JP2006101764A - レーザ開孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 チップペーパに開孔品質の高い微小孔を効率的に、しかも安定に穿つことのできる簡易な構成のレーザ開孔装置を提供する。
【解決手段】 連続波または擬似連続波からなるレーザ光を発振出力するレーザ光源と、上記レーザ光の光路に直列に介挿されて該レーザ光を時間分割して前記光路の側方に取り出す複数の光路偏向素子（音響光変調素子）と、これらの各光路偏向素子を介してそれぞれ取り出されたレーザ光をチップペーパに照射して該チップペーパに微細孔を穿つ集光レンズと、前記チップペーパに開孔すべき微細孔の仕様に応じて前記各光路偏向素子の少なくとも駆動時間幅をそれぞれ制御する制御装置とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、シガレットの端部にフィルタチップを突き合わせた後、この突き合わせ部の外周面にチップペーパを巻回して上記シガレットとフィルタプラグとを接合するフィルタ装着装置（フィルタチップアタッチメント）に組み込まれて、フィルタチップの装着部に供給されるチップペーパ、またはシガレットに巻回されたチップペーパに連続して微細孔を穿つレーザ開孔装置に関する。

フィルタ付きシガレットは、たばこ刻を巻紙にて包被した丸棒状のシガレットの端部にフィルタプラグを同軸に突き合わせ、その突き合わせ部の外周面にチップペーパを巻回して製造される（例えば特許文献１を参照）。この際、チップペーパに通気孔を予め形成しておくことで、或いはシガレットとフィルタプラグとの突き合わせ部に巻回したチップペーパに通気孔を形成することで、フィルタ付きシガレットの通気抵抗Ｖfを調整することが行われる（例えば特許文献２を参照）。

一方、レーザ光を用いた穴開け加工技術として、レーザ光源から発せられたパルスレーザ光を音響光変調素子を用いて偏向することでオン・オフし、その出力が安定した期間のレーザ光だけを取り出して加工対象物（プリント回路基板）を高精度に加工することが提唱されている（例えば特許文献３を参照）。
特開平４−３１６４７４号公報 米国特許第６,６７５,８１１号明細書 特開２０００−２６３２７１号公報

ところで上述した通気孔は、専ら、チップペーパにレーザ光を照射することにより微小孔の並びとして形成される。特に要求された通気度が得られるように、微小孔の孔径とその配列ピッチとを制御しながらレーザ光による穴開け加工が行われる。ちなみにこの種の穴開け加工に用いられるレーザ光は、専ら、大出力のパルスレーザ光であり、また複数列に亘って微小孔（通気孔）を形成する場合には、分光レンズ等を用いて上記レーザ光を複数の光路に分光して用いるようにしている。

しかしながら微小孔の開孔ピッチに合わせて上記パルスレーザ光の発振周期を高精度に制御し、これに同期させてチップペーパへのレーザ光の照射をオン・オフ制御するには大掛かりな設備を必要とする。しかも分光レンズを用いてレーザ光を複数の光路に分光した場合、その光学レンズ系における光損失を伴う上、均一な分光比率を設定することが困難である等の問題がある。これ故、一般的には微小孔を安定に、しかも品質良く形成することが困難である等の問題があった。特にフィルタ装着装置においてフィルタチップの装着部に供給されるチップペーパ、またはシガレットに巻回されたチップペーパに連続して微細孔を穿つような場合、上記フィルタ装着装置の動作速度（単位時間当たりの処理本数）が早いので、通気孔を安定に、しかも高品質に形成することが困難である等の問題があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、フィルタ装着装置においてシガレットに巻回されたチップペーパ（たばこロッド）に対して、或いはフィルタチップの装着部に供給されるチップペーパに対して開孔品質の高い微小孔を効率的に、しかも安定に穿つことのできる簡易な構成のレーザ開孔装置を提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係るレーザ開孔装置は、シガレットの端部にフィルタチップを突き合わせた後、この突き合わせ部の外周面にチップペーパを巻回して上記シガレットとフィルタプラグとを接合するフィルタ装着装置に組み込まれて、上記フィルタチップの装着部に供給されるチップペーパ、または前記シガレットに巻回された前記チップペーパに連続して微細孔を穿つものであって、
連続波または擬似連続波からなるレーザ光を発振出力するレーザ光源と、
上記レーザ光の光路に直列に介挿されて該レーザ光を時間分割して前記光路の側方に取り出す複数の光路偏向素子と、
これらの各光路偏向素子を介してそれぞれ取り出されたレーザ光を前記チップペーパに照射して該チップペーパに微細孔を穿つ集光レンズと、
前記チップペーパに開孔すべき微細孔の仕様に応じて前記各光路偏向素子の駆動時間幅をそれぞれ制御する制御装置と
を備えたことを特徴としている。

