JP2007252377A - 棒状の物品の包装に穿孔をするためのタバコ加工産業の穿孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】棒状の物品の包装の穿孔により空気透過性に異なった影響を与えることを可能にする穿孔装置を提供する。
【解決手段】棒状の物品２１の鏡面Ｓに対して互いに鏡像対称に配設された部分ビームが、同じ１次ビームに対応させてあることを特徴とする、少なくとも１つの１次ビーム１２を発生させるための少なくとも１つの光線源１１と、棒状の物品２１の軸方向にずらした少なくとも４つの穿孔帯域２８〜３１を形成するために１次ビーム１２を相互にオーバーラップしない少なくとも４つの部分ビーム１７〜２０に分割するための光学要素１３〜１６とを有する、棒状の物品２１の包装に穿孔をするためのタバコ加工産業の穿孔装置による。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つの１次ビームを発生させるための少なくとも１つの光線源と、棒状の物品の軸方向にずらした穿孔帯域を形成するために１次ビームを相互にオーバーラップしない部分ビームに分割するための光学要素とを有する、棒状の物品の包装に穿孔をするためのタバコ加工産業の穿孔装置に関する。

フィルタシガレットのコーティング紙に穿孔帯域を発生させるための種々の穿孔装置は、特許文献１〜６から公知である。通常、これらの装置は、２倍長のシガレット棒の製造中にコーティング紙に穿孔をするために使用される。従って、従来技術では、２倍長のシガレット棒の１つのシガレットに応じたそれぞれの半体に対して同一の穿孔を発生させるために１次ビームを２つの部分ビームに分割することが公知である。
独国特許出願公開第３３ ２１ ８００号明細書 独国特許出願公開第３４ １８ １８８号明細書 独国特許出願公開第３７ ０５ ６２７号明細書 欧州特許出願公開第０ ５７８ ３８５号明細書 独国特許出願公開第１９５ ３０ ２１６号明細書 独国特許出願公開第１０１ ６０ １６７号明細書

本発明の課題は、棒状の物品の包装の穿孔により空気透過性に異なった影響を与えることを可能にする穿孔装置を提供することにある。

この課題は、請求項１〜１０の特徴を有する発明によって解決される。

従来の２つの独立した部分ビームを発生させることに代わる、本発明による少なくとも４つの独立した部分ビームを発生させることに基づいて、それぞれのシガレットに対して少なくとも２つの独立した穿孔帯域をコーティング紙に発生させることができる。これは、軸方向にずれた複数の位置で包装の空気透過性を個々に調整することを可能にする。本発明は、各フィルタ成分に対してコーティング紙の空気透過性を個々に調整することを可能にするために、多段階で構成されるシガレットフィルタの発展と関連して特別な意義を有する。

棒状の物品の鏡面に対して互いに鏡像対称に配設された部分ビームを同じ１次ビームに対応させることにより、２倍長のシガレット棒の２つのシガレットの同一の穿孔構造が保証される。この特徴により、本発明は、棒状の物品の鏡面に対して部分ビームを１次ビームに非対称に配置することがそれぞれのシガレットに対して同一の穿孔をする目標に矛盾する特許文献１とは、一線を画している。

本発明によれば、相互にオーバーラップしない少なくとも４つの部分ビームが発生される。これは、少なくとも４つの部分ビームの各光束が、光学要素と棒状の物品の間の領域では幾何学的に相互にオーバーラップしないということを意味する。これは、各部分ビームによって生じた穿孔特性を個々に独立して調整することを、特に１つのシガレットに対して異なった穿孔帯域を発生させることを可能にする。

確かに、例えば特許文献２，５及び６から４つの部分ビームを発生させることは公知である。しかしながらこの場合は、それぞれ２つの部分ビームが、１つのシガレットに対して画一的な穿孔帯域を発生させるためにオーバーラップする。従って、各穿孔帯域は、２つの個別の、しかしながら空間的に狭い関係をしている穿孔ラインを有する。従って、これらの特許文献は、相互にオーバーラップしない２つの部分ビームか部分ビーム領域を開示するに過ぎない。

