DE69011062T2

DE69011062T2 - Gerät zur Herstellung von Mikro-Bohrungen in Zigaretten.

Info

Publication number: DE69011062T2
Application number: DE69011062T
Authority: DE
Inventors: Kazuyu Adachi; Mikio Komori; Shuichi Sato
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1990-12-07
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2010-12-08
Also published as: DE69011062D1; JP2505293B2; EP0432663A1; JPH03180290A; US5179965A; EP0432663B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern an dem äußeren Umfang des Filterstücks der Zigarette, und insbesondere betrifft sie eine Verbesserung des Systems zum Steuern des Geräts zum Halten der Größe der Mikrolöcher auf einem konstanten Wert.
Bei einigen Sorten von Filterzigaretten ist eine Vielzahl von Mikrolöchern an dem äußeren Umfang des Filterstücks jeder der Zigaretten ausgebildet. Diese Zigaretten lassen zu, daß eine große Luftmenge in sie gesaugt wird, wenn sie angezündet und geraucht werden, wodurch der Geschmack für den Raucher leichter bzw. milder wird, der in den Mund des Rauchers gesaugte Rauch abgeschwächt wird, die Temperatur des angesaugten Rauchs erniedrigt wird, und die Menge der in dem Rauch enthaltenen schädlichen Komponenten reduziert wird.
Das Gerät zum Ausbilden der Mikrolöcher an den Zigaretten ist daher in dem Gerät zum Herstellen von Zigaretten enthalten. Bei dem Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern wird ein fokussierter Laserstrahl, der eine bestimmte Lichtintensität hat, auf die Zigaretten geschossen, die geführt werden, um viele Löcher an dem äußeren Umfang des Filterstücks jeder der Zigaretten auszubilden.
Seit kurzem ist erforderlich, daß die Zigaretten in großen Mengen und mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden. Daher ist ein aus der EP-A2-0 292 666 bekanntes Gerät entwickelt und geschaffen worden, das die Mikrolöcher an den Zigaretten ausbildet, während sie mit hoher Geschwindigkeit geführt werden. Bei diesem Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern sind zwei Abschnitte zum Ausbilden von Mikrolöchern vorgesehen, und ein Laserstrahl, der von einer einzelnen Laserquelle abgeschossen wird, wird in zwei Laserstrahlen aufgeteilt, und diese zwei Laserstrahlen werden in die zwei Abschnitte zum Ausbilden von Mikrolöchern eingeführt. Auch die geführten Zigaretten werden zu diesen zwei Abschnitten zum Ausbilden von Mikrolöchern eingeführt, wobei die Laserstrahlen auf die Zigaretten fokussiert werden, um die Mikrolöcher daran auszubilden. Die Herstellung von Zigaretten mit hoher Geschwindigkeit wird somit erfüllt.
Bei dem Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern, das mit diesen zwei Abschnitten zum Ausbilden von Mikrolöchern versehen ist, sollen die Mikrolöcher, die an jedem der Abschnitte zum Ausbilden von Mikrolöchern ausgebildet werden, unter einem bestimmten Standard gehalten werden, um die Qualität der Zigaretten auf einem hohen Niveau zu halten. Zum Erfüllen dieser Anforderung ist erforderlich, daß der Laserstrahl, der von der einzelen Laserquelle geschossen wird, in jene zwei Laserstrahlen aufgeteilt wird, die im wesentlichen gleich bezüglich der Lichtintensität sind, und demgemäß wird ein Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern erwartet, das diese Forderung erfüllen kann.
Selbst wenn die aufgeteilten Laserstrahlen bezüglich der Lichtintensität gleich gehalten werden, folgt daraus nicht notwendigerweise, daß jene Mikrolöcher, die unter dem bestimmten Standard sind, an den Zigaretten bei den zwei Abschnitten zum Ausbilden von Mikrolöchern ausgebildet werden können. Es wird daher noch befürchtet, daß die ausgebildeten Mikrolöcher für jede Zigarette unterschiedlich sind. Dies macht es wünschenswert, die ausgebildeten Mikrolöcher zu untersuchen oder zu prüfen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zu schaffen, das jene Mikrolöcher, die unter dem bestimmten Standard gehalten werden, an den Zigaretten ausbilden kann, auch wenn die Zigaretten mit hoher Geschwindigkeit geführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern an Zigaretten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 geschaffen.
Die Vorteile des Geräts der vorliegenden Erfindung bestehen darin, daß Lichtintensitäten eines zweigeteilten Laserstrahls immer gleich gehalten werden können, um Mikrolöcher, die bezüglich der Größe gleich sind, an den Zigaretten auszubilden. Zusätzlich werden Abschwächungen entsprechend den ausgebildeten Mikrolöchern erfaßt, und die Lichtintensitäten der zweigeteilten Laserstrahlen können durch diese so erfaßten Abschwächungen eingestellt werden. Daher können die an den Zigaretten ausgebildeten Mikrolöcher bezüglich der Größe besser gleich gehalten werden. Weiterhin werden die Lichtintensitäten der Laserstrahlen erfaßt, um den Zustand der an den Zigaretten ausgebildeten Mikrolöcher zu der Zeit zu untersuchen, zu der das Gerät seinen Betrieb beginnt, und die Abschwächungen werden direkt erfaßt, um diese Intensitäten während des Betriebs des Gerätes einzustellen. Daher kann die Genauigkeit der ausgebildeten Mikrolöcher von der Zeit an, zu der das Gerät seinen Betrieb beginnt, und während des Normalbetriebs des Geräts besser eingehalten werden.
Diese Erfindung kann besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das allgemein ein Steuersystem zum Steuern eines Geräts zum Ausbilden von Mikrolöchern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Ansicht ist, die allgemein das Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern zeigt, das durch das in Fig. 1 gezeigte Steuersystem gesteuert wird;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die allgemein ein Erfassungsgerät für das in Fig. 2 gezeigte Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern zeigt, wobei das Erfassungsgerät zum Erfassen des Zustands der an Zigaretten ausgebildeten Mikrolöcher dient;
Fig. 4A und 4B Flußdiagramme sind, die den Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Steuersystems zeigen sollen;
Fig. 5 ein Blockdiagramm ist, das das in Fig. 1 gezeigte Steuersystem zum Erfassen einer Abschwächung zeigt; und
Fig. 6A und 6B Ersatzschaltbilder für Drücke zeigt, die im Laufe des Erfassens einer Abschwächung benutzt und erfaßt werden, wobei die Schaltbilder ein Verfahren zum Erfassen einer Abschwächung erklären sollen.
Ein Beispiel des Geräts zum Ausbilden von Mikrolöchern gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Steuersystem zum Steuern eines Geräts zum Ausbilden von Mikrolöchern gemäß der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 zeigt das durch das in Fig. 1 gezeigte Steuersystem gesteuerte Gerät zum Ausbilden der Mikrolöcher.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, enthält das Gerät 2 zum Ausbilden von Mikrolöchern Scheiben 14a und 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern, und im wesentlichen konusförmige Polyeder-Spiegel 103 und 107, die sich zusammen mit den Scheiben 14a und 14b drehen, sind jeweils an Rotationswellen der Scheiben 14a und 14b angeordnet. Eine Vielzahl fokussierender Linsen 104 ist auf einem Kreis um die rotierende Welle der Scheibe 14a angeordnet und dort befestigt, und zwar jeweils gegenüber reflektierenden Flächen des Polyeder-Spiegels 103. Ein Impuls-Laserstrahl, der intermittierend geschossen und dem Polyeder- Spiegel 103 über ein optisches System eingeführt wird, das später unter Bezugnahme auf Fig. 1 im Detail beschrieben wird, wird reflektiert und durch die reflektierenden Flächen des Polyeder-Spiegels 103 in eine Vielzahl von Strahlen aufgeteilt und durch die fokussierenden Linsen 104 auf äußere Umfänge der an dem äußeren Umfang der Scheibe 14a gehaltenen Zigaretten C fokussiert, um daran Mikrolöcher auszubilden. Dasselbe kann über die Scheibe 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern gesagt werden.