好ましくは前記各光路偏向素子は、電圧の印加により生じる弾性表面波により位相格子波面を形成して入射光の射出角を変化させる音響光変調素子（ＡＯＭ；Acoust Optic Modulator）からなる（請求項２）。また前記制御装置は、前記レーザ光の光路に直列に介挿された複数の音響光変調素子を順次択一的に駆動して前記レーザ光を取り出すように構成される（請求項３）。尚、前記制御装置は、前記フィルタ装着装置の動作速度に応じて前記各光路偏向素子の駆動周期と駆動電圧とをそれぞれ設定する機能を備えたものであることが望ましい（請求項４）。

上記構成のレーザ開孔装置によれば、レーザ光源が発振出力するレーザ光が連続波または擬似連続波なので、光路偏向素子の駆動によるレーザ光の取り出しタイミングを上記レーザ光源の駆動タイミングとは独立に任意に設定することができる。従ってチップペーパに形成する微小孔の開孔ピッチに応じて、更にはフィルタ装着装置における装着部へのチップペーパの供給速度（チップペーパの搬送速度）に応じて前記レーザ光の選択的な取り出しによる穴開け加工の周期を任意に設定することができる。換言すれば従来のようにレーザ光源の駆動に同期させて光路偏向素子を駆動する必要がないので、その駆動制御系の大幅な簡素化を図ることができる。

またレーザ光源が発振出力するレーザ光の光路に、複数の光路偏向素子が直列に介挿されており、これらの光路偏向素子をそれぞれ介してレーザ光を時間分割して上記光路の側方に取り出すので、光学レンズを用いてレーザ光を分光する場合のような光損失等の問題を招来することがない。更には各光路偏向素子として音響光変調素子（ＡＯＭ）を用いれば、殆ど光損失なくレーザ光をオン・オフ制御することができるので、レーザ光が連続波または擬似連続波であることと相俟って、その出力強度を安定に保つことができる。この結果、安定した強度のレーザ光をオン・オフ制御するだけでチップペーパに所望とする仕様の微細孔を高品質に形成することが可能となる。

また光路偏向素子として音響光変調素子（ＡＯＭ）を用いた場合には、その駆動電圧を調整することによって該音響光変調素子（ＡＯＭ）を介して取り出されるレーザ光の強度を可変することができるので、レーザ光源の駆動条件を変更することなくチップペーパに照射するレーザ光の強度を、ひいてはその開孔径を調整することができる。従ってチップペーパに照射するレーザ光の照射時間幅の制御と相俟って、微細孔の開孔寸法を高精度に制御することが可能となり、ここにその通気度を高精度に制御することが可能となる。