本出願の枠内で、概念「穿孔帯域」は、相互にオーバーラップする部分ビームによって生じた全ての穿孔に対して使用される。従って、本発明は、少なくとも４つの穿孔帯域（シガレット毎に少なくとも２つの穿孔帯域）を発生させるのに対し、前記の特許文献は、２つの穿孔帯域（シガレット毎に１つの穿孔帯域）を発生させることを開示するに過ぎない。

添付図に関連させた有利な実施例を基にして本発明を以下で説明する。

図１及び２による実施形で、穿孔装置１０は、光学１次ビーム１２を発生させるためのビーム発生手段１１、好ましくはレーザと、１次ビーム１２を部分ビーム（２次ビーム）に分割し、棒状の物品２１の方向に部分ビーム１７〜２０を偏向するための光学要素１３〜１６と、棒状の物品２１のコーティング紙３２に相応の穿孔２８〜３１を発生させるために棒状の物品２１に部分ビーム１７〜２０を集束させるための相応の集束要素２４〜２７とを有する。棒状の物品２１は、２倍長のシガレットの形態を有する。これは、シガレットが、それぞれ１つのシガレットを構成する２つの半体２２，２３を備えるということである。棒状の物品２１は、後続の生産過程で、鏡面Ｓにおいて２つの個々のシガレット２２，２３に切断される。

穿孔を発生させるために、レーザ光線は、例えば示されてないタイミングディスクによってパルス化され、棒状の物品２１は、その長手方向軸を中心として回転される。これは、好ましくは、例えば特許文献３から公知であるようなフィルタ装着機の相応の回転装置によって行なわれる。これをもって、フィルタ装着機と回転装置に関する特許文献３、特に図１とその説明の開示は、本願に収容される。本願は、特に、装置３６が本願の穿孔装置１０を有する特許文献３の図１によるフィルタ装着機を有する。

図１の光学要素１３〜１５は、半透過性の鏡の形態のビーム分配器であり、これらのビーム分配器は、それぞれ１次ビーム１２の一部を反射し、これから、部分ビーム１７〜１９が生じ、１次ビーム１２の残りの部分を後続の光学要素に透過させる。最後の光学要素１６は、通常は１００％の反射率を備える（非透過性の鏡もしくは偏向要素）。

部分ビーム１７〜２０は、図１の部分ビーム１７の例で明らかなように、拡大された光束である。残りの部分ビーム１７〜２０については、光錐がそれぞれの集束レンズ２５〜２７の後に図示されているに過ぎない。図１から分かるように、４つの光束は、光学要素１３〜１６の後に相互にオーバーラップしていない。

光学要素１３〜１５が順々に２５％、３３％、５０％の反射率を備える場合は、部分ビーム１７〜２０のそれぞれが同じ強度を備えるので、同一の穿孔２８〜３１が得られる。しかしながら、これは、必ずしもその場合である必要がない。一般的に、光学要素１３〜１６の反射率は、２つのシガレット２２及び２３が同じ穿孔構造を備えることを保証するために、シガレット２２と２３の間の鏡面Ｓに対してそれぞれ鏡像対称な部分ビームが同じ強度を備えるように相互に調整されなければならないだけである。例えば、部分ビーム１７と１８は、シガレット２２の穿孔２８及び２９の空気透過性をここに調節することができるように、異なった強度を備えてもよく、この場合、部分ビーム１７と１８の強度の和は、合目的に５０％である。