Eine Zuführrolle 30 und erste und zweite Zwischen-Zuführrollen 31a und 31b, die zum Führen der Zigaretten C dienen, sind benachbart zu den Scheiben 14a und 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern angeordnet. Die Zuführrolle 30 ist wie eine Säule geformt und an ihrem äußeren Umfang mit einer Vielzahl von Haltenuten versehen. Eine zweite Zwischen-Zuführrolle 31b ist zwischen der Zuführrolle 30 und der zweite Scheibe 40b dicht daran angeordnet. Ähnlich dazu ist die erste Zwischen-Zuführrolle 31a zwischen der zweiten Zwischen- Zuführrolle 31b und der Schreibe 14a dicht daran angeorndet. Diese Scheiben 14a und 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern, die Zwischen- Zuführrollen 31a und 31b und die Zuführrolle 30 werden durch ein Antriebssystem (nicht gezeigt) mit derselben peripheren Geschwindigkeit gedreht.
Eine Vielzahl von Haltenuten 33, die jeweils einen halbkreisförmigen Abschnitt aufweisen, sind an dem äußeren Umfang jeder der Zwischen- Zuführrollen 31a, 31b angeordnet, und der Zwischenraum zwischen diesen Haltenuten 33 an jeder von ihnen und in der Umfangsrichtung von jeder von ihnen ist der gleiche wie jener zwischen den Haltenuten 32 an der Zuführrolle 30 und auf die Hälfte des Zwischenraums zwischen den Haltearmen 19 an jeder der Scheiebn 14a, 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern eingestellt. Viele Ansauglöcher (nicht gezeigt) sind in dem Boden jeder der geradzahligen Haltenuten 33 an der ersten Zwischen-Zuführrolle 31a ausgebildet, und diese Haltenuten 33 stehen mit Vakuumdurchgängen 34a über die Ansauglöcher in Verbindung. Diese Vakuumdurchgänge 34a stehen mit einem Vakuumsystem (nicht gezeigt) über eine bogenförmige Kommunikationsnut 35 in Verbindung. Viele Ansauglöcher sind gleichermaßen in dem Boden jeder der ungeradzahligen Haltenuten 33 an der zweiten Zwischen-Zuführrolle 31b ausgebildet, und diese Haltenuten 33 stehen gleichermaßen über die Ansauglöcher mit Vakuumdurchgängen 34 in Verbindung. Diese Vakuumdurchgänge 34b stehen mit dem Vakuumsystem über eine bogenförmige Kommunikationsnut 38 in Verbindung. Weiterhin sind gleichermaßen auch Ansauglöcher in dem Boden jeder der geradzahligen Haltenuten 33 an der zweiten Zwischen-Rolle 31b ausgebildet, und diese Haltenuten 33 stehen über die Ansauglöcher mit Vakuumdurchgängen 36b in Verbindung. Diese Vakuumdurchgänge 36b stehen mit dem Vakuumsystem über eine bogenförmige Kommunikationsnut 39 in Verbindung, die eine andere als die Kommunikationsnut 38 ist. Die Kommunikationsnut 35 in der ersten Zwischen-Rolle 31a erstreckt sich von einer Position, wo die erste Zwischen-Rolle 31a nahe zu der zweiten Zwischen-Rolle 31b ist, zu einer Position, wo die Rolle 31a nahe zu einem der Haltearme 19 an der ersten Scheibe 14a ist. Die Kommunikationsnut 38 in der zweiten Zwischen-Rolle 31b erstreckt sich von einer Position, wo diese Rolle 31b nahe zu der Zuführrolle 30 ist, zu einer Position, wo die Rolle 31b nahe zu einem der Haltearme 19 an der zweiten Scheibe 14b ist. Die Kommunikationsnut 39 in der zweiten Zwischen-Zuführrolle 31b erstreckt sich von einer Position, wo diese Rolle 31b nahe zu der Zuführrole 30 ist, zu einer Position, wo die Rolle 31b nahe zu der ersten Zwischen-Zuführrolle 31a ist.
Das Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern hat den oben beschriebenen Aufbau. Daher werden die von dem vorherigen Prozeß im Laufe der Herstellung der Zigaretten C zugeführten Zigaretten C in den Haltenuten 32 an der Rolle 30 aufgenommen, gehalten und geführt, wenn sich die Rolle 30 dreht. Wenn die durch die Zuführrolle 30 geführten Zigaretten C nahe zu der zweiten Zwischen-Zuführrolle 31b kommen, werden sie in die Haltenuten 33 an der zweiten Zwischen-Zuführrolle 31b transferiert. Daher werden die aufeinanderfolgend durch die Zuführrolle 30 geführten Zigaretten in den Haltenuten 33 an der zweiten Zwischen-Zuführrolle 31b angesaugt, gehalten und geführt, wenn sie sich dreht. Die Kommunikationsnut 39, die mit den geradzahligen Haltenuten 33 in Verbindung steht, erstreckt sich in der zweiten Zwischen-Zuführrole 31b nur von der Position, wo diese Rolle 31b die Zuführrolle 30 kontaktiert, zu der Position, wo sie die erste Zwischen-Zuführrolle 31b kontaktiert. Wenn die geradzahligen Haltenuten 33 an ihr zu der Position bewegt werden, wo sie die erste Zwischen-Zuführrolle 31a kontaktiert, werden daher die Zigaretten, die in den geradzahligen Haltenuten an der zweiten Zwischen- Zuführrolle 31b gehalten werden, einzeln von dort gelöst und in die geradzahligen Haltenuten 33 an der ersten Zwischen-Zuführrolle 31a transferiert. Die so zu der ersten Zwischen-Zuführrolle 31a transferierten Zigaretten C werden in den geradzahligen Haltenuten 33 an der Rolle 31a gehalten und geführt. Wenn die Zigaretten C zu der Position bewegt werden, wo die erste Zwischen-Zuführrolle 31a einen der Haltearme 19 an der ersten Scheibe 14a kontaktiert, werden sie einzeln aufeinanderfolgend zu den Haltearmen 19 an der ersten Scheibe 14a transferiert. Andererseits werden die in den ungeradzahligen Haltenuten 33 an der zweiten Zwischen-Zuführrolle 31b gehaltenen Zigaretten C an der Position vorbeigeführt, wo die erste und die zweite Zwischen-Zuführrolle 31a und 31b nahe zueinander sind. Die Zigaretten C in den ungeradzahligen Haltenuten 33 an der Rolle 31b werden zu der Position bewegt, wo die Rolle 31b nahe zu einem der Haltearme 19 an der zweiten Scheibe 14b ist, und sie werden einzeln zu den Haltearmen 19 an der zweiten Scheibe 14b transferiert. Die von der Zuführrolle 30 zugeführten Zigaretten C werden, wie es oben beschrieben ist, durch die Zwischen-Zuführrollen 31a und 31b in geradzahlige und ungeradzahlige gruppiert, und diejenigen der geradzahligen Gruppe werden zu den Haltearmen 19 an der ersten Scheibe 14a transferiert, während die anderen der ungeradzahligen Gruppe zu den Haltearmen 19 an der zweiten Scheibe 14b transferiert werden.
Die Haltearme 19 an der ersten und an der zweiten Scheibe 14a und 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern werden zusammen mit Drehungen der ersten und der zweiten Scheibe durch ein Antriebssystem (nicht gezeigt) gedreht. Daher werden die Haltearme 19 um die Rotationswelle jeder der Scheiben 14a und 14b gedreht, während sie sich um ihre eigenen Zentren drehen. Somit werden die Mikrolöcher an äußeren Umfängen der Zigaretten C durch Impuls-Laserstrahlen ausgebildet, die durch die Polyeder-Spiegel 103 und 107 reflektiert werden und durch die Fokussierlinsen 104 und 108 auf die Zigaretten C fokussiert werden.
