JPS58192689A - 棒状物品の穿孔方法および装置 - Google Patents

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】 本発明は、レーザー光線を用いて棒状の物品、とくに紙
巻タバコに穿孔を形成する方法および装置に関する。

この明ＩＩ内において用いる名神の用語についＣ切の疑
問を避ける目的ぐ、ト記の通り定義づる。すなわち 「発生器」または「レーザー発生器」なる用品は、例え
ばレーザー光線束を発生せしめる能力を有するレーザー
ガンの如き、能動鉤素ｆを言うものと解し、 「反射器」または「レーザー反射器」なる用語は「発生
器」の発生するレーザー光線束を反射づる能力のみを有
する受動的素子を言うものと解し、 「エミッター」または「レーザーＪミツターｊなる用ｇ
ムは能動的にも受動的にもへり得る素子、づなりも「発
生器」になることもあり、「反射器」になることもある
素子を言うものと解し。

「集束点」なる用語は平行なシー１１−光線の光束があ
る一点すなりも焦点に向かって集未づるために屈折する
点を古うものと解し、「焦点距離」なる用ム台はレーザ
“−光線束が［ｌｌ５Ｉｉ！白１より焦点まで進んて゛
行く距離を占うしのと解し、しかして １９孔点］なる用語は穴が形成される点を菖うしのと解
づることとづる。

紙巻タバＩＪ製造の分野においては、所謂［通風タバＤ
Ｉ（ｖｅｎ目ｆａｔｅｄ　　ｃｉｇａｒｔｔｅ）　、す
なわらフィルタ一部に複数の穴を有し、これが喫煙占を
してタバ」の煙ととしにある割合の外部の空気を吸入づ
ることを得しめ、吸込んだ煙をａめるとともに、′その
温度を低トさせるという二Φの初産に伴い、その結束と
して有害成分の含―を低トせしめるＷ１巻タバコを＠１
造することは知られている。

と 従来、通風タバ−１は釦式の装置を用いて製造されて来
たが、この装置の効率は紙巻タバコ製造機械の生産能力
の増大とともに絶えず低（・するようになって来た。事
実、相対的に＾途の機械と組合わせて用いる場合は、前
記の釦式の装置は相対的に短時間に摩耗してしまい、製
造リイクルにしばしば中断を要するものである。

上に説明した理由によって、前記のε１式の装置は、近
時、可能な場合、２種の異なった構造配置のいずれかに
従って製作されているレーザ”−光線穿孔装置を以って
代えられて来ている。

上記の２種の既知の構造配置の第一のものにおいては、
パルスレーザ−光線束が固定レーザー発生器より発生さ
れ、穿孔１べき紙巻タバコのＥに向けられる。この紙巻
タバコは、穿孔操作の間、穴が少なくとも１つの円周に
沿つ（実質的にぞの上に均一に配分される如くに、それ
自身回転せしめられる。

１−記の２１４の既知のｍ造装置のうらの他方のものに
＆ｉいては、高山ツノのレーザー発生器を用いて、各々
のＭ巻タバニ〕に穿孔づるためにこれが申−の光束を発
生し、この光栄を固定した反射器によって穿孔すべき穴
の数と等しい複数の光栄に分ｇｌＪづる。この場合は、
各々の紙巻タバコの穴は同時に作られ、タバコ」をイの
軸の周囲を回転せしめる装はない。

１−述の既知の構造配置の双方はこれを実用しに供づる
のを困難ならしめるごとき重大な不利を有している。実
際上、前記の第一の構造配置４Ｊ、各々の紙巻タバコが
その軸をめぐって回転するように、２つの相対する面の
間を回転せしめることを必然的に要求する。紙巻タバコ
はフィルターを接続する操作間に行なわれる１回［］の
回転に続いて、Ｉｌｊ前に既に「柔軟化」され−Ｃいる
ので、穿孔を実施するためにさらに回転せしめれば、確
実に紙巻タバコの中身の一部をからにするに到るという
点において格別に不利（・ある。上に説明した２種の構
造配置の第二のらのは、他方において、＾出力、従って
用いなｌればならないレーザー発生器の高いコストを前
提とすれば、純経済的な理由によって実用に移すのが困
難である。