図３及び４による実施形で、穿孔装置１０は、２つの光学１次ビーム１２Ａ及び１２Ｂを発生させるための２つのビーム発生手段１１Ａ，１１Ｂ、特に２つのレーザを有する。光学要素１３と１６は、１次ビーム１１Ａの光路内にあり、光学要素１４と１５は、１次ビーム１１Ｂの光路内にある。その他、外側の鏡像対称の部分ビーム１７と２０は、同じ１次ビーム１２Ａに対応させてあり、内側の鏡像対称の部分ビーム１８と１９は、同じ１次ビーム１２Ｂに対応させてある。別個の１次ビーム１２Ａ，１２Ｂを発生させるために２つの個々に調整可能なビーム発生手段１１Ａ，１１Ｂを使用することは、外側の穿孔２８，３１の穿孔特性、例えば穴数又は通気を、内側の穿孔２９，３０の穿孔特性に依存しないで個々に調整することができるようにする。

図４から分かるように、第１の１次ビーム１２Ａに応じた光学装置１１Ａ，１３，１６，２４，２７は、合目的に第２の１次ビーム１２Ｂに応じた光学装置１１Ｂ，１４，１５，２５，２６に対して方位角φだけずれて配設されている。この場合、小さい方位角φは、コンパクトな大きさを顧慮して好ましい。

ビーム分配器１３及び１４は、この実施形では合目的に５０％の反射率を備える。

他の実施形では、多数の１次ビームは、唯一のビーム発生手段によっても、例えば１つのビーム分配器又は直列の複数のビーム分配器によっても発生させることができる。

図５に示した、棒状の物品の長手方向軸に沿って見た、図４に示しものと同様の実施形の場合は、各シガレット２２，２３の外側の２つの穿孔帯域のそれぞれにおいて、それぞれ２つの穿孔ライン２８Ａ，２８Ｂもしくは３１Ａ，３１Ｂが、即ち全部で６つの穿孔ラインが発生される。この目的のため、１次ビーム１２Ａが２つの１次ビーム３３，３４に分割される。これは、例えば１つの回折要素３５によって行なうか、他の適当な手段、例えば特許文献５による装置によって行なうことができる。１次ビーム３３，３４は、更にまた穿孔ライン２８Ａ，２８Ｂを発生させる部分ビーム１７Ａ，１７Ｂを発生させるために、ビーム分配器１３によって部分的に反射される。ビーム分配器１３が透過させる１次ビーム３３，３４は、更にまた穿孔ライン３１Ａ，３１Ｂを発生させる部分ビーム２０Ａ，２０Ｂを発生させるために、ビーム分配器１６によって反射される。

部分ビーム１７Ａ，１７Ｂに応じた光束もしくは光錐は、部分ビーム１７Ａ，１７Ｂに応じた、集束要素２４の後の光錐の例で図５から分かるように、空間的にオーバーラップする。同様に、部分ビーム２０Ａ，２０Ｂに応じた光束もしくは光錐もオーバーラップする。従って、図５の実施例は、４つの穿孔帯域に応じて全部で６つの部分ビーム１７Ａ，１７Ｂ，１８，１９，２０Ａ，２０Ｂを有する相互にオーバーラップしない４つの部分ビーム領域１７〜２０を有する。

別の実施形では、選択的又は付加的に内側の穿孔帯域２９，３０のそれぞれにおいて、多数の穿孔ラインを発生させることができる。

本発明は、穿孔帯域毎に２つの穿孔ラインを発生させることに限定されていない。

図６による実施形は、光学ビーム分割手段が半透過性の鏡に限定されていないこと、独立した部分ビーム毎に個別の光学ビーム分割手段を設ける必要がないことを明らかにする。ビーム分割手段として、ここでは適当な材料、例えばＺｎＳから成る光学プリズム４０，４１が設けられている。相互に依存していない部分ビーム１７〜２０は、ここではプリズム４０，４１の前面及び背面における反射によって発生される。

内側の穿孔帯域２９，３０の鏡面Ｓからの間隔は、好ましくは１１〜１５ｍｍの範囲内にあり、更に好ましくは約１３ｍｍであり、外側の穿孔帯域２８，３１の鏡面Ｓからの間隔は、好ましくは１９〜２５ｍｍの範囲内にある。