Erste und zweite Zwischen-Ausgaberollen 51a und 51b sind an der Ausgabeseite des Geräts zum Ausbilden von Mikrolöchern angeordnet, und sie sind symmetrisch zu der ersten und der zweiten Zwischen- Zuführrolle 31a und 31b, wobei die erste und die zweite Scheibe 14a und 14b zwischen ihnen angeordnet ist. Sie haben Haltenuten 53, Kommunikationsnuten und Vakuumdurchgänge, die im Aufbau gleich jenen der Rollen 31a und 31b sind. Daher wird eine Beschreibung der Rollen 51a und 51b weggelassen, aber die Rollen 51a und 51b sind darin unterschiedlich von den Rollen 31a und 31b, daß die Rollen 51a und 51b in einer Richtung gedreht werden, die gegensätzlich zu der Richtung ist, in der die Rollen 31a und 31b gedreht werden. Ein Gerät zum Erfassen einer Abschwächung, das später beschrieben wird, ist in Kontakt mit der zweiten Zwischen-Ausgaberolle 51b angeordnet. Eine Abschwächungstrommel 52, die einen derartigen Aufbau hat, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist nämlich an der Ausgabeseite der ersten und der zweiten Zwischen-Ausgaberolle 51a und 51b angeordnet. Diese Abschwächungstrommel 52 und die zweite Zwischen-Ausgaberolle 51b sind gleichermaßen mit Haltenuten 53 und 54 an ihren äußeren Umfängen versehen, und diese Haltenuten 53 und 54, die jeweils einen halbkreisförmigen Abschnitt aufweisen, sind mit gleichem Zwischenraum angeordnet. Daher werden die ungeradzahligen Zigaretten C von der ersten Scheibe 14a zu der ersten Ausgaberolle 51a transferiert, während die geradzahligen von der zweiten Scheibe 14b zu der zweiten Ausgaberolle 51b transferiert werden. Daher werden alle Zigaretten C, die an der Ausgaberolle 51b gehalten werden, einzeln zu den Haltenuten 54 an der Abschwächungstrommel 52 transferiert. Weiterhin ist ein Eliminationssystem 57 zum Eliminieren defekter Zigaretten nahe der Abschwächungstrommel 52 angeordnet. Das Eliminationssystem 57 besteht aus einer Eliminationstrommel und einer Führungsrolle, die mit der Eliminations- und der Abschwächungstrommel in Kontakt steht.
Die Zigaretten C mit Mikrolöchern werden einzeln von den Haltearmen 19 an der ersten und der zweiten Scheibe 14a und 14b über die Zwischen-Ausgaberollen 51a und 51b zu der Abschwächungstrommel 52 geschickt, und die in jede der Zigaretten eingeführte Luftmenge wird, wie es später beschrieben wird, an dem äußeren Umfang der Abschwächungstrommel 52 gemessen. Jene Zigaretten, bei denen eine Messung beendet worden ist, werden über die Führungsrolle 58, die im Aufbau gleich der Zuführrolle 30 ist, zu einer Eliminationstrommel 60 geführt. Wie es in dem Fall der Zwischen-Zuführrollen 31a, 31b und der Zwischen-Ausgaberollen 51a, 51b gesehen worden ist, hat die Eliminationstrommel 60 Ansaugdurchgänge 65, die mit einer Ansaugpumpe (nicht gezeigt) und Ansauglöchern (nicht gezeigt) verbunden sind, die mit den Ansaugdurchgängen in Verbindung stehen, und daher werden die Zigaretten C angesaugt und in Haltenuten 64 an dem äußeren Umfang der Eliminationstrommel 60 geführt. Wenn eine der Zigaretten C defekt ist, d.h. wenn ihre Papierrolle defekt ist oder ihr Abschwächungswert extrem hoch ist, wird ein Ventilsystem 62, das zwischen der Ansaugpumpe und dem Ansaugdurchgang 65 angeordnet ist, in Betrieb genommen. Wenn dieses Ventilsystem 62 in Betrieb genommen wird, wird Druckluft von einer Luftzuführpumpe (nicht gezeigt) über ein Blasrohr 67, das sich zu dem Ansaugdurchgang 65 erstreckt, in den Ansaugdurchgang 65 geführt. Der Druck der in das Blasrohr 67 zugeführten Luft ist größer als die Ansaugkraft, die der Zigarette C zugefügt wird, die durch die Ansaugpumpe über den Ansaugdurchgang 65 angesaugt und gehalten wird. Als Ergebnis wird die defekte Zigarette C von der Haltenut 64 gelöst und von der Eliminationstrommel 60 eliminiert.
Die Zigaretten C mit Mikrolöchern, die zu der Abschwächungstrommel 52 transferiert werden, werden zwischen Anschlußstellen 205 und 209 angeordnet und in den Haltenuten 54 an der Trommel 52 durch ein Ansaugsystem (nicht gezeigt) angesaugt und gehalten, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Zigaretten C werden dann zwischen den Anschlußstellen 205 und 209 übereinander gelagert, die durch ein Nokkensystem (nicht gezeigt) weitergeschaltet werden, wenn sich die Abschwächungstrommel 52 dreht. Wenn jede der Zigaretten C, die unter diesem Zustand gehalten werden, zu einer Position 202 gelangt, wird ihr über eine Vordruckleitung 217, einen Steuerring 214, einen Testring 213 und eine Anschlußstelle 209 ein Vordruck P0 hinzugefügt. Ihr Filterende wird zu dieser Zeit durch einen Steuerring 216 geschlossen, und somit wird ein innerer Druck in ihr erhöht. Wenn diese Zigarette, in die der Vordruck P0 hinzugefügt worden ist, zu einer Position 203 gelangt, wird ihr über eine Anschlußstelle 207 komprimierte Luft P4 als Erfassungsdruck zugefügt. Der Druck in ihr erreicht einen Druckwandler 232 über eine Anschlußstelle 211 und eine Leitung 220, und dieser Druck wird als reduzierter Druckwert P2 erfaßt, weil Luft in ihr über die Mikrolöcher an ihrem äußeren Umfang und über ihre Papierhülle aus ihr herausfließt. Der Erfassungsdruck P4 und der reduzierte Druckwert P2 werden durch Druckwandler 230 und 232 in elektrische Signale umgewandelt, und die Abschwächung der Zigarette wird aus der betriebsmäßigen Berechnung erhalten, die auf der Basis dieser elektrischen Signale ausgeführt wird, wie es später beschrieben wird. Dies ermöglicht, daß festgestellt wird, ob die Mikrolöcher, die an dem Filterstück der Zigarette C ausgebildet sind, unter einem Standard sind oder nicht. Nachdem diese Messung beendet ist, wird die Zigarette C durch die Abschwächungstrommel 52 geführt, wenn sie sich dreht, und sie wird durch das Ansaugsystem wieder in der Haltenut 54 an der Abschwächungstrommel 52 angesaugt und gehalten, weil die Anschlußstellen 205 und 209 durch die Wirkung des Nockens zurückgezogen sind. Danach wird die Zigarette von der Haltenut 54 gelöst und zu dem oben beschriebenen Eliminationssystem 57 transferiert.
Ein optisches Lasersystem und ein Steuersystem für das Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Ein Laserstrahl L, der intermittierend von einer Lasererzeugungsauelle oder einem Kohlendioxid-Gaslaser (nicht gezeigt) emittiert wird und einen kreisförmigen Querschnitt hat, wird durch einen Zweiteilungsspiegel 101, der reflektierende Flächen A und B hat, in einen ersten und einen zweiten Halbkreis-Laserstrahl La und Lb geteilt und in zwei Richtungen +A und -A reflektiert, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der erste Laserstrahl La, der in der Richtung +A reflektiert wird, wird durch einen Halbspiegel 102 weiterhin in zwei Laserstrahlen aufgeteilt. Der Laserstrahl, der durch den Halbspiegel 102 hindurchläuft und eine Lichtintensität hat, die etwa gleich 5% der Lichtintensität des Laserstrahls La ist, wird durch einen Photodetektor 110 erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Laserstrahlen, die durch den Halbspiegel 102 reflektiert werden, werden zu dem Polyeder-Spiegel 103 gerichtet. Die Laserstrahlen werden weiterhin unterteilt und an der Scheibe 14a durch die reflektierenden Flächen des Polyeder-Spiegels 103 radial reflektiert. Jeder der unterteilten Laserstrahlen wird durch die Fokussierlinsen 104 konvergiert, um einen Lichtpunkt kleinen Durchmessers an dem äußeren Umfang des Filterstücks der Zigarette C auszubilden. Somit kann ein Mikroloch an der Zigarette C ausgebildet werden. Jeder der Laserstrahlen La ist, wie es oben beschrieben ist, im Querschnitt halbkreisförmig. Daher wird bewirkt, daß die Laserstrahlen auf dem Polyeder-Spiegel 103 bei dem oberen Halbbereich des Spiegels 103 einfallen, und sie werden zu jenem Bereich geschossen, wo die Zigaretten C in Fig. 1 gehalten werden, oder nur zu der oberen Hälfte der ersten Scheibe 14a in Fig. 1.
Die Laserstrahlen Lb, die in der Richtung -A reflektiert werden, werden durch einen Halbspiegel 106 auch aufgeteilt, und einer der so aufgeteilten Laserstrahlen wird durch einen Photodetektor 111 erfaßt, während der andere davon durch den Polyeder-Spiegel 107 weiter unterteilt wird. Jeder der so unterteilten Laserstrahlen wird über die Fokussierlinse 108 zu der Zigarette C geschossen, um die Mikrolöcher an dem äußeren Umfang des Filterstücks der Zigarette C auszubilden.
