JPH05153947A - シガレットの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術の穿孔部を有する換気性シガレット
の欠点を排除した改良された製造装置を提供する。 【構成】 移送コンベヤー（４０）と、レーザー放射線
入射ビーム（１４）発生装置と、コンベヤー（４０）と
同期されて入射ビーム（１４）から多数の二次ビーム
（３２Ａ−Ｄ、３４Ａ−Ｄ）を発生させる装置（２０、
２８；１２０、１２８）と、二次ビームを順次前記１つ
の通路の一部に沿う種々の位置でシガレットと交叉して
シガレットの種々の部分を穿孔するように多数のビーム
通路に沿って指向され、シガレットが１つの通路の部分
を横切った時にシガレットがそれぞれのビームから、シ
ガレットの円周の廻りに位置する列内に穿孔部を生じさ
せる装置（３６、４２、４６、４８；１４６、１４８）
とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシガレットの製造、特に
シガレットのフィルターまたは口部の大体端部の範囲に
穿孔部を有する換気可能のシガレットの製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】完成され、または殆ど完成されたシガレ
ットの包囲部に焦点合せされるレーザービームにより穿
孔部を作ることは公知である。このことを行うための公
知の装置は通常シガレットをその軸線の廻りに回転させ
ることを含み、シガレットに損傷を与える恐れがあり、
および／または機械的または光学的に複雑で、および／
または比較的大なるレベルのレーザーのエネルギーを必
要とするのである。英国特許明細書第２２３０６８８Ａ
号および第２２３８７０４Ａ号はシガレットに穿孔部を
作る改良された方法を記載している。これらの明細書の
記載はここにその全体を組込まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は特に従来技術
の欠点を排除した、穿孔部を有して換気可能のシガレッ
トの改良された製造装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】上述の目的を達成するため
に、本発明の１つの特徴により、特にシガレット製造装
置におけるシガレット穿孔装置は、間隔をおかれたシガ
レットを支持するとともに、これらのシガレットをその
軸線の廻りに回転させないで１つの通路に沿って移送す
るコンベヤーと、レーザー放射線の入射ビームを発生さ
せる装置と、前記コンベヤーと同期されて、前記入射ビ
ームから多数の二次ビームを発生させる装置と、これら
の二次ビームと前記１つの通路の一部分に沿う種々の異
なる位置で順次交叉して、シガレットが前記１つの通路
の前記一部分を横切った時にシガレットがそれぞれの前
記二次ビームによって穿孔作用を受けて、シガレットの
種々の異なる部分に実質的にシガレットの円周の廻りに
配置される１つの列内に位置する穿孔部を作るように多
数のビーム通路に沿って前記二次ビームを指向させる装
置とを含んでいる。前記二次ビームを発生させる装置は
前記入射ビームから中断されないパルス化されたビーム
を発生させる装置を含むのが望ましい。シガレットのそ
れぞれの前記部分の穿孔部の望ましい配置間隔は唯この
ビームに対して相対的にシガレットを動かすことだけに
よって行い得るのである。ビームの適当な焦点合せを保
持して穿孔部の間の適当な間隔を得るために、本発明に
おいては、シガレットの軸線を通り、移送方向に対して
垂直な線に対して３０°から４５°までの範囲のビーム
の入射角度が適当であることが見出されている。

【０００５】それぞれの二次ビームがシガレットのそれ
ぞれの前記部分に穿孔部を作る期間は前記通路上のシガ
レットの移送速度に関連されて、１つのシガレットに作
られる最後の穿孔部および次に続くシガレットに作られ
る最初の穿孔部がそれぞれの二次ビームの引続くパルス
により作られるようになすのが望ましい。このようにし
て、レーザービームが連続的に使用されて、作業時間全
体にわたり、従って最も能率的な状態で穿孔部を作るこ
とができるようになされる。その結果、さもなければ必
要とされるよりもさらに低いエネルギーのレーザーが使
用できるのである。それぞれの二次ビームはそれぞれの
シガレットの境界された範囲内の予め定められた穿孔部
の数を含む系列を作るようになすのが望ましい。例え
ば、それぞれのシガレットの四分円内に５つの穿孔部を
それぞれ作るような４つの二次ビームが設けられるよう
になし得る。シガレットの境界された範囲内に作られる
総ての穿孔部がそれぞれの二次ビームの連続するパルス
によって作られるようにするのが望ましい。またそれぞ
れのシガレットが第１の境界された範囲内にそれの総て
の穿孔部を作られ、その後で第２の境界された範囲内に
それの総ての穿孔部を作られ、引続いてこのようにして
シガレットが総ての境界された範囲内に穿孔部を作られ
るまで続けられるようになすのが望ましい。

【０００６】本発明の他の特徴によれば、シガレット穿
孔装置は、間隔をおかれたシガレットを支持し、これら
のシガレットを１つの通路に沿って移送するコンベヤー
と、レーザー放射線の入射ビームを発生させる装置と、
前記コンベヤーと同期されて前記入射ビームから多数の
二次ビームを発生させる装置と、これらの二次ビームを
順次前記１つの通路上のシガレットと交叉する多数のビ
ーム通路に沿って指向させる装置とを含み、その際前記
多数の二次ビームを発生させる装置がそれぞれ互いに傾
斜した軸線の廻りにそれぞれ回転可能の第１および第２
の回転可能の機素を含み、それぞれの機素が交互の反射
性および透過性機素を含んでいる。前記多数の二次ビー
ムを発生させる装置は連続的な入射ビームからパルスに
された複数のビームを発生させる装置を含むのが望まし
い。前記指向させる装置は、それぞれの二次ビームのそ
れぞれのパルスが前記１つの通路上のシガレットと交叉
して穿孔部を作るように配置されるのが望ましい。