部分ビーム１７〜２０は、好ましくは最大１０°の角度で棒状の物品２１の包装に入射する。

棒状の物品の長手方向軸に対して垂直に見た穿孔装置の第１の実施形を示す。 棒状の物品の長手方向軸に沿って見た穿孔装置の第１の実施形を示す。 棒状の物品の長手方向軸に対して垂直に見た穿孔装置の第２の実施形を示す。 棒状の物品の長手方向軸に沿ってみた穿孔装置の第２の実施形を示す。 棒状の物品の長手方向軸に対して垂直に見た穿孔装置の第３の実施形を示す。 棒状の物品の長手方向軸に対して垂直に見た穿孔装置の第４の実施形を示す。

符号の説明

１０ 穿孔装置
１１ ビーム発生手段
１２ １次ビーム
１３〜１６ 光学要素
１７〜２０ 部分ビーム（２次ビーム）
２１ 棒状の物品
２２，２３ 半体（シガレット）
２４〜２７ 集束要素
２８〜３１ 穿孔
３２ コーティング紙
Ｓ 鏡面
φ 方位角

Claims (10)

1. 棒状の物品（２１）の鏡面（Ｓ）に対して互いに鏡像対称に配設された部分ビームが、同じ１次ビームに対応させてあることを特徴とする、少なくとも１つの１次ビーム（１２；１２Ａ，１２Ｂ）を発生させるための少なくとも１つの光線源（１１；１１Ａ，１１Ｂ）と、棒状の物品（２１）の軸方向にずらした少なくとも４つの穿孔帯域（２８〜３１）を形成するために１次ビーム（１２；１２Ａ，１２Ｂ）を相互にオーバーラップしない少なくとも４つの部分ビーム（１７〜２０）に分割するための光学要素（１３〜１６；４０，４１）とを有する、棒状の物品（２１）の包装に穿孔をするためのタバコ加工産業の穿孔装置。
2. オーバーラップする部分ビーム（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）を発生させるための手段（３５）が、穿孔帯域（２８；３１）内に多数の穿孔ライン（２８Ａ，２８Ｂ；３１Ａ，３１Ｂ）を発生させるために設けられていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
3. 少なくとも２つの独立した１次ビーム（１２Ａ，１２Ｂ）を発生させるための手段（１１Ａ，１１Ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の穿孔装置。
4. １次ビーム（１２Ａ；１２Ｂ）に対応させた光学要素（１３，１６；１４，１５）が、棒状の物品（２１）を中心として方位的に角度をずらして配設されていることを特徴とする請求項３に記載の穿孔装置。
5. 角度のずれが、６０°以下、好ましくは４５°以下、好ましくは３０°以下であることを特徴とする請求項４に記載の穿孔装置。
6. 各１次ビーム（１２Ａ；１２Ｂ）が、個別の光線源（１１Ａ；１１Ｂ）によって発生されることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の穿孔装置。
7. 光学要素が、部分透過性の鏡（１３〜１５）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の穿孔装置。
8. 棒状の物品（２１）の鏡面（Ｓ）に対して互いに鏡像対称に配設されたそれぞれ２つの部分ビームが同じ光線強度を備えるように、光学要素（１３〜１５）の透過性が調整されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の穿孔装置。
9. 位置不動の穿孔位置で棒状の物品（２１）をその長手方向軸を中心として回転させるための装置と、この穿孔位置で回転する棒状の物品（２１）に穿孔をするために請求項１〜８のいずれか１つに記載の穿孔装置（１０）とを有することを特徴とする、フィルタ装着機。
10. 少なくとも１つの光学１次ビームを発生させるステップと、この１次ビームを相互にオーバーラップしない少なくとも４つの部分ビームに分割する−この場合、棒状の物品の鏡面に対して互いに鏡像対称に配設された部分ビームが、同じ１次ビームに対応させてある−ステップと、これら部分ビームによって軸方向にずらした少なくとも４つの穿孔帯域で棒状の物品に穿孔をするステップとを有することを特徴とする、棒状の物品の包装に穿孔をするための方法。

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