CN1219146A - 卷筒纸打孔装置 - Google Patents

Abstract

一种卷筒纸打孔装置,这种打孔装置具有多个激光头和多个直线运动执行元件,其中激光头朝着按一定速度移动的卷筒纸射出脉冲激光束;直线运动执行元件用于支持各激光头,使激光头在卷筒纸的宽度方向上独立移动,并决定脉冲激光束的照射位置。

Description

卷筒纸打孔装置

技术领域

本发明涉及一种在卷筒纸(Web)的长度方向上按一定间距形成微细孔的打孔装置，特别是涉及在用作制造过滤嘴香烟的卷筒纸的薄卷筒纸(Chippaper web)上形成微细孔的打孔装置。

背景技术

这种打孔装置例如在特开平5-138381号公报上所公布的装置。该公报所公开的装置具有激光发生源，激光发生源连续射出激光束。射出的激光束照射在处于旋转状态的多角镜上。通过多角镜的旋转，使照射的激光束周期性的进行偏向，变换成脉冲激光束。并且，脉冲激光束通过光学系统分割成多个射束扇形体(beam segment)，这些射束扇形体照射在作为卷筒纸材料的薄卷筒纸上。这时，薄卷筒纸处于移动状态，因此，射束扇形体便在薄卷筒纸上形成多行微细孔。然后，薄卷筒纸被切断成具有按过滤嘴香烟连接器所规定长度的薄纸片，该薄纸片用于将2支香烟与过滤嘴连接起来，制成2支过滤嘴香烟。2支过滤嘴香烟从薄纸片中央被切断，于是便可得到一支一支的香烟。

由于上述打孔装置具有只使用单一激光源，就能在卷筒纸上形成多列微细孔的优点。但，这打孔装置不容易适应薄卷筒纸型号的变化。关于这一点具体地说，生产每一种牌号的过滤嘴香烟所使用的薄卷筒纸的型号、即微细孔的行列数及行列的位置是不同的。要改变薄卷筒纸上的微细孔的行列数及行列的位置，必须更换形成微细孔所使用的光学系统。要更换光学系统，必须调整射束扇形体需要经过的路线。光学系统的更换及路线的调整，需要花费大量的劳力和许多时间。

具体地说，公报中的打孔装置之光学系统设有2分割镜，2分割镜把脉冲激光束分割成2个射束扇形体，这些射束扇形体分别在薄卷筒纸的左侧部及右侧部形成微细孔行列。但，在把2分割镜分割的各射束扇形体的产生周期和强度维持在同一水平的状态下，为了将各射束扇形体导引到薄卷筒纸上，其调整工作是非常困难的。因此，各行列微细孔的大小和间距便会产生误差，就不能在薄卷筒纸上正确地形成目标透气度。结果，不能将过滤嘴香烟的质量维持在高精度水平。

发明的概述

本发明的目的在于提供一种打孔装置，这种打孔装置可容易改变应在卷筒纸上形成的微细孔的行列数及行列的位置，而且可高精度地维持卷筒纸的透气度。

本发明的卷筒纸的打孔装置包括行走机构、多个激光头及移动机构，其中行走机构沿着规定的行走路线、按一定的速度使卷筒纸行走；激光头具有激光束发生机构，该激光束发生机构朝着行走路线上的卷筒纸射出多束脉冲激光束，在卷筒纸上形成数列微细孔，上述激光束发生机构射出脉冲激光束；移动机构使各激光头在卷筒纸的宽度方向上独立移动。

本发明打孔装置，根据应在卷筒纸上形成的微细孔的行列数选择所使用的激光头。被选择的激光头，利用移动机构在卷筒纸的宽度方向上移动，决定脉冲激光束在卷筒纸上的照射位置。结果，在卷筒纸上形成所需要的行列数及行列位置的微细孔。

打孔装置还包括可变装置，该机构可改变卷筒纸上应形成的微细孔的孔径。在这种情况下，可变机构包括测定机构、比较机构以及控制机构，其中测定机构用于测定形成了微细孔列的卷筒纸的单位长度上的实际透气度；比较机构将测得的实际透气度与目标透气度进行比较，并将这些透气度的偏差值输出；控制机构根据该偏差值，对使用状态下的激光头所发出的脉冲激光束之射出状况进行控制。具体地说，在脉冲激光束的射出周期保持一定的条件下，控制机构至少对脉冲激光束的脉冲宽度及强度中的一方进行控制。

当卷筒纸的实际透气度比目标透气度低时，脉冲激光束的脉冲宽度及强度中的至少一方会增大，使微细孔扩大形成。相反，当卷筒纸的实际透气度高于目标透气度时，脉冲激光束的脉冲宽度及强度中的至少一方会减少，使微细孔缩小形成。

卷筒纸是用于生产过滤嘴香烟的薄卷筒纸。在这种情况下，用薄纸生产的过滤嘴香烟的透气阻力可以得到高精度地控制。

行走机构包括输送辊和卷取机构，其中输送辊用于输送薄卷筒纸；卷取机构对由输送辊输送的、通过激光发生机构形成了微细孔行列的卷筒纸进行卷取。

卷取机构还可设置切断机构和卷筒，切断机构将卷筒纸切断，形成一个个具有微细孔行列的多个小卷筒纸；卷筒将一个个小卷筒纸卷起来，这样可以提高具有微细孔行列的薄纸的生产效率。