本発明は喫煙用物品、とりわけ紙巻タバー」の製造の領
域において特に有利な用途を見出Ｌ＃ｂのであり、レー
ザー技術を用いて棒状の物品、なかんずく紙巻タバコに
穿孔を作る方法および装置であって、トに記述した不利
を伴なわないはずのものを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の１つは、棒状の
物品、なかんずく紙巻タバコに穿孔を形成するための下
記の１程を含むことを特徴とする７ｊ払で−あって、 穿孔部（ｐｉｅｒｃｉｎｇ　　５ｔａｔｉｏｎ　）を通
っている］ンベーヤーを用いて、穿孔すべき物品を一定
の（￥路に沿って移動せしめる、 複数のレーザーエミッターを用いてあらがじめ設定され
たシーケンスで・、一定の焦点距離をｌスて光１ｔ！ら
れる集束レーザー光線束を、良くどし前記物品が前記穿
孔部を横切るのに要する時間に等しい穿孔時間の間、該
物品上に投射する、しかしで、穿孔部が前記］ミツター
のための支持部を備えており、該Ｌミツターが、各々の
レー＋）−一光線朱の通るそれぞれの径路の長さを集束
点と前記物品りの当該穿孔点との間にお　　　　Δ。

いて常に前記距離に等しく保っごとき形状を有する曲線
に沿って、前記支持部上に配分されているものである。

本発明の他の１つは、棒状の物品、なか／Ｖヂく紙巻タ
バコのための穿孔部および前記の穿孔づべき物品を前記
穿孔部を通って連続して移動せしめるためのコンベーヤ
ーを備えていることを特徴とする装置であって、穿孔部
は一定の焦点距離を有する集束レーザー光線束を設定し
Ｉこシーケンスで発生すべく作動づる複数のシー１１−
１ミツターおよび前記エミッターのための支持部を備え
ており、該エミッターが、おのａ＞ののレーザー光線束
の通る去れそれの径路の長さを集束点と前記の物品上の
当該穿孔ｊ為どの間において常に前記焦点距離に等しく
保つごどき形状を有する曲線に沿って前記支持部上に配
分されているものである。

本発明によれば、上記目的が達成されるが、これ以上の
特徴および利点ｔよ以−１・の実施例の説明により明ら
かになる。

以ト、図面を参照して本発明のいくつかのＪ１限定的実
施例について説明づる。

第１図にＪ３い−（、図示しない支台−！でぞの軸をめ
ぐっ（回転する如くに取（、Ｊけてあり、外側に複数の
座（２）を有する二１ンベー丸７−・ドラム（１）が示
されている。この座の各々は当該の座（２）からハ持ち
式に突出しているフィルター（４）　４４紙巻タバー１
〈３）を図示してない吸引１段によってその中に保持さ
れている。

ドラム（１）の前進中に、各々の紙巻タバ」（３）は穿
孔部（５）を横切り、ここにおいてノイルター（４）上
に図示していない穿孔が形成されるが、この穿孔の１径
は数山分の１ミリメ一ター程度である。

上記の穿孔は穿孔Ｍ＠（６）によって形成されるが、こ
れはレーザー光線束（８）を反）１部（９）に対して指
向せしめることのできるレーザー光線発生器（７）を備
えており、この反射部（９）は光線束（８）を回転部（
１１）に支持された別の反射部（１０）に反射せしめる
。ここに図示する実施例においては、この回転部（１１
）は図示しない支台上にその軸をめぐってトリ転づる如
く取付けである管状部で出来ており、これが駆動転Ｓ歯
車装置（１３）を用いる駆ｖＪ装茸（１２）によって一
定の運動法則に従って回転せしめられる。反射部（１０
）は管状部（１１）のスリット〈１５）に面し、かつ管
状部（１１）の回転中、管状部（１１）自身の軸および
反射部（０）と（１０）との間にある光束（８）の部分
と一致１−る軸を有する円錐面（図示しない）に接しく
保たれる如くに傾斜して配置された反）１面（１４）を
有している。

反射部（１０）は入射光束（８）を穿孔部（５）の中へ
指向せしめる如くに作動するが、この穿孔部は複数の反
射器（１７）のための環状の支持部（１６）を備えてお
り、反射器（１１）は該支持部（１６）の内面に沿って
予め設定された法則に従って配分されている。この支持
部（１６）は反射８Ｂ＜１０）とフィルター（４）の自
由端との間にある空間内に配置されてＪｊす、管状部（
１１）の軸のまわりに−続きに拡がっている。

