FR2554686A1 - Procede et dispositif pour la fabrication de cigarettes filtrantes aerees - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE FABRICATION DE CIGARETTES A FILTRES AERES CARACTERISE EN CE QU'IL CONSISTE A DIRIGER UN FAISCEAU LASER SUR UNE BANDE DE PAPIER D'EMBOUT DE CIGARETTE, A PARTIR DE LAQUELLE DES PORTIONS DOIVENT ETRE DECOUPEES POUR RACCORDER DES FILTRES A DES PORTIONS DE TIGES DE TABAC, AFIN DE PRODUIRE AU MOINS UNE PISTE DE PERFORATIONS S'ETENDANT LONGITUDINALEMENT LE LONG DE LA BANDE ET A CONTROLER LA POSITION DU FAISCEAU LASER, A L'AIDE D'UN DEFLECTEUR DE FAISCEAU LASER, POUR DIRIGER LE FAISCEAU SOIT LE LONG D'UNE TRAJECTOIRE DURANT LAQUELLE IL VIENT FRAPPER ET PERFORER LA BANDE, SOIT POUR LE DIRIGER DE FACON QU'IL NE PERFORE PAS LA BANDE, AFIN DE CONTROLER LA FORMATION DES PERFORATIONS DANS LA BANDE.

Description

La présente invention concerne la fabrication de ciga-

rettes dites aérées, c'est-à-dire des cigarettes qui comportent des ou-

vertures d'aération admettant de l'air atmosphérique dans le filtre afin de diluer la fumée aspirée par le fumeur. En particulier la présente invention concerne la perforation d'une bande de papier d'embouts de

cigarettes dont des parties sont utilisées ensuite pour raccorder des fil-

tres à des portions de tiges de tabac.

Selon un premier aspect cette invention a pour objet un procédé de fabrication de cigarettes aérées à filtre caractérisé en ce qu'il consiste à diriger un faisceau laser sur une bande de papier d'embouts pour cigarettes, à partir de laquelle on découpe des portions devant raccorder des filtres à des portions de tiges de tabac, de façon à produire le long de ladite bande au moins une piste de perforations s'étendant longitudinalement, et à contrôler la position du faisceau laser à l'aide d'un déflecteur de faisceau laser pour diriger le faisceau soit selon une trajectoire au cours de laquelle il vient frapper la bande de papier pour la perforer, soit pour le diriger de telle manière qu'il ne perfore pas la bande, afin de contrôler la formation de perforations dans la bande. De préférence, la réalisation des perforations et plus particulièrement la quantité de matériau qui est enlevée de la bande est

contr8ôlée en réponse à la porosité de la bande perforée et/ou de la dilu-

tion de la cigarette terminée.

Selon un second aspect de la présente invention celle-

ci concerne un dispositif pour la réalisation de cigarettes aérées carac-

térisé en ce qu'il comprend: des moyens pour engendrer un faisceau laser; des moyens pour diriger le faisceau laser sur une bande de papier d'embouts pour cigarettes, afin de produire le long de cette bande au moins une piste de perforations s'étendant longitudinalement; des moyens d'assemblage de filtres qui comprennent des moyens pour découper la bande perforée en portions et des moyens pour raccorder des filtres à des tiges de tabac à l'aide desdites portions; et, des moyens de contrôle pour commander et contrôler la position du faisceau laser, ces moyens -2comprenant un déflecteur de faisceau laser conçu de façon à diriger ce faisceau soit selon une trajectoire au cours de laquelle il vient frapper

et perforer la bande ou pour dévier ce faisceau de manière qu'il ne per-

fore pas la bande, afin de contrôler la formation de perforations dans ladite bande. De préférence, la réalisation des perforations, et plus

particulièrement la quantité de matériau enlevée de la bande est contr -

lée en réponse à la porosité de la bande perforée et/ou de la dilution

des cigarettes terminées.

Selon un premier exemple de réalisation du dispositif objet de l'invention le déflecteur de faisceau laser est un dispositif acousto- optique, présentant des propriétés de diffraction qui varient avec la fréquence de la tension alternative appliquée. De préférence, le dispositif de déviation de faisceau est contrôlé de façon à produire une configuration prédéterminée de perforations dans la bande, cette configuration étant réglée en réponse à la porosité de la bande perforée et/ou de la dilution des cigarettes terminées afin de maintenir le taux de dilution d'une cigarette à un niveau moyen sensiblement constant. Le réglage de la configuration de perforations peut par exemple impliquer

un contrôle de la distance longitudinale séparant des perforations succes-

sives, une élimination d'un nombre variable de perforations dans une configuration de base, une variation de la longueur et/ou de la largeur de certaines ou de toutes les perforations, ou une combinaison de deux

au moins de ces moyens de contrôle.

Selon un exemple de réalisation préféré, le faisceau est réalisé de façon à venir frapper une source froide, lorsqu'il ne doit pas

perforer la bande. En variante, le faisceau peut être soumis à une dé-

viation rapide et continue, lorsqu'il n'est pas;nécessaire de perforer, de telle façon que la perforation cesse étant donné que le faisceau ne

reste pas suffisamment longtemps sur la bande pour perforer cette der-

nière.

Selon un dispositif préféré pour la perforation d'une bande de papier d'embouts de cigarettes, le faisceau, après avoir traversé le -3 -

dispositif déflecteur, est découpé en deux faisceaux secondaires, d'inten-

sité sensiblement égale, qui perforent simultanément la bande en deux emplacements afin de former deux pistes de perforations latéralement espacées. Par conséquent le dispositif déflecteur sert à dévier les deux faisceaux secondaires. De préférence, les deux faisceaux secondaires sont dirigés vers la bande à l'aide de miroirs déviant les faisceaux, et

la distance entre les pistes de perforations formées par les deux fais-

ceaux est réglable, ce réglage étant réalisé de préférence en faisant

tourner, autour de l'axe central moyen du faisceau primaire (avant décou-

page), un système qui comprend le dispositif de découpage de faisceau,

les miroirs et des lentilles pour les faisceaux secondaires respectifs.

En variante, au lieu de réaliser une déviation du faisceau à l'aide d'un

déflecteur de faisceau classique on peut prévoir deux déflecteurs de fais-

ceaux pour dévier les faisceaux secondaires respectifs, chaque déflecteur

étant, de préférence, contrôlable indépendamment de l'autre.

Selon un troisième aspect de la présente invention celle-ci concerne un dispositif pour former une configuration prédéterminée de perforations dans un composant en déplacement de l'industrie du tabac

(notamment, mais pas nécessairement, du papier d'embout pour ciga-

rettes utilisé lors de la fabrication de cigarettes à bouts filtrants) qui comprend des moyens pour engendrer un faisceau laser afin de perforer le composant et un déflecteur de faisceau acousto-optique ou autre, mft électriquement, disposé sur la trajectoire du faisceau et comportant un mécanisme d'entraliement contrôlable afin de contrôler la déviation du

faisceau pour amener le faisceau à venir frapper et perforer le compo-

sant de tabac en des emplacements choisis.

De préférence, le dispositif comporte également une source

froide sur laquelle est disposé le déflecteur de faisceau de manière à diri-

ger ce dernier lorsque le faisceau ne doit pas perforer ledit composant.

De préférence, dans le cas d'un déflecteur de faisceau acousto-optique, la trajectoire du faisceau, lorsque celui-ci est inopérant (c'est-à-dire

lorsqu'il mène le faisceau à la source froide) s'étend à partir du déflec-

-4 - teur dans une direction qui est alignée avec le faisceau pénétrant dans le déflecteur. En d'autres termes, il existe une déviation nulle du faisceau,

cette condition impliquant qu'aucun signal de commande (en tension alter-

native) n'est appliqué au déflecteur de faisceau. Lorsqu'un signal de com-

mande alternatif est appliqué au déflecteur de faisceau, la proportion du

faisceau d'entrée qui sort du déflecteur de faisceau, le long de la trajec-

toire déviée, est fonction (jusqu'à une limite supérieure prédéterminée) de l'amplitude du signal de commande; cette caractéristique peut être utilisée pour commander et contrôler la puissance du faisceau qui vient frapper le composant, et par conséquent la largeur de la perforation et/ou

la profondeur dans le cas de perforations de cigarettes.