行走机构可包括输送卷筒纸的输送辊，以及把输送辊输送的、通过激光发生装置形成了微细孔行列的卷筒纸直接导引至过滤嘴香烟生产装置的行走路线。这样，在薄纸上形成了微细孔之后可以接着进行过滤嘴香烟的制造。在这种情况下，如果行走机构包括一对辊以及行走路线，便可进一步提高过滤嘴香烟的生产效率。

图纸的简单说明

图1是表示单卷筒纸打孔装置的概略图。

图2是表示激光头的简略结构图。

图3是表示在薄卷筒纸上形成的一部分微细孔行列。

图4是用于说明控制激光头的控制器功能的方框图。

图5是表示多卷筒纸打孔装置的概略图。

图6是表示在线组装在过滤嘴连接器(filter attachment)上的打孔装置之概略图。

实施发明的最佳方式

下面参照附图对实施本发明的最佳形态进行说明。

参照图1，激光打孔装置主要包括用于生产过滤嘴香烟的薄的单卷筒纸P的输送装置2、单卷筒纸P的卷取装置6以及装置2、6之间的打孔机构4。装置2、4、6配置在同一条流水线上。输送装置2设有水平回转轴，单卷筒纸P的辊R₁通过输送筒8而被安装在该回转轴上。卷取装置4也设有水平回转轴，该回转轴上设有卷筒10。

此外，输送装置2、打孔机构4及卷取装置6上设有多个导向辊12。从辊R₁输送的单卷筒纸P由导向辊12导向、并经过打孔机构4，然后被导至卷取装置6的卷筒10。导向辊12规定了单卷筒纸P的移动路线。又，在输送装置2的导向辊12中有一对导向辊12a，它们对单卷筒纸P的蛇行现象进行修正。

电动机通过电磁粉末离合器与卷取装置6的回转轴相连接，输送装置2的回转轴上也连接有电磁粉末制动器。图1中未示出电磁粉末制动器和电动机。电动机驱动时，卷筒10便朝一个方向回转。该回转使单卷筒纸P由辊R₁输送。输送的单卷筒纸P通过打孔机构4之后便被卷绕在卷取装置6的卷筒10上，形成纸卷R₂。单卷筒纸P从辊R₁向卷筒10移动的速度是一定的。单卷筒纸P的输送张力由电磁粉末制动器维持在一定水平，单卷筒纸P的卷取张力也由电磁粉末离合器维持在一定水平。

打孔机构4例如设2个激光头14。这些激光头14配置在单卷筒纸P的移动路线的上方。激光头14，向移动路线上的单卷筒纸P射出脉冲激光束。2个激光头14沿着单卷筒纸P的移动路线而相邻配置，并分别支持在直线运动执行元件16上。这些直线运动执行元件16，可使相应的激光头14在移动路线上的单卷筒纸P的宽度方向上移动。因此，从单卷筒纸P的宽度方向上看，2个激光头14配置在与单卷筒纸P的中心线相隔等距离的位置上。

如图2所示，各激光头14具有CO₂激光振荡器18和聚光透镜20，激光振荡器18与控制器24电连接。激光振荡器18按一定周期发射激光束，这种脉冲激光束通过聚光透镜20而照射到单卷筒纸P上。这时，当单卷筒纸P以一定速度移动时，如图3所示，在单卷筒纸P上形成2列微细孔H。在单卷筒纸P的移动速度一定的情况下，各列微细孔H的间隔L决定于脉冲激光束的射出周期。各微细孔H的孔径不仅取决于脉冲激光束的有效脉冲宽度，而且还决定于激光束的强度即功率。打孔机构4内设有集尘器(未图示)，在进行激光打孔时集尘器捕集单卷筒纸P产生的粉尘或烟。

脉冲激光束的有效脉冲宽度及强度，由控制器24控制。即，控制器24向激光振荡器18发出控制有效脉冲宽度及强度的信号，结果，使单卷筒纸P的实际透气度Sa与目标透气度So一致，以此控制各行列微细孔H的大小。

更详细地说，如图1所示，在打孔机构4与卷取装置6之间设有测定装置26。因此，通过了打孔机构4的单卷筒纸P在经过测定装置26之后，便被导向卷筒10。测定装置26，对从其内部通过的单卷筒纸P的单位面积的实际透气度Sa进行测定，并将该测定结果传送给控制器24。在控制器24内，如图4所示，用减法部28计算出目标透气度So与实际透气度Sa之间的差值E，并将差值E传送给演算部30。演算部30根据差值E产生控制信号Spw、Sp，并将这些控制信号传送给各激光头14的激光振荡器18。因此，各激光头14便根据控制信号Spw、Sp射出脉冲激光束，可在单卷筒纸P上形成所希望的微细孔H的行列。结果使单卷筒纸P的实际透气度Sa与目标透气度So一致。具体地说，控制器24根据控制信号Spw控制脉冲激光束的有效脉冲宽度、即控制微细孔H的长度，根据控制信号Sp控制脉冲激光束的功率、即控制微细孔H的直径D。控制器24也可根据控制信号Spw、Sp中的至少一方来控制微细孔H的大小。