Das in Fig. 1 gezeigte Steuersystem ist mit einem Antriebssystem 119 zur Feinbewegung des Zweiteilungsspiegels 101 in der Richtung +A oder -A versehen, um den Laserstrahl L in die zwei Laserstrahlen La und Lb aufzuteilen, die dieselbe Lichtintensität haben. Es wird veranlaßt, daß das Antriebssystem 119 in Antwort auf die Differenz zwischen elektrischen Signalen arbeitet, die von den Photodetektoren 110 und 111 angelegt werden, und somit können die Lichtintensitäten der durch den Zweiteilungsspiegel 101 aufgeteilten Laserstrahlen La und Lb gleich zueinander gehalten werden, wodurch zugelassen wird, daß Mikrolöcher an dem äußeren Umfang des Filterstücks der Zigarette C unter einem bestimmten Standard ausgebildet werden. Die durch die Photodetektoren 110 und 111 erfaßten elektrischen Signale werden nämlich einem Differenzverstärker 112 zugeführt, durch den ein differentielles Ausgangssignal mit negativem oder postivem Pegel erzeugt wird, das der Differenz eines elektrischen Signals relativ zu dem anderen elektrischen Signal entspricht. Wenn die Lichtintensität des Laserstrahls La kleiner als jene des Laserstrahls Lb ist, was von der Richtung abhängt, in der der Zweiteilungsspiegel 101 zu bewegen ist, wird das differentielle Ausgangssignal mit positivem Pegel von dem Differenzverstärker 112 erzeugt, und wenn die Lichtintensität des Laserstrahls La größer als jene des Laserstrahls Lb ist, wird das differentielle Ausgangssignal mit negativem Pegel von dem Differenzverstärker 112 erzeugt. Das differentielle Ausgangssignal wird einem ersten und einem zweiten Differenzverstärker 113 und 114 zugeführt. Zum Bestimmen der oberen positiven und negativen Grenzen der Lichtintensitäts-Differenz zwischen den Laserstrahlen La und Lb werden der erste und der zweiten Differenzverstärker 113 und 114 über variable Widerstände 115 und 116 mit Stromgeneratoren +V und -V verbunden, um eine bestimmte Referenzspannung von den Stromgeneratoren zu erhalten. Wenn das differentielle Ausgangssignal, das von dem Differenzverstärker 112 zugeführt wird, die obere positive oder negative Grenze nicht überschreitet, erzeugt weder der Differenzverstärker 113 noch der Differenzverstärker 114 irgendein differentielles Ausgangssignal, weil die Lichtintensitäts-Differenz zwischen den Laserstrahlen La und Lb einen zulässigen Wert hat. Wenn das differentielle Ausgangssignal mit positivem Pegel, der die obere positive Grenze überschreitet, dem ersten und dem zweiten Differenzverstärker 113 und 114 zugeführt wird, wird jedoch von dem ersten Differenzverstärker 113 ein Ausgangssignal erzeugt, das dem Zweiteilungsspiegel 101 befiehlt, sich zu der positiven Seite zu bewegen, und wenn dem ersten und dem zweiten Differenzverstärker das differentielle Ausgangssignal mit negativem Pegel, der die obere negative Grenze überschreitet, zugeführt wird, wird ein Ausgangssignal erzeugt, das dem Spiegel 101 befiehlt, sich zu der negativen Seite zu bewegen.
Die von den Differenzverstärkern 113 und 114 zugeführten Ausgangssignale werden zu einer Einheit eingegeben, die aus einem Mikrocomputer und seinen peripheren Schaltungen besteht. Wenn sie als ein Blockschaubild gezeigt wird, besteht diese Steuerschaltung 117 aus Eingangsschaltungen 130 und 131, die als Schnittstellen dienen, und einer Schaltung 132 zum Bestimmen von Antriebsbedingungen für den Spiegel 101. Wenn das Ausgangssignal, das dem Spiegel 101 befiehlt, sich zu der positiven Seite zu bewegen, der Eingangsschaltung 130 von dem ersten Differnezverstärker 113 zugeführt wird, wird es daher in ein digitales Signal umgewandelt und der Bestimmungsschaltung 132 zugeführt. Eine Operation wird in der Schaltung 132 ausgeführt, und der Befehl, der auffordert, den Spiegel 101 zu der positiven Seite zu bewegen oder den Motor vorwärts zu drehen, wird durch die Bestimmungsschaltung 132 erzeugt. Wenn das Ausgangssignal, das den Spiegel 101 zu der negativen Seite kommandiert, der Eingangsschaltung 131 von dem zweiten Differenzverstärker 114 zugeführt wird, wird dieses Ausgangssignal durch die Eingangsschaltung 131 in ein digitales Signal umgewandelt und der Bestimmungsschaltung 132 zugeführt. Eine weitere Operation wird ähnlich dazu in der Schaltung 132 ausgeführt, und der Befehl, der auffordert, den Spiegel 101 zu der negativen Seite zu bewegen oder den Motor rückwärts zu drehen, wird durch die Schaltung 132 erzeugt. Wenn dieser Befehl über eine Umschalt-Schaltung 134 einer Zweiteilungsspiegel-Antriebsschaltung 118 zugeführt wird, wird ein Antriebsstrom oder ein Vorwärts- oder ein Rückwärts-Antriebsstrom erzeugt, der auf den Befehl antwortet, und es wid veranlaßt, daß eine Zweiteilungsspiegel-Antriebseinrichtung 119 oder eine Einheit zum Umwandeln der Drehkraft des Motors in eine lineare Bewegung arbeitet. Wenn die Antriebseinrichtung 119 veranlaßt wird, zu arbeiten, wird der Zweiteilungsspiegel 101 in der Richtung bewegt, die befohlen ist, bis die Lichtintensitäten der Laserstrahlen La und Lb gleich zueinander werden. Wenn sie gleich zueinander werden, wird durch die Differenzverstärker 113 und 114 kein Ausgangssignal erzeugt, wie es schon oben beschrieben ist. Daher wird durch die Bestimmungsschaltung 132 ein Befehl erzeugt, der zum Anhalten des Spiegels 101 bei der Position auffordert. Die Bewegung des Zweiteilungsspiegels 101 wird somit angehalten.
Die Steueroperation des Steuersystems, das in Fig. 1 gezeigt ist, wird in größerem Detail unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm in Fig. 4a beschrieben. Während der Operation des Geräts zum Ausbilden von Mikrolöchern wird bei einem Schritt S1 geprüft, ob das Gerät die Mikrolöcher an dem äußeren Umfang des Filterstücks der Zigarette gerade ausbildet oder nicht. Wenn die Mikrolöcher gerade an der Zigarette ausgebildet werden und die Antwort bei dem Schritt S1 ja ist, wird bei einem Schritt S2 geprüft, ob die Leistung des Laserstrahls, der zu den reflektierenden Flächen A und B des Zweiteilungsspiegels 101 geschossen wird, oder die obere +A-Seiten-Leistung größer als die untere -A-Seiten-Leistung ist. Wenn die Antwort ja ist, wird bei einem Schritt S4 geprüft, ob der Zweiteilungsspiegel 101 sein oberes Ende erreicht oder nicht. Wenn die Antwort nein ist, wird der Zweiteilungsspiegel 101 bei einem Schritt S8 angehoben. Der Prozeß wird nämlich zu dem Start zurückgebracht und es wird geprüft, ob der Laserstrahl L bei der gegenwärtigen Position des Zweiteilungsspiegels 101 gleich aufgeteilt ist oder nicht. Der Prozeß folgt wieder dem Ablauf. Wenn die Anwort bei einem Schritt S3 nein ist, wird geprüft, ob die obere +A-Seiten-Leistung kleiner als die untere -A-Seiten- Leistung ist oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, wird bei einem Schritt S5 geprüft, ob der Zweiteilungsspiegel 101 sein unteres Ende erreicht oder nicht. Wenn die Antwort nein ist, wird der Zweiteilungsspiegel 101 abgesenkt. Der Prozeß wird zu dem Start zurückgebracht, um wieder die gegenwärtige Position des Spiegels 101 zu prüfen und er folgt dem Ablauf. Wenn die Antwort bei dem Schritt S4 ja ist, wird der Zweiteilungsspiegel 101 bei einem Schritt S6 angehalten, um das System zu schützen. Der Prozeß wird zu dem Start zurückgebracht und er folgt wieder dem Ablauf. Wenn die Antwort bei dem Schritt S1 nein ist, wird der Zweiteilungsspiegel 101 bei dem Schritt S6 angehalten. Der Prozeß wird zu dem Start zurückgebracht, um die gegenwärtige Position des Spiegels 101 wieder zu prüfen. Wie es oben beschrieben ist, wird die Position des Zweiteilungsspiegels 101 zu jeder Zeit durch die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 117 derart eingestellt, daß die Lichtintensitäten, die durch die Photodetektoren 110 und 111 erfaßt werden, im wesentlichen gleich zueinander werden. Die Laserleistung kann durch die Bewegung des Zweiteilungsspiegels 101 allein eingestellt weden, und dies ermöglicht, daß das Steuersystem für das Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern bezüglich der Konstruktion einfacher gemacht wird.