Si le composant traité est une cigarette terminée, elle peut être entraifée en rotation autour de son axe comme décrit dans le brevet britannique n 1. 602.133. Deux ou plus rangées de perforations peuvent

être réalisées dans chaque cigarette en déviant le faisceau initial, latéra-

lement par rapport à la direction du déplacement des cigarettes, comme décrit ci-dessus en relation avec du papier d'embouts pour cigarettes. En

outre, ou comme variante, on peut utiliser un d6flecteur de faisceau acous-

to-optique, ou autre, entrafhé électriquement, pour dévier le faisceau, de façon que le point selon lequel le faisceau vient frapper chaque cigarette suive brièvement la cigarette lorsqu'on réalise chaque perforation; ceci permet de réaliser une rangée unique de perforations avec un faisceau

laser de puissance relativement faible.

Selon un quatrième aspect de la présente invention, celle-ci concerne un dispositif pour la fabrication de cigarettes filtrantes aérées qui comprend des moyens pour découper une bande de papier d'embouts - pour cigarettes en une série de portions; des moyens pour raccorder des

paires de tiges de cigarettes à des filtres de longueur double afin de for-

mer une succession d'assemblages de cigarettes doubles; des moyens pour découper en deux chaque assemblage afin de produire deux cigarettes filtrantes; des moyens pour produire un faisceau laser primaire; des moyens pour découper le faisceau primaire afin de produire deux faisceaux -5- secondaires de puissance sensiblement égale; des moyens pour diriger chaque faisceau secondaire sur le papier d'embout pour cigarettes afin

de réaliser au moins une piste de perforations s'étendant longitudinale-

ment dans chaque cigarette formée ensuite; des moyens pour mesurer la dilution des cigarettes terminées et des moyens pour contrôler les

faisceaux secondaires en réponse à ladite dilution.

De préférence, les faisceaux secondaires sont déviés par déflection du faisceau principal, à l'aide d'un déflecteur de faisceau

acousto-optique. En variante, on peut utiliser deux déflecteurs de fais-

ceaux acousto-optiques séparés pour dévier les faisceaux secondaires respectifs. Il est préférable de prévoir des moyens permettant de s'assurer que les cigarettes ont toutes sensiblement le même facteur ou

taux de dilution c'est-à-dire que les deux faisceaux secondaires produi-

sent sensiblement le même facteur de dilution dans leurs rangées res-

pectives de cigarettes. Ces moyens seront décrits ci-après en référence

aux dessins annexés.

Selon un cinquième aspect de la présente invention celle-ci concerne un dispositif pour perforer du papier d'embout pour cigarettes qui comprend des moyens pour produire un faisceau laser primaire, des moyens pour diriger le faisceau laser primaire vers la trajectoire que

doit suivre une bande de papier d'embout, dans une direction perpendi-

culaire au plan de la bande et sensiblement alignée avec l'axe de la bande des moyens pour découper le faisceau laser primaire afin de produire deux faisceaux secondaires parallèles et pour diriger et focaliser les deux faisceaux laser secondaires sur la bande, afin de produire deux pistes de perforations latéralement espacées sur la bande, chaque piste comprenant au moins une rangée de perforations; et des moyens pour monter à rotation un système qui comprend les moyens de focalisation des faisceaux secondaires, la rotation s'effectuant autour de l'axe, ou de l'axe moyen du faisceau primaire de façon que le réglage angulaire du système par rapport à cet axe modifie l'espacement entre les deux pistes -6- de perforations. Si chaque piste de perforations doit comporter deux ou plus,rangées de perforations, ce résultat peut être obtenu en déviant le faisceau primaire; la rotation du système pour modifier l'espacement de piste n'affecte pas l'espacement entre les rangées dans chaque piste pour une déviation donnée du faisceau primaire. L'invention sera maintenant décrite en référence aux

dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépour-

vus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: la figure 1 est une représentation schématique d'une machine pour assembler et tester des cigarettes filtrantes qui comprend des moyens pour perforer le papier d'embout de cigarettes; la figure 2 illustre, de façon schématique, un système optique "déplié" de perforations;

la figure 3 est une représentation schématique plus complète du sys-

tème de perforations représenté par la figure 1; la figure 4 est un schéma par blocs d'un circuit de réaction pour contrôler le fonctionnement du système de perforations représenté sur la figure 1; les figures 5A à 5J représentent des configurations de perforations qui p euvent être obtenues à l'aide du dispositif de perforation la figure 6 est une vue en élévation frontale du système de guidage de bande représenté de façon générale sur la figure I;

la figure 7 est une vue en plan du système de guidage de bande, cer-

taines parties ayant été enlevées et, Z5 la figure 8 représente des parties d'un assemblage de cigarettes

doubles perforées.

Une machine de fixation de filtres est représentée schéma-

tiquement sur la figure 1. Dans cette machine, des tiges de cigarettes, des tiges de filtres et une bande de papier pour embouts 1 sont délivrées à une unité d'assemblage 2. L'unité d'assemblage découpe le papier pour embouts en portions, découpe les tiges de filtres en portions de filtres de double longueur puis raccorde deux tiges de cigarettes 20 à chaque -7 double filtre ZI, à l'aide d'une portion du papier 22, afin de former un

assemblage de cigarettes doubles tel que représenté sur la figure 8.

Chaque assemblage est découpé en deux le long d'une ligne 23, et les deux rangées de cigarettes 3 qui en résultent (figure 1) sont ensuite transportées vers un dispositif d'inspection de cigarettes 4, qui peut

être par exemple du type décrit dans le brevet britannique n 2. 050. 804.

Le dispositif d'inspection 4 détecte et rejette les cigarettes endommagées et incorrectement assemblées et il mesure la dilution de chaque cigarette satisfaisante. Ce dispositif produit de préférence deux sorties de dilution

moyenne séparées pour les deux rangées respectives de cigarettes.

Afin d'effectuer les perforations, la bande de papier pour embouts 1 est dirigée par des rouleaux de guidage 5A,5B,5C et 5D, au travers d'une unité de perforation 6 avant d'être dirigée vers l'unité

d'assemblage 2. A l'unité de perforation, deux faisceaux laser secon-

daires (un faisceau étant émis à partir de chaque buse 7 faisant partie d'une paire de buses) produisent deux pistes de perforations latéralement espacées.qui forment deux pistes de perforations latéralement espacéesj qui sont représentées sous la forme de bandes de perforations s'étendant

circonférentiellement, 24, autour de l'assemblage de cigarettes repré-

senté par la figure 8. Chaque piste comprend de une à huit rangées de perforations; des rangées multiples sont formées en déviant le faisceau laser sur la bande de la manière qui sera décrite ci-après. Sur la figure

8 on a représenté trois rangées de perforations.

L'unité de perforation 6 comprend une section engendrant et déviant un laser 8 et un système de découpage et de focalisation 9. Le système 9 tourne autour d'un axe vertical afin de permettre le réglage

de l'espacement entre les pistes de perforations. Pour obtenir un espa-

cement maximal, l'une des buses 7 sera cachée derrière l'autre (figure

1) bien qu'en pratique ces buses ne doivent pas atteindre de telles posi-

tions. Lorsque la bande de papier d'embout 1 passe sous les buses 7, elle est supportée par un système de guidage 10 qui sera décrit ci-après en détail en se référant aux figures 6 et 7. Le système de guidage 10 est - 8 -

réglable de façon à être certain que les deux faisceaux laser sont correc-

tement focalisés sur le papier pour embouts.