被卷在卷筒10上的已经打了孔的单卷筒纸P，以纸卷R2的形态同卷筒10一起从卷取装置6上取下来。然后，单卷筒纸P的纸卷被装在过滤嘴连接器上，用于生产过滤嘴香烟。

图5表示在多卷筒纸Q上形成微细孔H的打孔装置。这里，多卷筒纸Q的宽度比单卷筒纸P的宽度宽得多。在这种情况下，在输送装置2上装有多卷筒纸Q的纸卷G，而在卷取装置4的上下位置上装有2个卷取筒行列32。卷取筒行列32具有多个卷筒10。

在卷取筒行列32的上流设有切纸机34，该切纸机34把纸卷G输出的多卷筒纸Q剪切成多个单卷筒纸P。裁断的各单卷筒纸P被卷在相应的卷筒10上。切纸机34具有多个旋转刀，这些旋转刀同轴配置。

采用图5的打孔装置时，打孔机构4具有多个激光头14，各激光头14分别支持在直线运动执行元件16上，激光头14在多卷筒纸Q的移动方向上配列成2列，从多卷筒纸Q的宽度方向上看，各激光头14相互配置在不同的位置上。

图5的打孔装置使用选择的激光头14，在多卷筒纸Q上形成数列微细孔H。然后，多卷筒纸Q被切纸机34裁成一个个单卷筒纸P，各单卷筒纸P具有所要求行列数的微细孔H。

图6所示为在线打孔装置。在这种情况下，形成了微细孔H的行列的单卷筒纸P不卷在卷筒10上，而是被直接送到过滤嘴连接器的滚压位置上。在滚压位置上配置有滚压板，其作用是用薄纸片将2根香烟与过滤嘴连接起来，形成2支过滤嘴香烟。

当过滤嘴连接器具有2个滚压位置时，如图6中的2点点划线所示，在输送装置2上装一对辊R₁。从各辊R₁分别输出的单卷筒纸P形成微细孔H之后，被导向过滤嘴连接器内相应的滚压位置上。

本发明不局限于上述实施例。例如，各实施例的测定装置是测定单卷筒纸P、或多卷筒纸Q的单位长度上的透气度。但，测定装置也可测定单卷筒纸P的半卷筒纸(half web)或多卷筒纸Q上相当于各单卷筒纸部位的半卷筒纸的单位长度上的透气度，在这种情况下，控制器根据这些测定结果对相应的激光头的脉冲激光束进行控制。

Claims (11)

1．一种卷筒纸打孔装置，其特征是设有以下机构：行走机构，该行走机构使卷筒纸以一定速度沿着规定路线移动；激光束发生机构，它包括多个激光头和移动机构，其中激光头是射出激光束的装置，它朝着上述移动路线上的卷筒纸射出多束脉冲激光束，在上述卷筒纸上形成多列微细孔，移动机构使各激光头在上述卷筒纸的宽度方向上独立移动。

2．如权利要求1所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于它还设有可变装置，使上述卷筒纸上所形成的微细孔的大小可变。

3．如权利要求2所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于所述可变装置包括：测定机构，它用于测定形成了所述微细孔列的卷筒纸的单位长度上的实际透气度；比较机构，它将测得的所述实际透气度与目标透气度进行比较，并将这些透气度的偏差值输出；控制机构，它根据上述偏差值，对处于使用状态的激光头所射出的脉冲激光束的射出状况进行控制。

4．如权利要求3所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述控制机构在所述脉冲激光束的射出周期一定的条件下，对上述脉冲激光束的脉冲宽度进行控制。

5．如权利要求3所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述控制机构在所述脉冲激光束的射出周期一定的条件下，对所述脉冲激光束的强度进行控制。

6．如权利要求3所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述控制机构在所述脉冲激光束的射出周期一定的条件下，对脉冲激光束的脉冲宽度及强度进行控制。

7．如权利要求1所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述卷筒纸是生产过滤嘴香烟所使用的薄卷筒纸。

8．如权利要求7所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述行走机构是由输送上述卷筒纸的输送辊和卷取机构组成的，该卷取机构对输送辊所输出的、并通过上述激光发生机构形成有所述微细孔的列的上述卷筒纸进行卷取。

9．如权利要求8所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述卷取机构包括剪切机构和卷筒，其中剪切机构将上述卷筒纸切断，分别形成具有微细孔列的多个小卷筒纸，卷筒用于卷取一个个小卷筒纸。

10．如权利要求7所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述行走机构包括输送所述卷筒纸的辊和移动路线，该移动路线将自该辊输出的、并通过所述激光发生机构形成了所述微细孔列的上述卷筒纸直接导向过滤嘴香烟制造装置。

11．如权利要求10所述的卷筒纸打孔装置，其特征在于上述行走机构包括各一对所述辊及所述移动路线。

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