Sogar wenn die aufgeteilten Laserstrahlen, deren Lichtintensitäten im wesentlichen gleich zueinander sind, auf die Zigaretten fokussiert werden, folgt daraus nicht notwendigerweise, daß die Mikrolöcher, die unter dem bestimmten Standard sind, an den Zigaretten ausgebildet werden, und es wird befürchtet, daß die defekte Verklebung der Papierhülle der Zigarette selbst oder anderes nicht gefunden werden kann. Bei dem Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Abschwächungstrommel 52 mit einem Abschwächungs-Detektorgerät 5 versehen.
Gemäß dem Abschwächungs-Detektorgerät 5 werden die komprimierte Luft P1, die in die Zigarette C von ihrer Tabakseite aus zugefügt wird, und der Druck P2 der Luft, die aus der Zigarette C über ihre Filterseite ausläuft, durch die Druckwandler 230 und 232 in elektrische Signale umgewandelt, und diese elektrischen Signale werden durch A/D- Wandler 121 und 122 in digitale Siganle umgewandelt, und werden über Eingangsschaltungen 142 und 143 der Steuerschaltung einem Abschwächungs-Bearbeitungsabschnitt 144 eingegeben, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Abschwächungs-Bearbeitungsabschnitt 144 besteht aus einer CPU 162, einem RAM 160 und einem ROM 161, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Die Abschwächung jeder Zigarette wird in der CPU 162 arithmetisch berechnet, und zwar unter Benutzung einer in dem ROM 161 gespeicherten Operationsformel, und so erhaltene Operationsergebnisse werden dem RAM 160 aufeinanderfolgend eingegeben. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Daten gesammelt ist, wird der Durchschnittswert von Abschwächungen, die die Zigaretten C betreffen, an denen die Mikrolöcher durch die obere Scheibe 14a zum Ausbilden von Mikrolöchern ausgebildet worden sind, durch einen Abschnitt 146 zum Bearbeiten eines oberen Abschwächungs-Durchschnittswerts als oberer Abschwächungs-Durchschnittswert arithmetisch berechnet. Ähnlich dazu wird die Abschwächung jeder Zigarette C in der CPU 162 unter Benutzung der in dem ROM 161 gespeicherten Operationsformel arithmetisch berechnet, und so erhaltene Operationsergebnisse werden zu dem RAM 160 eingegeben. Der Durchschnittswert der Abschwächungen, die die Zigaretten C betreffen, an denen die Mikrolöcher durch die untere Scheibe 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern ausgebildet worden sind, wird durch einen Abschnitt 147 zum Bearbeiten eines unteren Abschwächungs-Durchschnittswerts als unterer Abschwächungs-Durchschnittswert arithmetisch berechnet. Nachdem jeder der oberen und unteren Abschwächungs-Durchschnittswerte in dem RAM 160 gespeichert ist, werden sie beide durch einen Komparatorabschnitt 150 oder die CPU 162 miteinander verglichen. Das so erhaltene Vergleichsergebnis wird durch einen D/A-Wandler 164 über einen Ausgabeabschnitt 163 in ein analoges Signal umgewandelt, und dieses analoge Signal wird einem Anzeigeabschnitt 324 zugeführt, wo der Durchschnittswert angezeigt wird. Wenn Information, die eine derartige Abschwächung betrifft, die verschieden von dem Durchschnittswert ist und die zeigt, daß die Zigarette defekt ist, zu der CPU 162 eingegeben wird, wird ein Befehl, der die defekte Zigarette betrifft, von der CPU 162 zu dem Ausgabeabschnitt 163 geführt, und es wird durch den Befehl veranlaßt, daß die Ventileinrichtung 62 des Eliminationssystems 57 arbeitet, um die Zigarette von der Eliminationstrommel 60 zu eliminieren.
Das Vergleichsergebnis wird einem Antriebsbedingungs-Einstellabschnitt 152 zugeführt oder mit Daten in dem ROM 161 verglichen, um die Antriebsbedingung des Zweiteilungsspiegels 101 zu bestimmen. Wenn der obere Abschwächungs-Durchschnittswert gleich dem unteren Abschwächungs-Durchschnittswert ist, wird der Befehl, der zum Anhalten des Zweiteilungsspiegels 101 auffordert, wo er gerade ist, durch den Antriebsbedingungs-Einstellabschnitt 152 oder die CPU 162 erzeugt. Wenn der obere Abschwächungs-Durchschnitswert kleiner als der untere Abschwächungs-Durchschnittswert ist, wird der Befehl, der zum Bewegen des Spiegels 101 zu der Richtung +A auffordert, durch den Einstellabschnitt 152 oder die CPU 162 erzeugt. Wenn der obere Abschwächungs-Durchschnittswert größer als der untere Abschwächungs- Durchschnittswert ist, wird der Befehl erzeugt, der zum Bewegen des Spiegels 101 zu der Richtung -A auffordert.
Wie es bereits beschrieben ist, wird der Zweiteilungsspiegel 101 durch die Antriebseinrichtung 119 in Antwort auf die Befehle bewegt, die von dem Antriebsbedingungs-Einstellabschnitt 152 zugeführt werden. Wenn das Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern seinen Betrieb beginnt, wird die Umschalt-Schaltung 134 mit dem ersten Antriebsbedingungs-Einstellabschnitt 132 verbunden, und der Zweiteilungsspiegel 101 wird durch die Steuerschaltung 117 gesteuert, um die Lichtintensitäten der aufgeteilten Laserstrahlen im wesentlichen gleich zu halten. Nachdem die Abschwächungen gemessen sind, die eine bestimmte Anzahl von Zigaretten betreffen, wird die Umschalt-Schaltung 134 mit dem zweiten Antriebsbedingungs-Einstellabschnitt 152 verbunden, und der Zweiteilungsspiegel 101 wird durch die Steuerschaltung 117 gesteuert, um einheitliche Mikrolöcher an den Zigaretten an der oberen und der unteren Scheibe 14a und 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern auszubilden.
Die Steuerschaltung 117 wird noch in weiterem Detail unter Bezugnahme auf ein in Fig. 4B gezeigtes Flußdiagramm beschrieben. Es wird bei einem Schritt T1 geprüft, ob die Mikrolöcher an den äußeren Umfängen der Zigaretten gerade ausgebildet werden oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, wird bei einem Schritt T2 geprüft, ob die Abschwächung bezüglich jeder Zigarette erfaßt ist oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, wird bei einem Schritt T3 geprüft, ob die Abschwächungserfassung bezüglich der Mikrolöcher ausgeführt worden ist oder nicht, die an den Zigaretten durch die obere Scheibe 14a zum Ausbilden von Mikrolöchern oder +A-Seiten-Laserstrahlen ausgebildet worden sind. Wenn die Antwort ja ist, wird der Durchschnittswert der Abschwächungswerte, die über die Mikrolöcher erfaßt werden, die an den Zigaretten durch die obere Scheibe 14a ausgebildet worden sind, bei einem Schritt T4 arithmetisch berechnet, aber wenn die Antwort nein ist, wird der Durchschnittswert der Abschwächungswerte, die über die Mikrolöcher erfaßt werden, die an den Zigaretten durch die untere Scheibe 14b zum Ausbilden von Mikrolöchern ausgebildet worden sind, bei einem Schritt T5 arithmetisch berechnet.