第１図に示す実施例においては、光栄（８）は反射器（
１７）より上流のでの径路に治ってなんらの集束を受Ｇ
ｔずに反射器〈１７）に到達する。　　　　□集束は反
射器（１１）によっ０行なわれ、そのために反射器（１
７）は各々凹面鏡で出来ている。

第２図に示す変形例においては、光束（Ｆ３）は反射部
（９）とく１０）の間にその軸を管状部（１１）の軸と
一致せしめて配置された収束レンズ（１８）によって反
射器（１１）より上流で集束する。従って、第２図の変
形例においては、第１図の凹面反射器（１７）を、以下
に説明する即由によって支持部（１６）とは異なる形態
を４ｉづる支持部（２０）に取付けられた平面鏡で出来
ている反射器（１９）を以て代えることがぐきる。

第１図に示す如く、コンベーＡ７−（１）は艮時計回り
に動いて、紙巻タバコ（３）を設定された一定の速度を
以て穿孔部〈５）を通過して運ぶ。第３図に示す如く、
各々の紙巻タバ−１〈３）は、穿孔部（５）を横断中、
タバ」（３）の進行方向に、タバコ〈３）の中心が動く
曲線（２３）上のく２１）を以て示す点で始まり、（２
２）を以て示すで終る穿孔弧に沿って動く。該弧（２１
）〜・（２２）は、その＆さが図示する特定のｊＪ１１
合にＪｊいてｉＪ、ドラム（１）の円周に沿って測定し
た隣接４る２本の？ｆ４（２＞の軸の間隔に等しいしの
であるが、その弧（２１）〜（２２ンに泊っ（タバ：＋
（３）が動く時間の間、光イ１−器（７）は一連のパル
スレーザ−光線束（８）を発し、その各々は回転部）１
部（１０）によって、第３図にＪｊいて点（２４）を以
て示す中心を持ち、かつ所謂「カーディＡイドｊ型の曲
線（２５）に沿って配分された相次ぐ反射器（１７）上
に反射される。連続して入射づる光栄（８）は対応づる
相次ぐ反射器（１７）によって穿孔弧（２１）〜（２２
）に沿って配分され、かつフィルター（４）に各々の穴
が形成される間に前記タバコ（３）の軸が相次いで占め
る連続する点（２６）に指向せしめられる。

論議内の場合においては、各々の反射器（１７）がまた
集束部として役立つので、曲線（２５）４１各反射器（
１７）とフィルター（４）のそれぞれの穿孔点と一致し
ていると推定し得る貞（２６）の各々の間の距離１１１
１１が光束（８）の焦点距離に終始等しくなる如くに形
成される。

明らかに、第３図に示す距ｆｉｌｌ　”　ｌ　”および
曲線〈２５）は実際値ではなく、むしろドラム（１）の
軸の垂直な面へのこれらの投影である。曲線（２５）は
第３図に示すものとは異なる形であることもあるが、そ
れはドラム（１）と反射部（１０）が互いに反対の方向
に回転する場合に関するものである。いずれの場合にお
いでも、曲線（２５）は常に、各穿孔点と当該集束部の
間の、光束（８）の軸に沿って測定した距離が一定て−
あり、焦点距離に等しくなる如くに、形成しな６ノれば
ならない。

ｌに説明しｌこことに基づき、支持部（１６）と（２０
）とが相りに如何に異なっているかを理解づることは＋
ｉＪ能である。実際においては、支持部（１６）の形状
は各々の東栄反）１器（１１）と、当該光束（８）の発
生時に当該穿孔体の占める位置との間の差を一定に保つ
ごときものでなければならないのに対して、支持部（２
ｏ）の形状１．１２つの距離、すなわら反射部（１ｏ）
と各々の反射器（１９）の間の光栄（ε３）の通過する
距離Ｃある第１のものと、各々の反射器＜１９）と光栄
（８）自身の発生時に当該穿孔点の占める位置の間の距
離である第２のものとの和を一定に　　　　　１保つご
とさものでな（）ればならない。

