバコの移動が同期され
    る装置とを備え、反射要素が実質的に連続した反射表面
    を備える紙巻タバコに孔を作る装置。
  50. (50)紙巻タバコ(116)をそれらの長さに対して
    横断する方向へ運搬するための装置(114)と、各紙
    巻タバコに周方向に離間した孔を作るように紙巻タバコ
    が運搬される時にレーザービーム(112)を紙巻タバ
    コの方へ方向付けるための装置とを備え、紙巻タバコが
    前記運搬装置によって運搬される時にビームが紙巻タバ
    コ移動を少なくとも部分的に追跡するための追跡装置(
    118、122)を含む紙巻タバコに孔を作る装置。
  51. (51)前記方向付け装置がビーム(112)を紙巻タ
    バコと概ね平行な方向へ方向付けるための装置を含み、
    且つ前記追跡装置が前記方向と平行な軸線の周りに回転
    する反射要素(118)を含む請求項50に記載された
    紙巻タバコに孔を作る装置。
  52. (52)平らな場走査レンズ(122)が前記反射要素
    (118)と穿孔される紙巻タバコ(116)との間に
    配置されて前記紙巻タバコと共に少なくとも部分に移動
    する集束されたビームを作る請求項50又は請求項51
    に記載された紙巻タバコに孔を作る装置。
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