Die oben angegebene arithmetische Berechnung soll den Durchschnittswert der Abschwächungswerte berechnen, die über jene Zigaretten (36 Zigaretten) erfaßt werden, die durch die Abschwächungstrommel 52 geführt werden, wenn sie einmal gedreht wird, und um den laufenden Durchschnitt bezüglich der obigen Durchschnittswerte über jene Zigaretten (1052 Zigaretten) zu berechnen, die durch die Abschwächungstrommel geführt werden, wenn sie 32 Mal gedreht wird. Dieser laufende Durchschnitt wird durch das Abschwächungsanzeige-Meßgerät 324 angezeigt (der für etwa 17 Sekunden erhaltene laufende Durchschnitt in dem Fall von 4000 Drehungen der Trommel). Der Durchschnittswert wird bei jeder Drehung der Trommel 52 erneuert. Wenn keine Papierhülle um eine Zigarette geklebt ist, oder das Verkleben der Papierhülle um die Zigarette unnormal ist, wird die arithmetische Berechnung nicht über diese Zigarette ausgeführt, sondern über eine nächste normale Zigarette.
Die Durchschnittswerte, die bei den Schritten T4 und T5 berechnet werden, werden bei einem Schritt T6 miteinander verglichen, und wenn der obere Durchschnitt größer als der untere Durchschnitt ist, wird bei einem Schritt T7 geprüft, ob der Zweiteilungsspiegel 101 sein oberes Ende erreicht hat oder nicht. Wenn die Antwort nein ist, wird der Spiegel 101 bei einem Schritt T12 angehoben, und der Prozeß wird zu dem Start zurückgebracht, um zu prüfen, ob der Laserstrahl L durch den Spiegel 101, der bei der vorliegenden Erfindung vorhanden ist, zu gleichen Teilen in zwei aufgeteilt ist oder nicht, und der Prozeß folgt dann wieder dem Ablauf. Wenn die Antwort bei dem Schritt T7 ja ist, wird der Zweiteilungsspiegel 101 angehalten, um das System zu schützen, und der Prozeß wird zu dem Start zurückgebracht. Wenn die Antwort bei dem Schritt T6 nein ist, wird bei einem Schritt T8 geprüft, ob der obere Durchschnitt kleiner als der untere Durchschnitt ist oder nicht. Wenn die Antwort ja ist, wird bei einem Schritt T9 geprüft, ob der Zweiteilungsspiegel 101 sein unteres Ende erreicht hat oder nicht. Wenn die Antwort nein ist, wird der Spiegel 101 bei einem Schritt T11 abgesenkt, und der Prozeß wird zu dem Start zurückgebracht, um die gegenwärtige Position des Zweiteilungsspiegels zu steuern. Wenn die Antwort bei dem Schritt T9 ja ist, wird der Zweiteilungsspiegel 101 bei dem Schritt T10 angehalten, um das System zu schützen, und der Prozeß wird zu dem Start zurückgebracht. Wenn die Antwort bei dem Schritt T8 nein ist, wird der Befehl erzeugt, der auffordert, den Spiegel 101 anzuhalten, weil der Zweiteilungsspiegel 101 bei jener Position ist, bei der der Laserstrahl L in zwei gleiche Teile aufgeteilt wird.
Daher kann die Position des Zweiteilungsspiegels 101 eingestellt werden, während für jede Zigarette erfaßt wird, ob ihre Mikrolöcher unter dem Standard ausgebildet sind oder nicht, und auch die Qualität der Zigaretten selbst geprüft wird. Dies ermöglicht, daß die Abschwächungswerte jener Zigaretten, die verarbeitet werden, an beiden der +A- und -A-Seiten gleich zueinander sind.
Der oben angegebene Abschwächungs-Durchschnittswert stellt den laufenden Durchschnitt dar, der berechnet wird, außer bei den folgenden Fällen:
1) einem Fall, bei dem der erfaßte Abschwächungswert den oberen Grenzpegel überschreitet, der als unnormal angesehen wird;
2) einem Fall, bei dem der erfaßte Abschwächungswert kleiner als der untere Grenzpegel ist, der als unnormal angesehen wird;
3) einem Fall, bei dem der Meßdruck oder der Erfassungswert P1 kleiner als der untere Grenzpegel ist (die Zigarette hat keine Papierhülle oder ihre Papierhülle ist in diesem Fall kaputt); und
4) einem Fall, bei dem der Druck P2 der aus der Zigarette über ihr Filterende auslaufenden Luft kleiner als der untere Grenzpegel ist (die Zigarette hat keine Papierhülle oder ihre Papierhülle ist in diesem Fall kaputt).
Jede der Zigaretten, die zu den obigen Fällen 1)-4) gehört, wird als unnormal angesehen und einzeln durch das Eliminationssystem 57 eliminiert, wie es schon oben beschrieben ist.
Die Operationsformel zum Erhalten der Abschwächung (D) wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6A und 6B beschrieben. Wenn ein der Zigarette hinzugefügter Lüftungswiderstand durch ein elektrisches Ersatzschaltbild ersetzt wird, kann die Abschwächung (D) wie folgt sein:
D = Y / Z = (Z - X) / Z
wobie X die in die Zigarette über ihr Tabakende angesaugte Luftmenge darstellt, Y die in die Zigarette über ihren äußeren Umfang angesaugte Luftmenge und Z die Summe von X und Y oder die in den Mund des Rauchers angesaugte Luftmenge. Somit ergibt sich:
D = RT / (RD + RT).
Es wird angenommen, daß zwei Drucksensoren benutzt werden, die angeschlossen sind, wie es in Fig. 6B gezeigt ist. Es wird weiterhin angenommen, daß, gesehen von der Richtung, in der die komprimierte Luft in die Zigarette fließt, ein äquivalenter Widerstand an der Seite stromauf durch RT bezeichnet ist und ein äquivalenter Widerstand an der Seite stromab mit RF. Es wird weiterhin angenommen, daß der äquivalente Widerstand der Luft, die durch die Mikrolöcher an dem äußeren Umfang des Filterstücks der Zigarette verläuft, mit RD bezeichnet ist, Luftdrucke, die durch die Anschlußstellen austreten, die die Zigarette an ihren beiden Seiten halten, mit RL1 und RL2, der in die Zigarette geblasene Luftdruck mit P4, der Luftdruck, der erfaßt wird, bevor die Luft in die Zigarette eingeführt wird, mit P1, und der Luftdruck, der erfaßt wird, nachdem die Luft durch die Zigarette gelaufen ist, mit P2. Wenn dies angenommen wird, ergibt sich
Wenn RL2 RF und RL2 RD sind, wird die obige Gleichung zu
RD x P4 / (RD + RT).
Wenn (P1 - P2) / P1 berechnet wird, ist (P1 = P4). Daher wird die Abschwächung (D) wie folgt:
D = P4 - RD x P4 / (RD + RT) / P4
= 1 - RD / (RD + RT)
= RT / (RD + RT).
Wie es oben beschrieben ist, dient der erste Antriebsbedingungs-Einstellabschnitt 132 zum Bestimmen des Anfangszustands des Geräts zum Ausbilden von Mikrolöchern, während der zweite Antriebsbedingungs-Einstellabschnitt 152 zum Bestimmen des Betriebszustands des Geräts dient, wenn das Gerät gerade normal arbeitet. Die Genauigkeit der durch das Gerät ausgebildeten Mikrolöcher kann sicher oder besser eingehalten werden, und zwar sowohl zu der Zeit, bei der das Gerät gestartet wird, als auch während der Zeit, bei der es gerade normal betrieben wird.
Gemäß dem oben beschriebenen Gerät wird zweimal ein Druck als der Vordruck P0 und als der Erfassungsdruck P1 in die Zigarette eingeführt. Dies ermöglicht, daß der Druck das Filterseitenende der Zigarette erreicht. Daher werden, selbst dann, wenn die Abschwächungstrommel 152 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, die Drücke, die erfaßt werden, gleich jenen, die erfaßt werden, wenn die Trommel 52 mit niedriger Geschwindigkeit gedreht wird. Dies ermöglicht, daß eine Erfassungsgenauigkeit erhöht wird, selbst wenn die Zigaretten C mit hoher Geschwindigkeit geführt werden.
Bei dem Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern, das mit dem Verstärkersystem und dem Abschwächungserfassungssystem versehen ist, wie es oben beschrieben ist, ermöglicht die Umschalteinrichtung 134, daß die Position des Zweiteilungsspiegels 101 durch die andere der Leitungen des Einstellens der Antriebsbedingung für den Spiegel 101 gesteuert wird, selbst wenn eine dieser Leitungen unterbrochen ist.
Jede der Sachen, durch die die Mikrolöcher durch das Gerät auszubilden sind, kann beispielsweise wie ein Kreis geformt sein.
Wie es oben beschrieben ist, ist das Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern der vorliegenden Erfindung mit dem System zum Erfassen des Laserstrahls und dem System zum Erfassen von Abschwächungen ausgestattet. Daher können Lichtintensitäten der zweigeteilten Laserstrahlen gleich zueinander gehalten werden. Weiterhin kann der Zustand der Mikrolöcher für jede Zigarette geprüft werden, so daß die mit Mikrolöchern ausgebildeten Zigaretten derart hergestellt werden können, daß sie eine höhere Qualität haben.