図示してない変形例においては、第１図Ｊ５よび第２図
の反射部（１０）は、発生器〈７）の発生する光束（８
）が２本乃至ｎ本の光束に分割される如くに、三角プリ
ズムまたはｎ個の面を有するピラミッド形のプリズムを
以て代えられる。明らかに、この場合においては、発生
器（７）の出力が十分であれば、反射器の配置に応じて
、穿孔部く５）の中を移動する紙巻タバコに、または穿
孔部（５）を通って移動する数本のタバコに２個乃至ｎ
個の穴を同時に形成４にとが可能になるであろう。

図示していない他の変形例においては、第１図および第
２図の実施例が予め設定された相り間の距離を以て配置
された穴の輪が１列ではなく２列になる如くに改変しで
ある。受持部（１６）または（２０）上に、それぞれの
発生器（７）からそれぞれの光束（８）を受けるべく、
五Ｉこは…−の発（Ｉ器より既知の技術によって２本の
光栄に分割されて出力される光束（８）を受けるぺ＜　
ｔト動する関連回転反射部（１０）を備えた２列の反射
器を配置することによって、第１図および第２図の実施
例より出発して同様の結果を得ることができる。

１述の図小していない変形例は、所謂「ダブルシガレッ
ト」、すなわら相互に共軸の２本の部分的に形成された
タバコで・、ダブルフィルタを以て頭部においてつなが
れ、イの後に分離されて２本の別個のフィルター付タバ
コより成っている集合物の穿孔を行なうことを望む場合
には、有利に用いることができる。

Ｆ述の場合において、例えば第１図の実施例を参照して
、２本のドラム（１）を−緒に結びイ・１け、これが少
なくとも２個のフィルター（４）の長さに等しい相互間
の距離を以て配置された前記のダブルシガレットのそれ
ぞれの末端を支える如くになるであろう。この空間には
環状の固定された支持部が取付けられており、この支持
部は、支持部＜１６）に類似しているが、２列の輪の周
囲に配置され、かつそれぞれの回転反射部（１０）より
反射されるそれぞれの光束を受ｃプるべく作動（る反射
器（１７）を備えている。

し述の図示していない変形例は申−の光Ｉｌ器（７）を
備えることができ、これらの光束（ε）］は前記の２個
のドラムの間、例えばいずれかのドラム（１）自身の管
状の軸を有する中央の穴に沿って貫入し、既知の方法例
えば部分的に反算し＼・ 射する鏡面を用いて、２本の寿−４−光束に分離された
後、反射部（１０）に到達する。

明らかに、上１本の図示していない変形例におい（は、
複輪に″っている反射器の環状の支持ｌ！１ＩｔＪ、前
記ダブルシガレットが穿孔部（５）を通過し得るために
、２つの実質的にぬ径に沿った切断に五つ【一方は１４
フム〈１）の間に、他りはこれらの径方向に外に向って
配置された２個のγ輪に分離されなければならない。

第４図に図示する変形例は概念ＩＧよ第１図の実施例に
類似するものであるが、第１図の実施例と異なっている
のは一発生器（７）および反射部（９）（固定）と＜１
０＞　　（回転式）を有してＪｊらヂ、集束反射器（１
７）の代わりに、各々のタバーコ（３）のフィルター（
４）にそれぞれ孔をあけるために、各々集束したレーザ
ー光線束をあらかじめ設定されたシーケンスで発生すべ
く作＃Ｊするレーナーダイイード（２７）を自ダる　　
　　　ｉことである。