Après perforation du papier 1, ce dernier est guidé sur un dispositif I 1 pour mesurer la porosité, un dispositif approprié étant décrit notamment dans la demande de brevet britannique n 83 13 732. Selon une variante, le rouleau de guidage 5D peut être remplacé par un élément de guidage fixe dans lequel sont incorporés des passages pour

l'air de mesure de la porosité.

Le nombre et/ou les dimensions des perforations qui sont

formées dans le papier d'embout sont réglés (dans des limites pré-program-

mées) par une unité 12 qui contrôle le fonctionnement de l'unité de perfo-

ration, en réponse à des signaux traduisant la porosité de la bande et à

la dilution de la cigarette provenant respectivement du dispositif de me-

sure de porosité 11 et du dispositif d'inspection de cigarettes 4.

Le dispositif laser (c'est-à-dire la combinaison des parties

8 et 9 de la figure 1) a été représenté schématiquement sur la figure 3.

Un laser au bioxyde de carbone 31 (c'est-à-dire un laser ayant une lon-

gueur d'onde de 10, 6p1m) produit un faisceau laser primaire continu 3Z qui est dirigé au travers d'un déflecteur de faisceau acousto-optique 33, par l'intermédiaire d'un système de lentilles 200, qui comprend ou qui inclut une lentille cylindrique, et se propage sous la forme d'un faisceau 3ZA, 32B, vers un miroir semi-réfléchissant 34, à travers un miroir 35

et un système de lentilles 201 comprenant ou incluant une lentille cylin-

drique. Le déflectetr de faisceau acousto-optique reçoit un signal de commande sous la forme d'une tension alternative à haute fréquence (par exemple une haute fréquence comprise entre 50 et 90 MHz). A l'intérieur

du déflecteur, un groupe de transducteurs produit des vibrations acousti-

ques dans un cristal de germanium, dont les propriétés de diffraction varient en fonction de la fréquence de ces vibrations. Un tel dispositif est vendu par la firme américaine ISOMET Corp. sous l'appellation LS 600. Le laser 31 peut, par exemple, avoir une puissance comprise

entre 120 et 250 Watts.

- 9 -

Le rôle du système de lentilles 200 est de modifier la sec-

tion droite du faisceau de la forme circulaire à la forme elliptique, cette dernière étant la forme préférée pour le déflecteur de faisceau afin de minimiser la densité de puissance et de faciliter le refroidissement du déflecteur de faisceau. A titre d'exemple la forme elliptique peut avoir des axes principal et secondaire de Z5 mm et 4 mm respectivement. Le système de lentilles 201 ramène le faisceau à une forme de section droite

circulaire. Le miroir 34 réfléchit partiellement le faisceau afin de pro-

duire un premier faisceau secondaire 36 tout en laissant le passage à un second faisceau secondaire 37 d'intensité sensiblement égale. Le premier faisceau 36 est réfléchi par un miroir 38 vers un système de lentilles 39 qui focalise le faisceau sur un emplacement 40 d'une bande de papier pour embouts 41 en déplacement, alors que le second faisceau 37 est réfléchi par des miroirs 42 et 43 vers un système de lentilles 44 qui focalise le faisceau sur le papier en un emplacement 45. Lessystèmesde lentilles 39 et 44 peuvent comprendre chacun une paire de lentilles afin de focaliser convenablement les faisceaux sur le papier tout en permettant une légère

déviation angulaire nécessaire du faisceau comme on le décrira ci-après.

L'unité de contrôle 12 comprend un circuit de réaction 46, un générateur de configurations 47 et une unité d'entraihement 48. Le circuit de réaction (qui sera décrit en détail en référence à la figure 4) reçoit des signaux indicatifs de la porosité de la bande sur une ligne 49 et de la dilution des cigarettes sur une ligne 50, et il engendre un signal de demande de perforations, qui se présente sous la forme d'un signal

numérique parallèle à 4 chiffres binaires.

Ce signal de demande de perforations, qui est délivré au générateur de configurations 47, varie afin de maintenir à une valeur

sensiblement constante la dilution des cigarettes terminées. Le généra-

teur de configurations47 reçoit également une indication relative à la vi-

tesse de la machine et il produit un signal de contr8le et de commande qui est transmis à l'unité d'entrafrement 48. Ce signal de contrôle se présente sous la forme d'une tension qui est modifiée par étapes. Chaque modification de tension est transformée par l'unité de commande 48 en un

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signal de commande de fréquence différente afin de modifier l'angle A

selon lequel le faisceau primaire 3ZA est dévié par le déflecteur de fais-

ceau 33. Il en résulte des déviations similaires des faisceaux secondaires 36 et 37 lorsque ceux-ci viennent frapper la bande en divers emplacements sur la largeur de cette dernière. Lorsqu'aucun signal de commande n'est délivré au déflecteur de faisceau 33, ce dernier permet au faisceau primaire 32 de poursuivre sa course dans la même direction (c'est-à-dire sans être dévié) le long d'une trajectoire 51, vers une source froide 52. L'interruption de la configuration de perforations ainsi obtenue réduit la quantité de matériau enlevée de la bande en réponse à la porosité de la bande et à la dilution

de la cigarette mesurées.

Si un signal de commande en-dessous de l'amplitude com-

piète est appliqué au déflecteur de faisceau, alors la puissance des fais-

ceaux déviés 32A, 32B, est réduite et une quantité sensiblement complé-

mentaire d'énergie lumineuse passe le long de la trajectoire 51 vers la

source froide. Même avec le signal de commande maximal, une propor-

tion (de l'ordre de ZO %) du faisceau 32 passe directement au travers du

déflecteur de faisceau et continue sa course vers la source froide 52.

(c'est-à-dire sans subir de déviation).

La figure Z constitue une représentation du système optique de la figure 3 selon un mode "déplié", les éléments équivalents ayant été munis des mems références que sur la figure 3. En outre, cette figure 2 illustre l'utilisation préférée de deux autres lentilles sphériques 202 et 203. Le système de découpage et de focalisation de faisceau 9, identifié sur la figure 1 (qui comprend des miroirs 34, 38, 42 et 43 ainsi que des lentilles 39 et 44) peut tourner par rapport à un axe AA (figure 3)

de façon à permettre un réglage de l'espacement entre les pistes de per-

forations. On notera que l'axe AA se situe le long de la portion verticale de la trajectoire opérationnelle moyenne du faisceau 32 B (représentée

en traits mixtes).

1 il -

La figure 4 représente un schéma par blocs du circuit de réaction 46. Le dispositif d'inspection de cigarettes délivre un signal de

dilution qui est transmis, par l'intermédiaire d'une borne 60, à un com-

parateur 61 qui reçoit également un signal de référence de dilution pro-

venant d'un potentiomètre 62. Si l'amplitude du signal de dilution est plus grande que celle du signal de référence de dilution, le comparateur

61 produit une sortie élevée; si l'amplitude du signal de dilution est infé-

rieure à celle de la référence de dilution, alors le comparateur 61 pro-

duit une faible sortie. La sortie provenant du comparateur 61 est appli-

quée à une entrée haute-basse d'un compteur bi-directionnel à 8 chiffres binaires 63 qui reçoit des impulsions d'horloge provenant d'un compteur

binaire 64.

Une série d'impulsions, chacune étant engendrée par chaque paire de cigarettes qui traverse le dispositif d'inspection de cigarettes,

est appliquée au compteur binaire 64, par l'intermédiaire d'une borne 65.

