JPH0586178B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はシガレツト（以下たばこと称する）そ
の他のたばこ製品に通気孔をあけるための穿孔装
置に関する。

＜従来の技術＞ いわゆる“通気”たばこを作るための穿孔装置
としてはレーザ源からなる穿孔“工具”を用いた
ものが知られている。公知のタイプのレーザビー
ム穿孔装置において、たばこは通常二つの技法に
よつて穿孔される。即ち第一の方法はたばこがそ
の軸を中心に回転している間に通気孔をあけるレ
ーザ源を用いるものであり、又第二の方法はたば
こが自転することなくレーザ源に対して移動する
間にレーザビームを穿孔されるべきたばこの上で
異なつた方向に転向するように設計された可動反
射システムを用いるものである。

前述の両方法においては、公知のレーザビーム
装置は一回のパルスで一つの孔を穿孔するような
周波数を有する“脈動”レーザ源を用いている。

しかし脈動レーザ源を用いる場合には１分間に
10000本もの多数のたばこを生産するように設計
された高性能たばこ製造機又はフイルタ取付機と
連動して前述の穿孔装置を用いることは実際上不
可能である。

これを行なうために各たばこに約30個の孔をあ
けるのに必要なパルス周波数は約5000Hzであり、
これは比較的大きな高出力のレーザ源が必要なこ
とを意味する。更にこのようなパルス周波数は通
常受入れられない外観の、不規則なひきつれた孔
をもたらす。

＜発明の解決しようとする問題点＞ 本発明の目的は叙上の欠点のない、高生産性の
たばこ製造機並びにフイルタ取付機と円滑に協働
して作動するように設計されたレーザビーム穿孔
装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明のその他の特色並びに利点は好適実施例
を示す添付の図面を参照して次に説明される。

この目的を勘案して本発明は第１軸を中心に回
転する供給ドラム５上に担持され、自からの第２
軸を中心に前記ドラムに対して自転するたばこ３
に通気孔を穿孔するためにレーザ源６並びに該レ
ーザ源６から発せられるビームを転向せしめこれ
を各たばこ３の表面上の特定点に集光するように
設計された光学的反射・集光システムを具えた穿
孔装置１であつて、前記レーザ源６は前記第１軸
９に沿つて連続的なビーム７を発するように設計
され、前記光学システムは前記第１軸９を中心に
回転し前記ビーム７を前記第１軸９へ転向させる
ように設計された可動ユニツト２２と前記第１軸
９を中心に配置され、前記ビーム７を順次に受け
てこれを外方に向けて前記たばこ３上に転向せし
めるように設計されたリング状の鏡群２５を具え
た固定の反射部材２３とを具えていることを特徴
とする穿孔装置に関する。

第１図の符号１は多数のたばこ３に孔２のリン
グ（第２図）を穿孔するように設計された穿孔装
置を示す。各たばこは所定の一定速度で自軸を中
心に回転する供給ドラムの外周上の座４の内側に
その一部を収容されている。装置１はドラム５の
回転軸と一致する軸９に沿つて設けられた固定鏡
８によつて変向されるビーム７を放射する連続レ
ーザ源６を具えている。

装置１はまた軸９と一致する自軸を中心に回転
するように取付けられた筒状体１０を具えてい
る。該筒状体１０はこれを所定の一定速度で駆動
するためのモータに取付けられた出力側ピニオン
１２と噛合する外側リング１１を具えている。

ドラム５に面する筒状体１０の端部から二本の
アーム１４，１５が延在して夫々鏡１６，１７を
支持し、鏡１６は筒状体１０からのビームを受け
てこれを鏡１７の方へ向けて軸９に略々直角方向
に転向するように設計されている。

第２図に示すように、鏡１７はビーム７を点１
９で軸９と交差する軸１８に沿つて転向するよう
に位置せしめられている。軸１８はアーム１５と
一体化されたアーム２１上に支持された集光レン
ズ２０の光軸と一致しており、該レンズは集束ビ
ームがそれ以上転向されないと仮定すれば、筒状
体１０、アーム１４，１５，２１、鏡１６，１７
及びレンズ２０からなる可動ユニツトの軸９を中
心とする角位置に無関係に、点１９と一致する点
上にビームの焦点を結ばせるように設計されてい
る。