尚、レーザ光の照射時間幅やその強度、更にはその照射時間間隔（ピッチ）等を制御するに際しては、微細孔を形成したチップペーパの通気度を計測したり、或いはたばこロッドの通気抵抗を計測し、その計測結果をフィードバックするようにすれば良い。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るレーザ開孔装置について説明する。
このレーザ開孔装置が組み込まれるフィルタ装着装置（フィルタチップアタッチメント）は、基本的にはたばこ巻上機によりたばこ刻を巻紙にて包被して製造された丸棒状のシガレットの端部にフィルタプラグを同軸に突き合わせ、上記シガレットとフィルタプラグとの突き合わせ部の外周面に、片面に糊（接着剤）を塗布したチップペーパを巻回して上記シガレットとフィルタプラグとを接合することでフィルタ付シガレットを製造するように構成される。本発明に係るレーザ開孔装置は、このようなフィルタ装着装置に組み込まれて、上記フィルタ装着装置におけるフィルタチップの装着部に供給されるチップペーパにレーザ光を照射して、または前記フィルタチップ装着部においてシガレットにチップペーパを巻回したたばこロッドにレーザ光を照射して前記チップペーパに連続して微細孔を穿つものである。

ちなみにフィルタ装着装置は、概略的には図１にその全体的な構成を示すように複数の搬送ドラムを横方向に連ねたドラム列１を備えたフィルタチップ装着部１０を主体として構成される。このフィルタチップ装着部１０における個々の搬送ドラムは、その外周面にシガレットとフィルタプラグと軸方向に連ねて該ドラムの軸方向に保持する複数の保持溝を、該ドラムの周方向に等間隔に備えたものである。このようなフィルタチップ装着部１０に供給される上記シガレットおよびフィルタプラグは、上記各搬送ドラムの回転に伴って隣り合うドラム間で順次受け渡しされながら、つまり複数の搬送ドラムを順次乗り移りながら前記ドラム列１が形成した搬送路を搬送される。

ちなみに上記フィルタプラグ装着部１０に供給されるシガレットは、図示しないたばこ巻上機にて製造されたシングルシガレットの２本分の長さを有する、いわゆる倍長シガレットからなる。この倍長シガレットは図示しないロータリナイフにより２本のシングルシガレットに切断されて軸方向に分離される。そして図示しないロッドホッパから供給されるフィルタプラグが上記シングルシガレット間に位置付けられ、この状態で前記２本のシングルシガレットを中央に幅寄せすることで上記フィルタプラグの両端に上記各シングルシガレットが同軸に突き合わせられる。シングルシガレット間に位置付けらるフィルタプラグは、最終製品であるフィルタ付シガレットに装着されるフィルタの２倍の長さを有するものからなる。

具体的には２本のシングルシガレットを同軸に突き合わせた状態の中間品が、図１に示すドラム列１のセパレートドラム１ａに供給されると、これらのシングルシガレットは軸方向に逆向きに移動されて所定の間隔を隔てて位置付けられる。そしてこれらのシングルシガレットが離反した中間部にフィルタプラグが供給され、ホッパドラム１ｂ上でフィルタプラグの両端に上記シングルシガレットが同軸に突き合わせられる。このホッパドラム１ｂには、後述するガマーユニット２にて片面に糊（接着剤）が塗布され、且つカッタドラム３にて所定の長さに切断されたチップペーパ片が供給されている。そしてこのチップペーパ片は、上記ホッパドラム１ｂに保持された前述した中間品の上記フィルタプラグとシングルシガレットとの突き合わせ部を含む外周面にその先端部が貼付され、ホッパドラム１ｂの回転に伴って該ホッパドラム１ｂの外周面に対峙して設けたローリングプレート４との間に前記中間品が挟み込まれて回転することで該中間品の外周面に前記チップペーパ片が巻回される。このようにして中間品の外周面に糊付けして巻回されたチップペーパ片にてフィルタプラグの両端に２本のシングルシガレットが同軸に接合一体化され、ダブルフィルタシガレットが形成される。

尚、チップペーパ片を巻回して接合一体化されたダブルフィルタシガレットは、上記ホッパドラム１ｂの後段に連なる複数の搬送ドラム１ｃ,〜１ｄを介して順に搬送される。この搬送過程において、ダブルフィルタシガレットは前記フィルタプラグの中央部において切断されて２本のシングルフィルタシガレット（フィルタ付シガレット）に分離され、更には不良品が排除された後、巻供給部５に送り出される。