Le compteur 64 possède une série d'étages de sortie qui produisent cha-

cun des impulsions dont la fréquence est égale à la moitié de celle de l'é-

tage précédent. Un étage approprié est choisi pour rythmer le compteur

bi-directionnel 63, afin d'obtenir une stabilité. Dans cet exemple, le qua-

trième étage a été choisi de manière que le compteur bi-directionnel 63

reçoive une impulsion d'horloge lorsque chaque seizirème paire de ciga-

rettes traverse le dispositif d'inspection 4.

Le compteur bi-directionnel 63 produit un code binaire à

8 chiffres binaires, qui est appliqué au convertisseur numérique-analogi-

que 66, la sortie de ce convertisseur étant un signal d'erreur qui aug-

mente légèrement en mmrne temps qu'augmente l'écart à partir du niveau

de dilution désiré. On introduit donc un certain décalage, qui est néces-

saire en raison du grand nombre de cigarettes situées dans le système

entre l'unité de perforation et le dispositif d'inspection de cigarettes.

La sortie qui provient du dispositif de mesure de la porosité 11 est appliquée, par l'intermédiaire d'une borne 67 à un amplificateur de sommation 68, de façon à améliorer le temps de réponse du système -12 -

aux changements de porosité de la bande. L'amplificateur de somma-

tion 68 reçoit également le signal d'erreur provenant du convertisseur numérique-analogique 66 et un signal de référence de porosité négative provenant d'un potentiomètre 69. Dans des conditions de fonctionnement idéales le signal de porosité et le signal d'erreur-qui augmentent en

même temps qdaugmentent respectivement la porosité et la dilution-

s'annulent avec le signal de référence de porosité. Cependant, en prati-

que, il se produit des fluctuations résultant de modifications dans les paramètres du matériau et d'autres conditions variables. Le circuit est

conçu de façon à répondre à des modifications importantes tout en igno-

rant de faibles fluctuations qui sont situées dans une bande prédéterminée.

La sortie provenant de l'amplificateur de sommation 68 est appliquée à un circuit comparateur 70. Si la sortie de l'amplificateur 68 est négative, alors la sortie du circuit cormparateur 70 est élevée. Si, cependant, la sortie de l'amplificateur de sommation devient positive (ce qui tend à indiquer que la porosité de la bande ou la dilution moyenne des cigarettes augmente), la sortie du circuit comparateur 70 devient faible. La sortie du circuit comparateur 70 est appliquée à l'entrée haute-basse du compteur bi-directionnel 71, à quatre chiffres binaires, qui compte lorsqu'un signal élevé est appliqué à son entrée, et qui décompte lorsqu'un signal faible est appliqué à son entrée, en réponse à des impulsions d'horloge. Des impulsions d'horloge sont appliquées au compteur 71 à partir du compteur binaire 64, par l'intermédiaire d'un circuit logique activable/désactivable 72. Dans cet exemple de réalisation, le compteur 71 est alimenté à l'aide d'fmpulsions d'horloge

provenant du second étage de compteur 64, alors qu'une impulsion d'hor-

loge est appliquée au compteur 71 lorsque chaque quatrième cigarette traverse le dispositif d'inspection de cigarettes. Le circuit logique 72

est conçu de façon à bloquer les impulsions d'horloge si la sortie pro-

venant de l'amplificateur de sommation 68 est située à l'intérieur de la

bande prédéterminée.

-13-

Le compteur 71 délivre le signal de demande de perfora-

tions à quatre chiffres binaires parallèles au générateur de configurations 47, qui reçoit également une impulsion d'horloge par l'intermédiaire d'une

borne 65 lorsque chaque paire de cigarettes traverse le dispositif d'inspec-

tion de cigarettes. La sortie du compteur 71 est également appliquée à un décodeur 74 qui applique un signal de mise hors fonctionnement au circuit logique 72, lors de la détection d'une sortie maximale ou minimale du

compteur 71, ce qui évite tout sous-débit ou sur-débit. Le générateur de configurations 47 peut ëtre une unité à base de

microprocesseur qui engendre le signal de commande en réponse à une

configuration programmée, le signal de demande de perforations et la vi-

tesse selon laquelle les cigarettes sont produites. Le générateur de con-

figuration est programmé par l'opérateur à l'aide de commutateurs ou

d'une clé. Les principaux paramètres variables, en ce qui concerne l'em-

placement des perforations dans le papier d'embout de cigarettes, sont le nombre de rangées, l'espacement des rangées, la longueur des pas et

les périodes libres, ces dernières étant constituées par les instants du-

rant lesquels le faisceau laser est basculé sur la source froide 52, de façon à ne pas réaliser de perforations. Ces paramètres sont déterminés automatiquement lorsqu'une configuration désirée de perforations est

choisie à partir d'un domaine de configurations dont dispose l'opérateur.

La période libre totale est contrôlée en réponse au signal de demandes

de perforations; par conséquent, lorsqu'on demande au système de per-

forations de produire une porosité de bande maximale, la période libre est nulle, bien qu'en pratique le système fonctionne normalement avec une certaine liberté afin de permettre des réglages, soit vers le haut, soit

vers le bas.

Tout nombre de rangées, compris entre 1 et 8, peut Gtre choisi avec un espacement de rangées approprié (dans le cas de rangées multiples) de telle façon que chaque piste de perforations présente une largeur pouvant aller jusqu'à 3 mm (ou éventuellement davantage). Des

configurations présentant un nombre de rangées supérieur tendent égale-

ment à présenter des longueurs de pas courtes; par conséquent, des -14 micro-perforations (sensiblement invisibles) peuvent être prévues en huit rangées, avec une longueur de pas de 0, 084 mm, en engendrant 820

pas sur chaque 27 mm de longueur de papier d'embout. Un autre program-

me peut, par exemple, fournir des macro-perforations (il s'agit de per-

forations visibles) en deux rangées, avec une longueur de pas de 0, 675mm

en engendrant 40 pas pour chaque longueur de 27 mm de papier d'embout.

On peut également envisager de nombreuses autres configurations, afin

d'obtenir la dilution désirée de la cigarette et le degré désiré de visibi-

lité des perforations. Par ailleurs,il est possible d'obtenir une combi-

naison de micro et de macro-perforations; par exemple, on peut obtenir une (ou plus) rangées de macro-perforations s'étendant longitudinalement et une (ou plus) rangées de micro-perforations, le long de l'un ou l'autre (ou les deux) des côtés de la rangée de macro-perforations. Selon une autre possibilité,des groupes spéciaux de perforations visibles peuvent

8tre disposés de façon à former des logos, lettres, emblèmes, recon-

naissables, éventuellement en combinaison avec un arrière-plan de microperforations.

Sur la figure 5 on a représenté trois configurations de per-

forations présentant chacune trois périodes libres (c'est-à-dire sans perforations) de 0 %, 12,5% et 25 % respectivement. La figure 5A représente des micro-perforations 80 (sur une échelle très agrandie) parmi lesquelles huit rangées sont formées sur une piste de 3 mm de large. Chaque perforation présente une longueur de 0, 084 mm et, par conséquent, seize perforations sont réalisées dans une longueur de piste de 1, 35 mm. (deux pistes étant simultanément réalisées dans la bande en

déplacement). Sur la figure 5B la même configuration présente une pé-

riode libre de 12, 5 % et sur la figure 5C la configuration présente une

période libre de 25 %, ce qui produit respectivement 14 et 12 perfora-

tions sur une longueur de 1, 35 mm. Les figures 5D à 5F représentent

trois rangées de macro-perforations 81 et les figures 5G à 5J représen-

tent deux rangées de macro-perforations, 82, tracées à la même échelle

que les figures 5A à 5C.

- 15 -

On notera que les espaces libres proviennent du fait que le faisceau laser primaire passe momentanément dans la source froide Z étant donné qu'aucun signal de commande n'est appliqué au déflecteur

de faisceau.