装置１はまた正多角形の錐台の形をし、その頂
部の筒状体１０に向けて軸９と同軸に設置された
固定の反射部材２３を具えている。該反射部材２
３はドラム５から突出した各たばこのフイルタ２
４に穿孔されるべき孔の数に等しいｎ個の面を有
している。反射部材２３の各面は可動ユニツト２
２の所定の角位置に対してレンズ２０からの集束
ビーム７を受けてそれを実質的に半径方向に外側
に向けて反射し、反射された焦点２６がたばこ３
の表面に形成されるようになす反射面又は鏡２５
を具えている。

各たばこ３のフイルタ２４と反対側の端部は座
４に対して同軸に配置され且つ歯車２８に連結さ
れたホルダ２７の内側にはめこまれている。各歯
車２８はたばこ３がドラム５によつて前方に搬送
されるにつれて自軸を中心に回転しつつドラム５
に対して回転するように設計されたリング２９と
噛合している。

作動の際のドラム５と筒状体１０の速度の関係
は可動ユニツト２２が自軸まわりに一回転する
と、ドラム５は二本の隣り合うたばこ３の間の距
離に相当する一ステツプだけ、たばこ３を前進さ
せるよう軸線９の周りに回動するようになつてい
る。更にｎが各たばこ３に穿孔されるべき孔２の
数である場合には、たばこ３は、ｎステツプの長
さの穿孔円弧（通常はドラム５のたばこ搬入ドラ
ムと接する点からドラム５のたばこ搬出ドラムと
接する点までの円弧）にわたつてドラム５により
前進させられている間に、駆動手坪段２７，２
８，２９によりたばこ自身の軸線周りに完全に一
回転せしめられ、その間に穿孔される。各たばこ
３にｎ個の孔を穿孔するには、穿孔円弧は少なく
ともｎステツプの長さでなければならず、すなわ
ち少なくともｎ本のたばこ３が穿孔円弧にわたつ
て同時に存在している。また駆動手段２７，２
８，２９は、ドラム５が各たばこ３を一ステツプ
だけ前進させた時各たばこ３がそれ自身の軸線周
りに360゜／ｎに等しい角度だけ回動されるように
なつている。同じように反射部材２３は前記穿孔
円弧の中心角と一致する中心角を有する円弧のま
わりに配列されたｎ個の鏡２５を具えている。

叙上の動作モードにおいて、可動ユニツト２２
の自軸まわりの各完全一回転に対して穿孔装置１
は穿孔円弧上に配列されている各たばこ３に一つ
の孔２をあけ、それによつて穿孔円弧を出て行く
各たばこ３はフイルタ２４の外周に等分に分布し
たｎ個の孔２からなるリングを穿孔される。

穿孔装置１の動作のし方を理解するためには、
物理学の公知の法則によれば、集光装置がどんな
軌跡に沿つて動きうとも空間的に静止している一
点に焦点装置によつて光束が集束されるならば、
この焦点を結んだ光束の偏りは新しい焦点を生
じ、該焦点は元の焦点と同様に集光装置の位置の
変化に伴つて空間的に静止することが指摘される
べきである。この原理に基いて装置１を見ると鏡
２５がない場合にはビーム７は常に固定点１９上
に焦点を結ぶことを考えれば鏡２５の挿入によつ
てビーム７は点２６上に焦点を結び、それはビー
ム７がその鏡２５を走査している間は静止状態に
保持され、そしてビーム７が新しい鏡２５を走査
し始めると次のたばこの表面上に急速に切替えら
れる。この結果、ビーム７は鏡２５の群によつて
“脈動”せしめられ、ビーム７の焦点を穿孔円弧
の周囲に互いに固定位置に分布されたｎ個の点に
周期的に繰返えして局限する効果をもたらす。