Claims

1. Gerät zum Ausbilden von Mikrolöchern an Zigaretten (C) durch Laserstrahlen, bestehend aus:

einer Einrichtung (101) zum Teilen eines Laserstrahls (L) in einen ersten und einen zweiten Laserstrahl (La, Lb);

einer Einrichtung (118, 119) zum Bewegen der Teilungseinrichtung (101) zum Ändern des Verhältnisses, in dem der Laserstrahl (L) in den ersten und den zweiten Laserstrahl (La, Lb) geteilt wird;

einer Fokussiereinrichtung (104, 108) zum Fokussieren der Laserstrahlen auf die Zigaretten (C) zum Ausbilden von Mikrolöchern daran,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Fokussiereinrichtung (104, 108) zum Unterteilen der Laserstrahlen (La, Lb) angeordnet ist,

daß eine Konvergiereinrichtung (103, 104) zum Unterteilen der Laserstrahlen (La, Lb) und zum Fokussieren von ihnen auf die Zigaretten (C) zum Ausbilden weiterer Mikrolöcher daran vorgesehen ist ,

daß eine Einrichtung (206, 207, 217, 218) vorgesehen ist zum Zuführen von Druck (P0, P4) in jede Zigarette, an der die Mikrolöcher ausgebildet worden sind, durch eines ihrer Enden,

eine Detektoreinrichtung (230, 232) zum Erfassen des Drucks (P1), der in die Zigaretten (C) über eines ihrer Enden durch die Zuführeinrichtung (206, 207, 217, 218) hinzugefügt ist, und zum Erfassen eines Drucks (P2), der aus den Zigaretten (C) durch ihr anderes Ende ausläuft, um erste und zweite Detektionssignale zu erzeugen, die den Zustand der ersten oder zweiten Mikrolöcher an den Zigaretten (C) darstellen;