Sur les figures 5A à 5C, chaque configuration de perfora- tions se répète selon des intervalles de 1, 35 mrnm que l'on peut désigner

par le terme "longueur de répétition". En pratique, la longueur de répé-

tition et l'espacement entre rangées peuvent être tels que les perforations sont espacées de façon similaire dans les deux directions, c'est-à-dire le long de la bande et transversalement à celle-ci. Sur les figures 5B et C, il existe respectivement deux et quatre microperforations adjacen- tes supprimées dans chaque longueur de répétition. En variante, les perforations supprimées peuvent être distribuées de façon uniforme ou au hasard, sur la longueur de répétition, en utilisant un multiplicateur de vitesse binaire afin de déterminer les emplacements des perforations sUppri1nees. Pour ne pas changer la distance moyenne des perforations

à partir de l'extrémité d'embout de la cigarette, la suppression des per-

forations peut débuter dans les rangées du centre et progresser ensuite vers les rangées extérieures, lorsqu'on désire obtenir une porosité plus faible. Il existe une autre possibilité: chaque balayage par étapes du faisceau laser peut être suivi d'une période libre (c'est-à-dire lorsque

le faisceau laser est dirigé dans la source froide) dont la durée est con-

trôlée par le générateur de configurations 47.

Dans les exemples illustrés par les figures 5D à 5Fet par les figures 5G à 5J, une macro-perforation est totalement supprimée

sur chaque longueur de répétition avant qu'une seconde perforation com-

mence à être supprimée. Selon une variante, les macro-perforations

* peuvent être toute raccourcies selon des quantités sensiblement égales.

Le fait d'augmenter la longueur de répétition dans les exemples représentés, entraîie une augmentation de la résolution du système, mais la longueur de répétition doit être au moins d'un ordre d'amplitude inférieur à la circonférence d'une cigarette terminée. Le 16 - signal de demande de perforations à quatre chiffres binaires permet d'obtenir une résolution de 1 pour 16 (6, 25 %), mais il est nécessaire de prévoir un nombre supérieur de chiffres binaires si l'on veut obtenir

une résolution plus importante.

Une machine permettant d'obtenir 8. 000 cigarettes par mi- nute nécessite 4. 000 longueurs de 27 mm de papier d'embout par minute,

ce qui constitue l'équivalent de 1, 80 m/sec. Par conséquent, pour pro-

duire des micro-perforations dans le papier (comme représenté sur la figure 5A) lorsqu'on opère à cette vitesse, le laser doit produire plus de 21. 000 perforations par seconde dans chaque piste. La puissance

et la largeur du faisceau aux points 40 et 45 doivent être telles que le pa-

pier estperforé lorsque la machine fonctionne à sa vitesse maximale.

Bien que la position du faisceau soit déviée entre les rangées, la vitesse élevée à laquelle se produit de telles déviations permet d'être certain

de ce que la bande n'est pas découpée entre des perforations.

Lorsque la inichiie àvnctonne a une vitcssc inférieure à

la vitesse maximale, il est préférable que la configuration des perfora-

tions apparaisse similaire à celle qui est obtenue lorsque la machine

fonctionne à pleine vitesse. Dans ce but, dans le cas de micro-perfora-

tions, la période durant laquelle chaque faisceau laser est dirigé sur le papier pour obtenir chaque perforation, peut être déterminée. Lorsque la machine fonctionne à une vitesse inférieure à la vitesse maximum, chacune de ces périodes est suivie d'une période libre pendant laquelle le faisceau est ramené sur le papier en vue de former la perforation suivante. Il en résulte que, bien que chaque perforation à faible vitesse de la machine tende à être plus courte (étant donné que le papier se déplace sur une distance plus faible lorsqu'il est frappé par le faisceau laser) chaque perforation tend également à être légèrement plus large étant donné que le faisceau laser a le temps, pour une vitesse de-bande inférieure, de découper un trou qui se rapproche davantage de la largeur

totale du faisceau laser focalisé. Par conséquent, les perforations appa-

raissent à l'oeil nu avec des dimensions sensiblement identiques. Toute

- 17 -

compensation additionnelle nécessaire peut être obtenue grâce au dispo-

sitif de mesure de la porosité 1 1. On comprend que les intervalles selon

lesquels les perforations sont formées, sont constants, en raison de l'im-

pulsion d'horloge 65 qui est appliquée au générateur de configurations 47.

Les figures 6 et 7 représentent un exemple de réalisation d'un système de guidage de bande qui peut être utilisé dans le dispositif

représenté sur la figure 1.

Comme on peut le voir sur la figure 6, la bande 1 passe sur des rouleaux 5B et 5C, entre lesquels elle est guidée en premier lieu par des barres 90 et 91 dans une première région de perforation, puis par une barre 92 et finalement par des barres 93 et 94 dans une seconde région de perforation. Chacune des barres présente une ar,te rectiligne aigue venant en prise avec la bande. La barre 92 dévie la bande vers le bas afin de s'assurer que cette bande vient au contact des autres barres, la trajectoire de la bande étant horizontale, de façon précise, entre les

barres 90, 91 et 93,94, respectivement.

Les barres 90 et 91 sont verrouillées en position, à une

extrémité, à l'aide d'éléments 95 et 96, faisant partie d'un ensemble ré-

glable verticalement, qui est guidé pour ses déplacements verticaux par des galets à rainures en V, 97, qui font fonction de paliers linéaires. Le

réglage vertical est obtenu en faisant tourner un écrou 98. La focalisa-

tion correcte du faisceau laser, à partir de la buse située du côté gauche

7, sur la bande entre les barres 90 et 91, peut donc être obtenue. Lesys-

tème comprenant les barres 93 et 94 est réglable verticalement, de façon

similaire mais indépendante.

En outre, chacun des systèmes réglables verticalement

peut être réglé par léger basculage, de façon à Etre certain que la tra-

jectoire de la bande dans chaque zone de perforation, est précisément horizontale, compte tenu des exigences de la fabrication. Des vis 99

assurent la fixation des systèmes lorsqu'on a effectué les réglages pou-

vant être nécessaires.

- 18 -

La rotation du système de Laser (9 sur la figure 1) en vue de régler l'espacement de la piste de perforations se produit par rapport à un axe vertical 100. Le domaine de déplacement des axes de la buse 7,

résultant d'un tel réglage, est visible sur la figure 7 o il a été repré-

senté sous la forme d'une flèche 101 à double tête. Par conséquent, dans cet exemple de réalisation, les distances maximales et minimales entre

les axes des pistes de perforations sont respectivement S1 et S2. On no-

tera que les positions des faisceaux laser sur toute l'étendue de ce do-

maine de déplacement et de réglage ne sont pas seulement situées au-

dessus des parties horizontales de la bande (si bien que la focalisation n'est pas affectée) mais qu'elles entrafient également le fait que chaque faisceau résiduel traversant la bande, présente une trajectoire qui le

fait passer au-delà des barres 90, 91, 93 et 94.- En-dessous de ces bar-

res il existe une plaque horizontale 102 (non représentée sur la figure 6)

qui absorbe l'énergie des faisceaux résiduels.

Afin de transporter les débris provenant de la mise en oeuvre du processus de perforation, on prévoit quatre conduites 103 à 106, qui

soufflent de l'air généralement transversalement à la bande. Ces con-

duites 103 et 104 ne sont pas visibles sur la figure 7 et Les conduites 105 et 106 sont situées en-dessous de la bande et elles viennent aboutir juste derrière les zones de perforations, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 7. Les conduites 103 et 104 sont situées en-dessous de la bande et elles sont conçues et disposées de manière à diriger des jets d'air endessous des extrémités inférieures des buses 7 et transversalement à celles-ci, la conduite 104 étant légèrement inclinée, comme représenté sur le

de s sin.