これらの各点で装置１は、点の位置に一致する
時期にたばこ３の表面に孔２を穿孔する。

たばこが穿孔円弧を通つて搬送されるにつれて
各たばこは前記のすべての点を通つて移動するの
で、たばこが穿孔円弧の出口端にに達する時まで
に全部でｎ個の孔２がこれにあけられる。

更に各たばこ３は穿孔円弧を通過する際に一定
速度で一回完全に自転するので、孔２はたばこ３
の周囲に均等に分布する。

焦点を結んだビーム７に照射されるとき、たば
こ３はドラム５上を連続して移動しているので孔
２は通常楕円形をなしている。この欠点を是正す
るために各孔２が穿孔される間ビーム７の焦点が
たばこ３と共に移動するように鏡１７とレンズ２
０の光軸との角度を、鏡２５がない場合に焦点３
０が軸９から所定の距離の所に生ずるように修正
している。

すなわち、固定点１９に結んだ焦点（第一焦点
という）が可動ユニツト２２の動きと無関係に空
間中に固定されたままであつたならば、反射され
た焦点２６は固定されたままとなり、一方、穿孔
されているたばこ３は自身の軸線周りと軸線９の
周りとに回転するため、穿孔された各孔は楕円形
となつてしまう。このような楕円形の孔を避ける
ため、鏡１７とレンズ２０の光軸との角度を修正
し、第一の焦点が固定点１９から新しい第一の焦
点３０に移動されこの焦点３０が穿孔されている
たばこ３の表面上の一点を同じ速度で一つの円弧
に沿つて動くようにする。

可動ユニツト２２の回転に従つて、焦点３０は
焦点１９のように空間的に静止することなく、軸
９上に中心を持つ周上を回転する。同様に反射焦
点２６も空間を移動し、焦点を結んだビーム７が
鏡２５のいずれか一つを走査している間焦点３０
が動く円周の半径に実質的に比例する速度で円弧
を画く。従つてこの半径を計算することによつ
て、各鏡２５に対してたばこ３が穿孔されている
間このたばこに沿つて反射焦点２６を移動させ、
完全に円形の弧２を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の穿孔装置の好適実施例の斜視
図を示し、第２図は第１図の装置の側面図を示
す。 １…穿孔装置、２…通気孔、３…たばこ、５…
ドラム、６…レーザ源、７…レーザビーム、９…
中心軸、１０…筒状体、２０…レンズ、２２…可
動ユニツト、２３…反射部材、２５…鏡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１軸を中心に回転する供給ドラム５上に担
   持され、自からの第２軸を中心に前記ドラムに対
   して自転するたばこ３に通気孔を穿孔するために
   レーザ源６並びに該レーザ源６から発せられるビ
   ームを転向せしめこれを各たばこ３の表面上の特
   定点に集光するように設計された光学的反射・集
   光システムを具えた穿孔装置１であつて、前記レ
   ーザ源６は前記第１軸９に沿つて連続的なビーム
   ７を発するように設計され、前記光学システムは
   前記第１軸９を中心に回転し前記ビーム７を前記
   第１軸９へ転向させるように設計された可動ユニ
   ツト２２と前記第１軸９を中心に配置され、前記
   ビーム７を順次に受けてこれを外方に向けて前記
   たばこ３上に転向せしめるように設計されたリン
   グ状の鏡群２５を具えた固定の反射部材２３とを
   具えていることを特徴とする穿孔装置。 ２ 前記可動ユニツト２２が二つの鏡１６，１７
   を具え、一つは第１軸９上に設けられ、ビーム７
   を外方へ転向させ、又他方は前者によつて反射さ
   れたビーム７を受けてこれを前記第１軸９の方へ
   転向せしめるように設計され、又前記可動ユニツ
   ト２２は集光レンズ２０を具えていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載された装置。 ３ 前記集光レンズ２０が前記第２鏡１７と前記
   反射部材２３の間に配置されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載された装置。 ４ 前記第２鏡１７と前記レンズ２０の光軸と
   が、前記反射部材２３がない場合に、前記第１軸
   ９から所定の距離の点に焦点３０が生じ、これが
   前記可動ユニツト２２と共に第１軸を中心に回転
   するように配置されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項又は第３項に記載された装置。