この際、２本に切断されたシングルフィルタシガレットの一方はそのままの状態で前記巻供給部５に送り出され、他方のシングルフィルタシガレットはターニングドラム（図示せず）によりその向きが１８０°反転されて前記巻供給部５に送り出される。この結果、シングルフィルタシガレットの全てが、その向きを一方向に揃えられて巻供給部５に送り出される。そしてこれらのシングルフィルタシガレットは、上記巻供給部５から図示しないパッケージ装置（包装装置）に順次送り出される。

このように構成されたフィルタプラグ装着部１０については、前述した特許文献１等に詳しく紹介されるものであり、またドラム列１の配列構成や搬送ドラム１ａ,１ｃ,〜１ｄおよびホッパドラム１ｂ等の具体的な構成については、その仕様に応じて種々変形可能である。またガマーユニット２についても、チップペーパの片面に糊（接着剤）を塗布した後、カッタドラム３にて所定の長さに切断したチップペーパ片を前記ホッパドラム１ｂに保持されたシガレットの中間品に順次供給する機能を備えたものであれば十分である。

さて上述したフィルタプラグ装着部１０へのチップペーパの供給は、図２にフィルタ装着装置（フィルタチップアタッチメント）の概略的な平面構成を示すように、巻供給部５の後側に配置されたチップペーパ供給部２０から連続して行われる。このチップペーパ供給部２０は、所定幅の長尺のチップペーパを巻回したペーパドラム２１から該チップペーパを連続して巻き戻しながら、該チップペーパをその供給路２２を介して前述したフィルタプラグ装着部１０のガマーユニット２に供給するものである。上記供給路２２は、例えば図２に示すようにチップペーパ供給部２０の出口部からチップペーパをフィルタ装着装置の前面側に折り返し、更にフィルタ装着装置の前面部において前述したフィルタプラグ装着部１０の前面側下部に向けて折り返しながら前記ガマーユニット２に供給するように構成される。

即ち、チップペーパの供給路２２は、既存のフィルタプラグ装着機構１０における余剰空間を利用して、該フィルタプラグ装着部１０の後部（裏側）に配置されたチップペーパ供給部２０から前記ガマーユニット２に至る経路として、チップペーパの供給方向を適宜変更しながら設定されている。特にこのチップペーパの供給路２２の途中には、前記フィルタプラグ装着部１０と巻供給部５との間に位置して後述する前記チップペーパに通気孔を開孔するレーザ開孔装置３０が設けられており、またこのレーザ開孔装置３０の下流側に位置して上記通気孔を開孔したチップペーパの通気抵抗（通気度）を測定する通気度測定ユニット４０が設けられている。そして上記レーザ開孔装置３０を介して通気孔が開孔されたチップペーパは、通気度測定ユニット４０に導かれてその通気度が計測された後、第１のリザーバ２４を介して前述したガマーユニット２に連続して供給されるようになっている。

さて上述したようにフィルタ装着装置に組み込まれる本発明に係るレーザ開孔装置３０は、図３にその概略構成を示すように、レーザ光源として連続波または擬似連続波からなるレーザ光を発振出力するＣＯ₂レーザ発振器３１と、上記レーザ光の光路に直列に介挿されて該レーザ光を時間分割して前記光路の側方に取り出す複数（例えば２個）の光路偏向素子３２ａ,３２ｂとを備える。そしてこれらの各光路偏向素子３２ａ,３２ｂを介してそれぞれ取り出されたレーザ光を集光レンズ３３ａ,３３ｂを含む光学系を介して前記チップペーパＰに照射して該チップペーパＰに微細孔を穿つように構成される。