Les conduites 103 à 106 éjectent par soufflage les débris

vers et dans deux ajutages d'aspiration (non représentés) qui communi-

quent avec une conduite d'aspiration 107 afin d'aspirer et d'entrariner les

débris.

Tout le système de guidage de la bande est monté sur un sup-

port 108 (figure 7).

- 19- Il est particulièrement important de s'assurer qu'aucune particule de débris solides ne puisse atteindre les lentilles 39 et 44. La protection des lentilles 39 et 44 peut être obtenue par une alimentation d'air sec propre, d'azote ou de tout autre gaz, à une pression supérieure à la pression atmosphérique, dans les buses 7 (figure 1) de manière que l'air ou l'azote soit éjecté vers le bas par soufflage au travers de ces buses, ce qui permet de s'opposer à toute pénétration de corps étrangers

dans les buses.

Par ailleurs on peut prévoir une enveloppe ou un carter autour de chaque buse, afin de délimiter un espace annulaire autour de

la buse correspondante, cet espace annulaire étant alimenté en air com-

primé (qui n'est pas nécessairement de l'air très pur) afin de souffler de l'air vers le bas sous la forme d'un rideau annulaire convergent d'air autour de la buse, ce rideau étant de préférence focalisé vers un point qui est situé au-dessus du papier. On tend ainsi à induire un débit d'air

propre ou de tout autre gaz à partir de la buse. Selon un exemple de réa-

lisation préféré, le gaz propre est délivré dans la buse à partir d'une source à haute pression, par l'intermédiaire d'un détendeur de façon à obtenir une consommation relative faible d'air propre. Le rideau d'air à vitesse élevée, peut aussi aider à empêcher le dépôt de débris

solides sur les buses.

On décrira maintenant diverses variantes ou moyens sup-

plémentaires permettant de contrôler le système laser.

Comme on l'a déjà mentionné, il est important de s'assu-

rer que les cigarettes présentent toutes le même facteur de dilution.

Par conséquent, par exemple, si le système de séparation de faisceau ne permet pas une séparation convenable du faisceau primaire, ou s'il se produit un changement dans les caractéristiques de transmission ou de réflection d'un miroir ou d'une lentille, sur la trajectoire de l'un quelconque des faisceaux secondaires, il est préférable de prévoir des moyens pour compenser cet inconvénient, lorsque le système est en

fonctionnement. Dans ce but, le signal de dilution, provenant du dispo-

sitif d'inspection de cigarettes 4, est reçu, à l'aide d'un circuit de

- 20 -

rythme, sous la forme de deux signaux séparés, qui sont dérivés des cigarettes situées dans les deux rangées respectives et formées par

découpage en deux moitiés égales des ensembles de double cigarette.

Chaque signal est lissé et il est comparé à l'autre à l'aide de tout dispo-

sitif comparateur approprié. Toute différence ainsi relevée est utilisée

pour engendrer un signal de compensation permettant de régler le systè-

me laser pour réduire, ou de préférence éliminer, ladite différence, En général, le signal de compensation peut atre utilisé pour régler l'une ou l'autre des moitiés du système de perforation, ou les deux moitiés (par exemple conformément au principe décrit dans le brevet américain

4. 390. 032, cédé à la présente titulaire); dans ce dernier cas, une moi-

tié du système de perforation sera régléedans un sens, alors que l'autre

moitié sera réglée dans l'autre sens, ce qui permet de réduire à un mi-

nimum les réglages devant être effectués dans l'une ou l'autre desdites

moitiés.

On donnera ci-après quelques exemples de moyens per-

mettant de réaliser le signal de compensation.

1) Les forces respectives des deux faisceaux secondaires 36 et 37 peu-

vent être réglées en ajustant le système de séparation de faisceau.

En principe, ce résultat peut être obtenu en modifiant légèrement, et dans les mêmes proportions, les angles par rapport à la verticale du

miroir semi-réfléchissant 34 et du miroir 38. Ces deux miroirs doi-

vent rester parallèles; si on fait décroître leur angle d'inclinaison par rapport à la verticale, on augmente la force du faisceau secondaire

36 et on réduit, de façon correspondante, la force du faisceau secon-

daire 37, et vice-versa. Cependant, afin d'éviter tout déplacement du

point focal 40 du faisceau, on fait en sorte qu'un réglage, par servo-

commande, du système de séparation de faisceau entraie un déplace-

ment de l'un au moins de ces miroirs, et ne fait pas simplement tour-

ner chaque miroir par rapport à son axe horizontal.

En variante, le miroir semi-réfléchissant 34 peut être remplacé par un système polarisateur à grille. Grâce à un tel système, l'orientation de la grille par rapport au plan de polarisation du faisceau

- 21 -

laser primaire (qui est normalement dans un état polarisé lorsqu'il

quitte le système laser) détermine les proportions du faisceau pri-

maire qui, respectivement, sont réfléchi. par la grille et qui tra-

verse cette grille. Par conséquent, la grille peut être entraidée en rotation dans son propre plan (c'est-à-dire autour d'un axe perpendiculaire au plan de la grille) à l'aide de tout système de servo-commande

ou électrique, pour régler les puissances relatives des faisceaux se-

condaires. Des exemples de réalisation de dispositifs polarisateurs de grille sont vendus par la firme britannique Optometrics (Leeds) et également (en réalité sous la forme de versions à faible puissance) par les firmes britanniques Cambridge Physical Sciences (Cambridge) et Rofin Ltd (Egham Hill, Surrey). On peut également se reporter à l'article publié par J. P. Auton dans la revue Applied Optics, vol. 6,

Juin 1967, pages 1023 à 1027. Un autre exemple d'un type de sépara-

teur réglable de faisceau, qui peut être en principe utilisé, est décrit

dans le brevet américain n 3.767. 310.

Z) La focalisation d'un faisceau laser (ou des deux faisceaux) sur le pa-

pier peut être contrôlée en prévoyant un servo-mécanisme, permet-

tant de régler la position verticale du papier ou, théoriquement de la lentille correspondante, ce qui permet d'augmenter ou de réduire les

dimensions du spot (c'est-à-dire l'aire du papier sur laquelle le fais-

ceau laser vient frapper). Si la puissance du faisceau laser est suffi-

sante, tout changement de la dimension du spot entrafne une modifi-

cation des dimensions des perforations.

3) La distance moyenne des perforations à partir de l'extrémité, côté

embout, de la cigarette, a une influence sur la dilution: plus la dis-

tance est petite, plus la dilution est importante. Par conséquent, on peut utiliser le signal de compensation pour déplacer latéralement la bande de papier, ce qui permet d'augmenter la distance moyenne pour une rangée de cigarettes tout en réduisant cette distance pour l'autre rangée. En variante, le signal de compensation peut être adapté (avec une piste à plusieurs rangées de perforations) pour imposer sur le

générateur de configurations, un contrôle ou une contrainte qui aug-

2554686'-

- 22 -

mente la quantité de matériau enlevée le long de l'un des côtés de chaque piste ou, par réduction le long de l'autre côté de La piste, ou en effectuant ces deux modifications, ce qui modifie la distance moyenne effective des trous à partir de l'extrémité, côté embout, de la cigarette. On notera que le système de miroirs représenté sur la figure 3 provoque un déplacement à l'unisson des deux faisceaux secondaires, c'est-à-dire que ces deux faisceaux sont déviés dans la même direction. Par conséquent, le fonctionnement, tel que décrit ci-dessus, du générateur de configurations provoque une augmentation de la dilution des cigarettes dans une rangée et une diminution de cette

dilution dans l'autre rangée. Selon une variante plus simple, les pis-

tes de perforations, dans leur ensemble, peuvent être déplacées laté-

ralement en appliquant une polarisation appropriée sur le signal qui

est délivré à l'unité de commande 48.