第４図の変形例の作動は第３図を参照しく説明した第１
図の実施例の作動より自らに轡さ出し得るものであり説
明しないことにする。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例を示し、第１図（よ斜視図、
第２図は第１図に示づ実施例の変形例を示す斜視図、第
３図は第１図の実施例の＃４造線図、第４図は他の実施
例を示す斜視図である。 （１）・・・コンベーヤー、（３）・・・物品、（５）
）・・・穿孔部、（８）・・・レーザー光線束、（１６
）（２０）・・・支持部、（１７＞　　（１９）　　（
２７）・・・レーザーＴミッタ、（２５）・・・曲線。 Ａ−二 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　棒状の物品、なかんずく紙巻タバコに穿孔を形
   成する方法であって、 穿孔すべき物品（３）をコンペーｒ−（１）を用いて穿
   孔部（５）を通過して移動せしめる工程と、 該物品（３）に向って、複数のレーザーＬミツター（１
   ７）　　（１９）　　（２７）を用いて設定されたシー
   ケンスで発生せられ、かつ設定された焦点距離を有する
   集束レーザー光線束を、長くとも前記物品（３）が前記
   穿孔部（５）を横断するに要する時間に等しい穿孔時間
   の間伝達する１程とを含んでおり、 穿孔部（５）が前記エミッター（１７）　　（１９）（
   ２１）のための支持部（１６）　　（２０）を備えてお
   り、該エミッターが、各々のレーザー光線束の通るイれ
   ぞれの経路の長さを染束点と前記物品Ｆの当該穿孔点と
   の間においで常に焦また距離に等しく保つ如くに形成さ
   れＩこ少なくとも１本の曲線に沿って前記支持部（１６
   ）　　（２０）上に配分されていることを特徴とづる棒
   状物品の穿孔方？ム　。 （２）　前記■ミツターが、レーザー発生器（７）の発
   １したレーザー光線束（８）に選択的に衝突し、この人
   躬九線束（８）を穿孔すべき前記物品（３）に向かって
   反０４ツべく作動する反）１部（１７）　　（１９）よ
   り成っていることを特徴とする特許請求の範囲第１　Ｉ
   ｎ記載の棒状物品の穿孔方法。 （３）　各々の前記の反射部（１７）が集束凹面鏡より
   成っていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の棒状物品の穿孔方法。 （４）　各々の前記の反射部＜１９）が平面鏡より成っ
   ており、集束手段（１８）が該甲面１！Ｆに選択的に入
   射するレーザー光線束（８）を集束づ゛るために前記平
   面鏡（１９）より上流に備えであることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の棒状物品の穿孔方法。 （５）　前記レーザニエミッター（２１）が設定された
   シーケンスで励起される複数のレーザーダイオードより
   成っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の棒状物品の穿孔り法。 （６）　棒状の物品、なかんずく紙巻タバコもこ穿孔を
   形成するための装置であって、前記物品（３）の穿孔部
   （５）および穿孔すべき前記物品（３）を連続して前記
   穿孔部（５）を通過せしめるための」ンベー１７−（１
   ）を備えており、該穿孔部は設定された焦点距離を有す
   る集束レー＋１−九線朱（８）を予め設定されたシーケ
   ンスで′Ｒ牛吏べく作動する複数のレーザー−Ｌミツタ
   ー（１７）　　（１９）　　（２７）　、お上び萌紀］
   ミツター　（１７）　　（１９）　　（２７）のための
   支持部（１６）（２０）を漏えており、該エミッターは
   各々のし一會ｆ−光線朱（８）の通る径路の長さを集束
   点と萌配物品（３）上の当該穿孔点の間において常に焦
   点距離に等しく保つ如くに形成された少なくとも１本の
   曲線（２５）に沿って支持部（１６）（２０）Ｌに配分
   されていることを特徴とする棒ＩＡ″“（７）’Ｊ４Ｌ
   Ｈ１ｉ・　　　　　　　　　　　１（７）　前記レーザ
   ー■−ミツターが、レーナー発生器〈７）の発生したレ
   ーザー光線束（８）に選択的に衝突し、入射する光線束
   （８）を穿孔づべき前記物品（３）に向かって反射すべ
   く作動する反射部（１７）　　（，１９）より成ってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の棒状物
   品の穿孔装置。 （８）　前記光線束（８）を、前記支持部（１６）（２
   ０）上に固定された前記反射部（１７）　　（１９）の
   各々に向かって偏向せしめるべく選択的に杓動する回転
   反射部（１０）をさらに備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項記載の棒状物品の穿孔装置。 （９）　前記反射部の各々が集束凹面鏡（１７）より成
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第７項または
   第８項記載の棒状物品の穿孔装置。 （１０）　　前記反射部の各々が平面鏡（１９）より成
   り、ｌ’朱手段（１８）が該申面鏡トに選択的に入射す
   るレザー光線束（８）を集束せしめるために前記ψ面鏡
   （１９）より上流に備えであることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項または第８項記載の棒状物品の穿孔装置
   。 （１１）　　前記レーザー−［ミツターが、設定された
   ジ−タンスで励起される複数のレーザーダイオード（２
   ７）より成っていることを特徴とする特ｒＩ請求の範囲
   第６項記載の棒状物品の穿孔装置。