ちなみに上記光路偏向素子３２ａ,３２ｂは、例えば後述する音響光変調素子（ＡＯＭ；Acoust Optic Modulator）からなる。この音響光変調素子（ＡＯＭ）は、ＬiＮbＯ₃等の弾性表面波結晶を主体としたもので、電圧の印加により生じる弾性表面波により位相格子波面を形成し、これによって入射光の射出角を変化させる作用を呈する。この作用を利用することで光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂに電圧を印加するか否かによりレーザ光を直進させるか、或いは偏向させるかが制御される。

尚、上記光学系は、前記光路から時間分割して分岐された２本のレーザ光を反射して前記各集光レンズ３３ａ,３３ｂに向けてそれぞれ導く複数の反射ミラー３４ａ,３４ｂ,〜３４ｆと、その照射光路に介挿されたシャッタ３５ａ,３５ｂとを備える。また前記光路偏向素子３２ａ,３２ｂを介して前記ＣＯ₂レーザ発振器３１に対峙する位置には、前記前記光路偏向素子３２ａ,３２ｂを介して直進したレーザ光を、つまり前記集光レンズ３３ａ,３３ｂに向けて偏向されなかったレーザ光を吸収するためのダンパ３６が設けられる。また図中３７は、前述したＣＯ₂レーザ発振器３１および前記光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂの駆動をそれぞれ制御する制御部である。

さてこのように構成されたレーザ開孔装置３０が特徴とするところは、図４にその制御概念を示すように、ＣＯ₂レーザ発振器３１が発振出力した連続波または擬似連続波からなるレーザ光を、前述した光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂの択一的な駆動により時間分割して互いに異なる時間に取り出して前記各集光レンズ３３ａ,３３ｂにそれぞれ導き、これらのレーザ光をチップペパーＰに照射して微細孔を穿つようにした点にある。特に２つの光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂを、微小孔の開孔ピッチに相当する周期Ｐfでそれぞれ駆動するに際して、その駆動タイミングの位相を異ならせることにより上記光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂの駆動タイミングが重ならないようにし、ＣＯ₂レーザ発振器３１が発振出力したレーザ光を精度良く取り出すことで、微細孔を精度品質良く開孔することを特徴としている。

このような制御を実行する前述した制御部３７は、例えば図５に示すようにマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）からなる主制御部５１を主体とし、この主制御部（ＣＰＵ）５１の制御の下で前述したＣＯ₂レーザ発振器３１の作動を制御するＲfパルス制御部５２、および光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂの作動を制御するＡＯＭパルス制御部５３をそれぞれ駆動するように構成される。

尚、上記Ｒfパルス制御部５２は、Ｒfドライバ５２ａを介してＣＯ₂レーザ発振器３１に駆動パルスを与えることにより該ＣＯ₂レーザ発振器３１を励起してレーザ光を発信出力させるものである。またＡＯＭパルス制御部５３はＡＯＭドライバ５３ａを介して光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂに駆動パルスを与えることにより、各光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂにそれぞれ入射するレーザ光を偏向させるものである。

特に上記ＡＯＭパルス制御部５３は、チップペーパＰに開孔した微細孔の前述した通気度測定ユニット４０により計測される通気抵抗（通気度）の計測結果５４に応じて、或いは外部測定器を用いて計測される前記シングルフィルタシガレット（フィルタ付シガレット）の通気度Ｖfの計測結果５５に応じて前記光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂに印加する駆動パルスのパルス幅ＰＷを制御している。またＡＯＭパルス制御部５３は、更に開孔ピッチ設定器５６により設定された開孔ピッチと、機械速度検出器５７により検出される前記フィルタ装着装置の動作速度に応じて前記駆動パルスのパルス周期Ｐｆを制御している。また同時に前記ＡＯＭパルス制御部５３は、前記光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂに印加する駆動パルスの電圧を制御し、これによってチップペーパＰに対するレーザ光の照射強度を制御する役割も備えている。