4) Au lieu d'utiliser un déflecteur de faisceau unique, on peut prévoir deux déflecteurs de faisceau qui sont disposés sur les trajectoires des faisceaux secondaires respectifs. Entre autres avantages, cette variante permet de réaliser un contrôle séparé des puissances des deux faisceaux secondaires afin de compenser toute tendance des

deux rangées de cigarettes à présenter des facteurs de dilution dif-

férents pour tout motif que ce soit.

Si on suppose que l'on utilise un déflecteur de faisceau unique, et si on désire éviter un déplacement à l'unisson des faisceaux secondaires, ce résultat peut être obtenu en remplaçant le miroir 43 par deux miroirs, chacun de ces miroirs étant disposé par exemple de façon à dévier alternativement le faisceau de 45 , ce qui a pour effet

d'inverser le sens de la déviation réalisée par le déflecteur de faisceau.

Cette variante peut 8tre préférable, par exemple, si l'on veut obtenir des configurations de perforations assymétriques sur deux rangées de cigarettes, afin qu'elles présentent la même orientation après que les rangées aient été combinées à l'aide d'un dispositif de retournement

d'embouts, de la manière habituelle.

- 23 -

La puissance de sortie du laser peut être utilisée comme

une partie des moyens permettant de contrôler le taux de dilution des ci-

garettes, et/ou un tel contrôle peut être effectué de façon continue afin

d'utiliser la puissance minimale compatible avec un fonctionnement satis-

faisant du système de perforation. Par exemple, pour une configuration de perforations donnée, si le nombre de perforations qui ont été omises,

pour obtenir un niveau de dilution désiré dépasse une limite prédétermi-

née (éventuellement, ceci résultant du fait que le papier présente une masse par unité de surface inférieure à ce qui était prévu), le système

peut être conçu de façon à réduire automatiquement la puissance du laser.

Si le niveau de dilution nécessaire s'avère brutalement convenable grâce à la suppression de pratiquement aucune des perforations, alors on peut

augmenter automatiquement la puissance du laser.

Une réduction de puissance du laser ne peut pas être obte-

nue instantanément, de façon facile. Par conséquent, lorsqu'un besoin de réduction est détecté, ceci peut être initialement obtenu à l'aide du déflecteur de faisceau, c'est-à-dire en réduisant le signal de commande de façon qu'une proportion plus importante du faisceau soit transmise vers la source froide. Alors, lorsque la puissance de sortie du laser est réduite, la puissance de commande du déflecteur de faisceau est rétablie de façon que le faisceau provenant du laser soit encore disponible, dans

la mesure du possible, pour effectuer les perforations.

Un avantage important du système de perforation laser, selon la présente invention, réside en ce qu'il peut être facilement réglé, par un réglage du générateur de configurations, de façon à produire toute une variété de configurations différentes de perforations. On peut obtenir

une souplesse accrue en prévoyant une wobbulation (c'est-à-dire des os-

cillations irrégulières) du générateur de configurations. En d'autres ter-

mes, au lieu que le faisceau laser focalisé (le spot) reste immobile durant chaque étape de perforations 80, 81 ou 82, illustrées sur la figure 5, on peut imposer une wobbulation à haute fréquence, de façon à déplacer latéralernent le faisceau focalisé, par rapport à la direction S4686

- 24 -

de déplacement de la bande de papier. Par exemple, la fréquence de wobbulation peut être comprise entre 100 KHz et 1000 KHz. L'effet de cette wobbulation, à condition que la puissance du laser soit suffisante,

est d'augmenter la vitesse à laquelle le matériau est enlevé de la bande.

Par conséquent, pour une dimension donnée du spot on peut faire varier la largeur des perforations. Cette caractéristique permet de faciliter la formation d'une combinaison de macro et de micro-perforations: les

macro-perforations peuvent être plus larges et par conséquent plus visi-

bles si on effectue une wobbulation du spot lors de la formation de chaque macro-perforation, cette wobbulation étant interrompue pour chaque

micro-perforation. En variante, ou en addition, on peut utiliser une wob-

bulation du spot avec une amplitude contrôlable, en tant que moyen de contrôle de la dilution totale des cigarettes, ou pour égaliser la dilution

des deux rangées de cigarettes.

La wobbulation du spot peut être obtenue en imposant toute forme d'onde appropriée sur le signal de commande de l'unité de commande 48; par exemple, la forme d'onde peut être une onde carrée, sinuso'dale ou triangulaire (c'est-à-dire en zig-zag). On peut utiliser

une wobbulation du spot d'amplitude variable en tant que moyen de con-

trôle de la dilution, en faisant varier la largeur des perforations tout en

maintenant si possible un nombre fixe de perforations. La présente titu-

laire a découvert une autre possibilité: en réalisant une wobbulation du spot à l'aide d'une onde carrée d'amplitude suffisante, on forme à chaque

étape deux perforations côte à côte, ce qui permet d'obtenir une transfor-

mation d'une configuration de huit rangées de micro-perforations, par exemple, en une configuration de seize rangées, présentant un aspect

extérieur plus aléatoire.

Dans le cas des macro-perforations, afin d'éviter tout problème provenant du passage de l'adhésif au travers des perforations, et d'une contamination des parties externes de la cigarette, on peut omettre des perforations dans des régions proches des positions o la

bande de papier d'embout est découpée. Dans ces régions, il est préfé-

rable d'appliquer une épaisseur plus importante d'adhésif, lors du

- 25 -

processus d'assemblage des filtres, de façon à être certain que les bords

du papier d'embout sont bien fixés.

En plus du déflecteur de faisceau contrôlant le spot laser transversalement par rapport à la direction du déplacement de la bande (ou d'autres pièces à traiter, par exemple une cigarette), on peut prévoir

un second déflecteur de faisceau pour contrôler le spot laser dans la di-

rection du déplacement de la bande ou de toute autre pièce à traiter.

Grâce à cette disposition, par exemple, le spot peut être maintenu fixe par rapport à la bande pendant une période de temps prédéterminée, si possible afin de former une perforation relativement importante ou pourpermettre l'utilisation d'un laser présentant une puissance relativement

faible. Une autre possibilité qui est offerte par la présence de deux dé-

flecteurs de faisceau réside en ce qu'il est possible de former deux ran-

gées de perforations selon des directions perpendiculaires à la direction du déplacement de la bande. Cette dernière possibilité peut être utile, par exemple, pour perforer une bande de papier d'embout devant gtre utilisée sur une ligne d'assemblage de cigarettes à bouts filtrants. Graâce

à une telle machine, pour produire des cigarettes aérées, il est néces-

saire de former des rangées ou des zones de perforations qui s'étendent transversalement à la bande de papier d'embout, selon des emplacements espacés le long de la bande. Chaque rangée ou zone de perforations peut être réalisée à l'aide d'un certain nombre de faisceaux laser secondaires décalés, obtenus par découpage d'un faisceau primaire, qui est contrôlé à l'aide de deux déflecteurs de faisceau de manière que chaque faisceau

secondaire balaie une partie de la largeur de la bande de papier.

Conformément à l'invention décrite dans le brevet britan-

nique n 1. 541. 425, appartenant à la présente titulaire, il est préférable

de contrôler, de temps en temps, si le dispositif d'inspection des ciga-

rettes fonctionne convenablement. Ce contrôle peut être réalisé en effec-

tuant des sous-perforations ou des sur-perforations, de façon momentanée, et ensuite en contrôlant le système de façon à s'assurer que les cigarettes pourvues de papier d'embout perforé de façon incorrecte sont éjectées par

le dispositif d'inspection.