und eine Prozessoreinrichtung (117) vorgesehen ist zum Verarbeiten des ersten und des zweiten Detektionssignals zum Erzeugen eines Antriebssignals und zum Antreiben der Bewegungseinrichtung (118, 119) in Antwort auf das Antriebssignal, um die Teilungseinrichtung (101) zu einer Position zu bewegen, wo die ersten und die zweiten Mikrolöcher gleich bezüglich des Zustands an den Zigaretten (C) ausgebildet werden können.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrolöcher an dem äußeren Umfang des Filterstücks der Zigarette (C) ausgebildet werden.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungseinrichtung (101) erste und zweite reflektierende Flächen (A, B) enthält, durch die der erste und der zweite Laserstrahl (La, Lb) reflektiert werden.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fokussiereinrichtung (103, 107) einen ersten Rotationskörper (103) mit einer Vielzahl von reflektierenden Oberflächen zum Unterteilen des ersten Laserstrahls (La) und Linsen (107) zum Konvergieren der unterteilten ersten Laserstrahlen (La) auf die Zigaretten (C) enthält, und die zweite Fokussiereinrichtung (104, 108) einen zweiten Rotationskörper (104) mit einer Vielzahl von reflektierenden Oberflächen zum Unterteilen des zweiten Laserstrahls (Lb) und Linsen (108) zum Konvergieren der unterteilten zweiten Laserstrahlen (Lb) auf die Zigarette (C) enthält.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck-Hinzufügeeinrichtung (206, 207, 217, 218) eine Einrichtung zum Zuführen eines Vordrucks (P0) in die Zigaretten und eine Einrichtung (207, 217) zum Zuführen eines Meßdrucks (P1) zu den Zigaretten (C), zu denen der Vordruck (P0) zugeführt worden ist, enthält.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin besteht aus:

einer ersten Einrichtung (19) zum Drehen der Zigaretten (C) um ihre Achsen, während sie gehalten werden, um zu ermöglichen, daß die Mikrolöcher an den sich drehenden Zigaretten (C) durch den ersten Laserstrahl ausgebildet werden;

und einer zweiten Einrichtung (19) zum Drehen der Zigaretten (C) um ihre Achsen, während sie gehalten werden, um zu ermöglichen, daß die Mikrolöcher an den sich drehenden Zigaretten (C) durch den zweiten Laserstrahl ausgebildet werden.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin besteht aus:

einem ersten Mechanismus (14a) zum Drehen der ersten Rotationseinrichtung (19) um ihre Zentralachse;

und einem zweiten Mechanismus (14b) zum Drehen der zweiten Rotationseinrichtung (19) um ihre Zentralachse.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin besteht aus:

einer Einrichtung (51a, 51b, 52) zum abwechselnden Führen der Zigaretten (C), an denen die ersten Mikrolöcher ausgebildet worden sind, und der Zigaretten (C), an denen die zweiten Mikrolöcher ausgebildet worden sind, zu der Druck- Zuführeinrichtung (206, 207, 216, 217).

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (51a, 51b, 52) Halteelemente (205 bis 212) enthält, die mit einem und dem anderen Ende der Zigaretten (C) in Kontakt sind, um sie zwischen ihnen zu halten.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Halteelemente (205 bis 212), zwischen denen die Zigaretten (C) gehalten werden, Durchgänge aufweist, durch die ein Druck geführt wird.

11. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung (118, 119) die Teilungseinrichtung (101) in einem Bereich bewegt, der durch erste und zweite Positionen definiert ist.

12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (117) die Bewegungseinrichtung (118, 119) entregt, um die Teilungseinrichtung (101) anzuhalten, wenn die Teilungseinrichtung (101) die erste oder zweite Position erreicht, und die Bewegungseinrichtung (118, 119) anregt, um die Teilungseinrichtung (101) wieder von einer der ersten und der zweiten Position zu der jeweils anderen zu bewegen.

13. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (117) eine Einrichtung (144) zum arithmetischen Berechnen einer Abschwächung enthält, die unter Benutzung erfaßter Drücke (P1, P2), die jeder der Zigaretten (C) zugeführt sind und aus ihnen herauslaufen, den Zustand der an jeder der Zigaretten (C) ausgebildeten Mikrolöcher darstellt.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (117) eine Einrichtung (144) zum Erhalten des Durchschnitts der arithmetisch berechneten Abschwächungen enthält.

15. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (117) eine Einrichtung (144) enthält zum Vergleichen der Abschwächung, die den Zustand der ersten Mikrolöcher darstellt, mit der Abschwächung, die den Zustand der zweiten Mikrolöcher darstellt.

16. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Dektektoreinrichtung (110, 111) zum Erfassen von Teilen des ersten und des zweiten Laserstrahls (La, Lb), um erste und zweite elektrische Signale zu erzeugen; wobei die Verarbeitungseinrichtung (117) die ersten und zweiten Signale verarbeitet zum Erzeugen eines Antriebssignals und die Bewegungseinrichtung (118, 119) in Antwort auf das Antriebssignal antreibt, um die Teilungseinrichtung (101) zu einer Position zu bewegen, wo die ersten und die zweiten Laserstrahlen (La, Lb) in einem im wesentlichen gleichen Verhältnis geteilt sind.

17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin besteht aus:

einer ersten Einrichtung (102) zum Richten eines Teils des ersten Laserstrahls (La), der von der Teilungseinrichtung (101) gesendet wird, zu der ersten Detektoreinrichtung (110), während der andere Teil der ersten Laserstrahlen (La) zu der ersten Konvergiereinrichtung (103, 104) gerichtet wird; und

einer zweiten Einrichtung (106) zum Richten eines Teils des ersten Laserstrahls, der von der Teilungseinrichtung (101) gesendet wird, zu der zweiten Detektoreinrichtung (111), während der andere Teil des zweiten Laserstrahls zu der zweiten Konvergiereinrichtung (107, 108) gerichtet wird.

18. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Konvergiereinrichtung (103, 104) einen ersten Rotationskörper (103) mit einer Vielzahl von reflektierenden Flächen zum Unterteilen des ersten Laserstrahls (La) und Linsen (104) zum Konvergieren der unterteilten ersten Laserstrahlen (La, Lb) auf die stabähnlichen Sachen enthält, und daß die zweite Konvergiereinrichtung (107, 108) einen zweiten Rotationskörper (107) mit einer Vielzahl von reflektierenden Flächen zum Unterteilen des zweiten Laserstrahls (Lb) und Linsen (108) zum Fokussieren der unterteilten zweiten Laserstrahlen (Lb) auf die Zigaretten (C) enthält.

19. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoreinrichtung (117) eine Einrichtung (113, 114, 130, 131, 132) enthält zum Vergleichen des erfaßten ersten Signals mit dem erfaßten zweiten Signal, um Pegel der beiden Signale im wesentlichen gleich zu halten.

20. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung (118, 119) die Teilungseinrichtung (101) in einem Bereich bewegt, der durch eine erste und eine zweite Position definiert ist.

21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (117) die Bewegungseinrichtung (118, 119) entregt, um die Teilungseinrichtung (101) anzuhalten, wenn die Teilungseinrichtung (101) die erste oder zweite Position erreicht, und sie die Bewegungseinrichtung (118, 119) anregt, damit sie sich wieder von der ersten oder der zweiten Position zu der jeweils anderen bewegt.

22. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin besteht aus:

einer ersten Einrichtung (19) zum Drehen der Zigaretten (C) um ihre Achsen, während sie gehalten werden, um zu ermöglichen, daß die Mikrolöcher an dem äußeren Umfang der sich drehenden stabähnlichen Sache (C) durch den ersten Laserstrahl (La) ausgebildet werden;

und einer zweiten Einrichtung (19) zum Drehen der Zigaretten (C) um ihre Achsen, während sie gehalten werden, um zu ermöglichen, daß die Mikrolöcher an dem äußeren Umfang der sich drehenden Zigaretten (C) durch den zweiten Laserstrahl (Lb) ausgebildet werden.

23. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin besteht aus:

einem ersten Mechanismus (14a) zum Drehen der ersten Rotationseinrichtung (19) um die Zentralachse der Einrichtung (14a);

und einem zweiten Mechanismus (14b) zum Drehen der zweiten Rotationseinrichtung (19) um die Zentralachse der Einrichtung (14b).