このように構成された制御部３７により前述した２つの光路偏向素子３２ａ,３２ｂを互いに重なることのない時間に交互に択一的に駆動してレーザ光を選択的に取り出し、集光レンズ３３ａ,３３ｂを介してチップペーパＰに照射して微細孔を開孔するレーザ開孔装置によれば、チップペーパＰに照射するレーザ光自体を高精度にその照射強度および時間幅制御されたものとすることができるので、レーザ光の照射により穿たれる微小孔の形状・寸法精度を極めて高いものとすることができる。つまり微細孔を高品質に形成することができる。

特に光路偏向素子３２ａ（３２ｂ）として音響光変調素子を用いれば、図６にその概略構成を示すようにドライバ５３ａを介して駆動パルスを印加するか否かに応じて、レーザ発振器３１から射出されたレーザ光をそのまま直進透過させてダンパ３６に導くか、或いは上記レーザ光をその光路の側方に偏向して集光レンズ３３ａ（３３ｂ）に導くかを応答性良く高速度に切り換えることができる。従って音響光変調素子からなる光路偏向素子３２ａ（３２ｂ）に印加する駆動電圧を、図７に示すようにパルス状に制御してその駆動パルス時間幅ＰＷとそのパルス周期Ｐｆとを設定すれば、これによって上記パルス周期Ｐｆ毎に上記パルス時間幅ＰＷずつレーザ光を取り出すことができる。特にレーザ発振器３１から射出されるレーザ光が連続波または擬似連続波なので、レーザ発振器３１が作動中であればその動作とは独立してレーザ光を取り出してチップペーパＰに照射することができる。

そして図８に示すように光路偏向素子３２ａ（３２ｂ）としての音響光変調素子に印加するパルス電圧の幅ＰＷを可変すれば、これによってチップペーパＰに照射するレーザ光の時間幅を変え、チップペーパＰに開孔する微小孔の寸法・形状を該チップペーパＰの搬送方向に容易に変えることがることができる。また音響光変調素子に印加するパルス電圧の大きさにより、図９に示すように上記音響光変調素子にて偏向して射出されるレーザ光の強度を変えることができるので、そのレーザ光の照射強度に応じて図１０に示すようにチップペーパＰに開孔する微小孔の寸法・形状を、その幅方向に容易に変えることができる。従って音響光変調素子に印加するパルス電圧（駆動電圧）の大きさとそのパルス幅ＰＷとをそれぞれ適正に調整することにより、所望とする形状・大きさの微小孔を形成することが可能となる。特にチップペーパＰに形成した微小孔の前述した通気度等の計測結果に応じて上記パルス電圧（駆動電圧）の大きさ、またはそのパルス幅ＰＷをフィードバック制御することにより上記微小孔の大きさをその仕様に合わせて最適化制御することも可能となる。

このように光路偏向素子３２ａ,３２ｂとして音響光変調素子（ＡＯＭ）を用いれば、その駆動パルス電圧のパルス幅ＰＷと駆動電圧の大きさを変えるだけで、ＣＯ₂レーザ発振器３１から連続波または擬似連続波として射出されるレーザ光から微小孔の開孔に必要なエネルギのレーザ光だけを正確に抽出することができるので、チップペーパＰに開孔する微小孔の形状・寸法を正確に制御することができ、その形成精度を十分に高めることができる。しかもこのレーザ開孔装置においては、ＣＯ₂レーザ発振器３１から出力されるレーザ光の光路中に、複数（２個）の光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂを直列に介挿しており、これらの光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂをタイミングを異ならせて択一的に駆動しているので、光損失を殆ど生じることなくチップペーパＰに照射するレーザ光を精度良く取り出すことができる。従ってこの点でもチップペーパＰに開孔する微小孔の開孔精度を高めることができる等の効果が奏せられる。特に従来のように分光レンズ等を用いる必要がないので、各段の光路偏向素子３２ａ,３２ｂをそれぞれ介して取り出すレーザ光の強度を個別に精度良く設定し得る等の利点がある。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは２個の光路偏向素子（音響光変調素子）３２ａ,３２ｂを直列に設けてレーザ光を抽出したが、３個以上の光路偏向素子（音響光変調素子）を直列に設けることも勿論可能である。但し、この場合、各光路偏向素子の駆動パルス時間幅ＰＷの総和が、そのパルス駆動周期Ｐｆ以下となるように制限する必要があることは言うまでもない。また本発明の実施形態においては光路偏向素子として音響光変調素子を用いたが、アクチュエータにより向きおよび／または位置が制御される偏向プリズムや反射ミラー等を用いて実現することも勿論可能である。