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Claims (14)

REVENDICATIONS

1 - Procédé de fabrication de cigarettes à filtres aérés, carac-

térisé en ce qu'il consiste à diriger un faisceau laser ou une bande de papier d'embout de cigarette, à partir de laquelle des portions doivent être découpées pour raccorder des filtres à des portions de tiges de tabac, afin de produire au moins une piste de perforations s'étendant longitudinalement le long de la bande et à contrôler la position du faisceau laser, à l'aide d'un déflecteur de faisceau laser, pour diriger le faisceau soit le long d'une trajectoire durant laquelle il vient frapper et perforer la bande, soit pour le diriger de façon qu'il ne perfore pas la bande, afin de contrôler la formation des perforations

dans la bande.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la formation des perforations est contrôlée en réponse à la porosité de la bande

perforée et/ou de la dilution des cigarettes terminées.

3 - Dispositif pour produire des cigarettes aérées, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (31) pour engendrer un faisceau laser, des moyens (35, 34, 38, 42, 43) pour diriger le faisceau laser sur une bande (41)

de papier d'embout de cigarette, afin de produire au moins une piste de perfo-

rations s'étendant longitudinalement le long de la bande; des moyens d'assem-

blage de filtres (2), comportant des moyens pour découper en portions la bande perforée et des moyens pour raccorder des filtres à des tiges de tabac, à l'aid de ces portions et, des moyens de commande et de contrôle (12) pour contr81ei la position du faisceau laser qui comprennent un déflecteur de faisceau laser (33), conçu de façon à diriger le faisceau soit le long d'une trajectoire (32A, 32B) selon laquelle il vient frapper et perforer la bande soit pour le diriger, de manière qu'il ne perfore pas la bande, afin de contrôler la formation des

perforations dans la bande.

4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (11) pour mesurer la porosité de la bande perforée et pour produire un signal indicatif correspondant, et/ou des moyens (4) pour

mesurer la dilution des cigarettes terminées et pour produire un signal indi-

catif correspondant et, des moyens (12) pour contrôler la formation des perfo

rations en réponse à l'un de ces signaux ou aux deux signaux.

- Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le déflecteur de faisceau laser (33) est un dispositif acoustooptique, présentant des propriétés de diffraction qui varient avec la

fréquence d'une tension alternative appliquée.

6 - Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé

en ce qu'il comprend une unité de commande (48), conçcue de façon à appliquer une tension alternative au dispositif déflecteur, cette tension variant en fonction

de la fréquence, afin de produire une configuration prédéterminée de perfora-

tions dans la bande, l'unité de commande étant contr8ôlée en réponse à l'un des-

dits signaux, ou aux deux signaux, afin de régler la configuration et donc de

maintenir la dilution des cigarettes à un niveau moyen sensiblement constant.

7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'uni-

té de commande est concue de façon à contrôler la quantité de matériau qui est

enlevée de la bande par le faisceau laser.

8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7,

caractérisé en ce qu'il comporte une source froide (52) sur laquelle le dispo-

sitif déflecteur dirige le faisceau laser, lorsqu'on ne veut pas que le faisceau

perfore la bande.

9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8,

caractérisé en ce qu'il comprend un système de séparation de faisceau (34) ,

conçcu de façcon à découper le faisceau, après son passage au travers du dispo-

sitif déflecteur, en deux faisceaux secondaires de puissance sensiblement égale, afin de former deux pistes de perforations latéralement espacées le long de la bande. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de séparation de faisceau fait partie, avec des miroirs (38, 42, 43) et des lentilles (39, 44) pour les faisceaux secondaires, d'un ensemble qui est réglable en rotation par rapport à un axe qui correspond à l'axe central moyen

-du faisceau primaire, afin de régler la distance entre deux pistes de perforations.

11 - Dispositif pour former une configuration prédéterminée de

perforation dans un composant de l'industrie du tabac en déplacement, de préfé-

rence du papier d'embout pour cigarettes, utilisé lors de la fabrication de ciga-

rettes à embouts filtrants, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (31) pour engendrer un faisceau laser, afin de perforer le composant et un déflecteur de faisceau acousto-optique ou autre (33), entraîné électriquement, disposé sur

la trajectoire du faisceau et comportant un mécanisme d'entraînement contrô-

28 2554686

lable, afin de commander et de contrôler la déviation du faisceau pour amener

ce dernier à frapper et perforer le composant en des emplacements choisis.

12 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte une source froide (52) sur laquelle le déflecteur dirige le faisceau, lorsque celui-ci ne doit pas perforer le composant. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le

déflecteur de faisceau est un dispositif acousto-optique et en ce que la trajec-

toire du faisceau, lorsque celui-ci est inopérant, s'étend depuis le déflecteur

de faisceau dans une direction (51) qui est alignée avec le déflecteur de fais-

ceau.

14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le signal de commande pour contrôler la déviation du faisceau est appliquée au déflecteur de faisceau par une unité de commande (48), conçue et réalisée de

façon à appliquer un signal dont l'amplitude varie, afin de contrôler la propor-

tion de l'énergie du faisceau laser qui est déviée par le déflecteur de faisceau.

- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14,

caractérisé en ce que le déflecteur de faisceau est contrôlé et commandé de manière que le point oh le faisceau vient frapper le composant de tabac, suit brièvement le déplacement de ce composant, lorsque le faisceau réalise chaque

perforation.

16 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15

pour perforer des cigarettes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire tourner chaque cigarette alternativement autour de son axe pendant qu'elle

est perforée.

17 - Dispositif pour produire des cigarettes filtrantes aérées qui comprend: des moyens pour découper une bande de papier pour embouts de cigarettes en une série de portions; des moyens pour raccorder des paires de

tiges de cigarettes à des filtres de double longueur, afin de former une succes-

sion d'assemblage de cigarettes doubles; et, des moyens pour découper en deux, par moitié, chaque assemblage, afin de réaliser deux cigarettes filtrantes, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour produire

un faisceau laser primaire (31); des moyens (34) pour séparer le faisceau pri-

maire en deux faisceaux secondaires, ayant des puissances respectives sensi-

blement égales; des moyens (38; 42, 43) pour diriger chaque faisceau secon-

daire sur le papier d'embout pour cigarettes, afin de réaliser au moins une

piste de perforation s'étendant longitudinalement dans chaque cigarette for-

mée successivement; des moyens (4) pour mesurer la dilution des cigarettes

terminées et des moyens pour contrôler et commander les faisceaux secon-

daires en réponse à ladite dilution. 18 - Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour produire des signaux de dilution séparés pour les deux moitiés de chaque assemblage de cigarettes doubles et des moyens pour

régler automatiquement la séparation de faisceau, afin de maintenir une ciga-

rette entre les moyennes des deux signaux de dilution.

19 - Dispositif pour perforer du papier d'embout pour cigarettes, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (31) pour produire un faisceau laser primaire; des moyens (35, 34, 38, 4Z, 43) pour diriger le faisceau laser

primaire vers la trajectoire devant être suivie par une bande de papier d'em-

bout, dans une direction normale au plan de la bande et sensiblement en aligne-

ment avec l'axe de la bande; des moyens (34) pour séparer le faisceau laser

primaire, afin de produire deux faisceaux secondaires parallèles et pour diri-

ger et focaliser les deux faisceaux laser secondaires sur la bande, pour pro-

duire deux pistes de perforations latéralement espacées sur la bande, chaque piste comprenant au moins une rangée de perforations et, des moyens pour monter à rotation un système (9) qui comprend les moyens de focalisation des faisceaux secondaires, la rotation s'effectuant par rapport à l'axe ou à l'axe moyen (A-A; 100) du faisceau primaire (32B), afin que le réglage angulaire dudit système par rapport audit axe modifie l'espacement entre les deux pistes

de perforations.