更にはフィルタ装着部１０に供給するチップペーパＰに代えて、シガレットに巻回したチップペーパにレーザ光を照射して、つまりたばこロッドにレーザ光を照射して微小孔を形成する場合にも同様に適用可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明に係るレーザ開孔装置の組み込み対象であるフィルタ装着装置の一例を示す図。 図１に示すフィルタ装着装置へのレーザ開孔装置の組み込み例を示す図。 本発明の一実施形態に係るレーザ開孔装置の要部概略構成図。 図３に示すレーザ開孔装置の基本的な動作形態を示す図。 図３に示すレーザ開孔装置の制御部の構成例を示す図。 光路偏向素子として用いられる音響光変調素子の駆動形態とそのレーザ光偏向作用を示す図。 光路偏向素子（音響光変調素子）の駆動パルスを示す図。 光路偏向素子（音響光変調素子）に印加する駆動パルスのパルス幅ＰＷと微小孔の開孔形状との関係を示す図。 光路偏向素子（音響光変調素子）に印加する電圧とレーザ光の射出強度との関係を示す図。 光路偏向素子（音響光変調素子）の印加する電圧と微小孔の開孔形状との関係を示す図。

符号の説明

１０ フィルタチップ装着部
２０ チップペーパ供給部
３０ レーザ開孔装置
３１ ＣＯ₂レーザ発振器（レーザ光源）
３２ａ,３２ｂ 光路偏向素子（音響光変調素子）
３３ａ,３３ｂ 集光レンズ
３４ａ,３４ｂ,〜３４ｆ 反射ミラー
３５ａ,３５ｂ シャッタ
３６ ダンパ
４０ 通気度測定ユニット
Ｐ チップペーパ

Claims (4)

1. シガレットの端部にフィルタチップを突き合わせた後、この突き合わせ部の外周面にチップペーパを巻回して上記シガレットとフィルタプラグとを接合するフィルタ装着装置に組み込まれ、上記フィルタチップの装着部に供給されるチップペーパ、または前記シガレットに巻回された前記チップペーパに連続して微細孔を穿つレーザ開孔装置であって、
   連続波または擬似連続波からなるレーザ光を発振出力するレーザ光源と、
   上記レーザ光の光路に直列に介挿されて該レーザ光を時間分割して前記光路の側方に取り出す複数の光路偏向素子と、
   これらの各光路偏向素子を介してそれぞれ取り出されたレーザ光を前記チップペーパに照射して該チップペーパに微細孔を穿つ集光レンズと、
   前記チップペーパに開孔すべき微細孔の仕様に応じて前記各光路偏向素子の駆動時間幅をそれぞれ制御する制御装置と
   を具備したことを特徴とするレーザ開孔装置。
2. 前記各光路偏向素子は、電圧の印加により位相格子波面を形成して入射光の射出角を変化させる音響光変調素子からなる請求項１に記載のレーザ開孔装置。
3. 前記制御装置は、前記レーザ光の光路に直列に介挿された複数の音響光変調素子を順次択一的に駆動して前記レーザ光を取り出すものである請求項１に記載のレーザ開孔装置。
4. 前記制御装置は、前記フィルタ装着装置の動作速度に応じて前記各光路偏向素子の駆動周期と駆動電圧とをそれぞれ設定する機能を備えたものである請求項１に記載のレーザ開孔装置。

Images