【０００７】本発明のさらに他の特徴によれば、特にシ
ガレット製造装置におけるシガレット穿孔装置は、レー
ザー放射線のビームを発生させる装置と、このビームを
シガレットの通路に向って指向させ、前記通路上のシガ
レットに穿孔部を作る装置であって、付随的に潜在的に
汚損を生じさせる生成物を発生させ、釈放させる前記装
置とを含んでいるが、前記ビームの通路に沿って前記生
成物が指向される傾向を減少させるような、前記通路に
隣接する装置を含むようになされている。１つの望まし
い配置態様においては、前記装置が遮蔽装置（物理的な
遮蔽装置を含み得る）を含み、特にシガレット通路に比
較的接近したビーム通路内の透過性または反射性機素
（例えばレンズまたはミラー）の汚損を減少させるよう
に企図されている。このような前記通路に接近した遮蔽
またはその他の装置は前記潜在的に汚損を生じさせる生
成物に指向される空気流動装置を含むか、またはこれに
組合わされるのである。特に望ましい配置態様において
は、遮蔽装置はビーム通路に整合されて、ビームが通過
される開口装置を有する横方向の通路装置および横方向
の空気の流れをこの通路を通して指向させて潜在的に汚
損を生じさせる生成物をビーム通路から離隔させるよう
に偏向させ、または反らせる装置を含むようになされる
のである。

【０００８】このような遮蔽装置はビームが通過するよ
うに配置される開口を有する面および空気および水の混
合物を前記面に沿って、望ましくはコーアンダ効果にて
指向させて、潜在的に汚損を生じさせる生成物を前記開
口から離隔させるように偏向させる装置を含むことがで
きる。実際上、空気中に水が随伴させることがこの開口
の近辺の面に汚損物が蓄積するのを阻止する点で著しい
改善を与え、レーザーの穿孔作用によって生じる燃焼生
成物またはその他の生成物によるビーム通路に対する障
害または部分的な障害を阻止するのに必要な、さらに広
範囲にわたる清掃作業と清掃作業との間の時間間隔を延
長させることが見出されている。

【０００９】本発明はまたシガレットの製造および処理
装置全般における汚損を減少させるのに使用するために
空気流内に水を随伴させることに拡張される。

【００１０】本発明のさらに他の特徴によれば、特にシ
ガレット製造機械におけるシガレット穿孔装置は、レー
ザー放射線のビームを発生させる装置と、このビームを
シガレット通路に向って指向させる装置とを含み、この
指向させる装置は、タバコの塵または汚損物（例えば燃
焼生成物またはその他の穿孔による残渣生成物）からの
汚損を潜在的に受ける少なくとも１つの反射性または透
過性機素を含んでいるが、このような汚損物は前記機素
の透過性または反射性の特性を低下させるものであるの
で、前記汚損物による放射線の吸収に基づく温度変化を
検出して、これにより過大な汚損の指示を得られるよう
になす装置を設けられている。

【００１１】

【実施例】本発明は以下において単に例として添付図を
参照してさらに説明される。

【００１２】図１および図２のシガレット穿孔装置は、
フィルターシガレット組立機械１０に組込まれている。
レーザー光線源１２が連続的なレーザービーム１４を放
射するようになっていて、このレーザービームは固定ミ
ラー１６、１８によって第１の反射ディスク２０に向っ
て指向されるようになっていて、この第１の反射ディス
クは機械１０の速度に関連する速度で回転されるように
なっている。このディスク２０は一連の反射機素２２を
指示しているが、これらの反射機素は、これらの反射機
素と同じ角度的な幅を有する間隙２４によって互いに離
隔されている。ディスク２０が回転すると、ビーム１４
は交互に反射機素２２により反射され、または間隙２４
を通過する。間隙２４を通過した後で、ビームは固定ミ
ラー２６に入射するが、このミラーはその反射面が反射
機素２２の反射面と平行になされてビーム１４を反射さ
せる位置を占めるように配置されている。このようにな
した効果は、２つの平行なパルス化されたビーム（垂直
面内で一方が他方の上に位置する）が多重ディスクユニ
ット２８に向って指向されるようになすことである。ミ
ラー２６はこれの平面内に位置する回転ダイヤモンド加
工（ｄｉａｍｏｎｄ−ｔｕｒｎｅｄ）のディスクになす
ことができるが、このことはレーザービームがミラーの
同じ部分に常に入射することがないようになす利点を有
するのである。

【００１３】ユニット２８は３つのディスク２８Ａ、２
８Ｂおよび２８Ｃを含み、それぞれのディスクは間隙を
有して離隔された反射機素を有し、これらの反射機素お
よび間隙は図１に示されるように重ね合わされている。
ディスク２０およびユニット２８の相対的な調時状態
は、もしディスク２０からの予め定められた数のパルス
より成る第１の系列または列がディスク２８Ａの反射機
素に入射する場合に、次の予め定められた数のパルスの
列がディスク２８Ｂの反射機素上に入射し、さらに次の
パルスの列がディスク２８Ｃの反射機素上に入射し、さ
らにまた次の列のパルスがユニット２８のこれらの機素
の間を通過するようになすようになすのである。前記予
め定められた数のパルスの次の（第５の）列はディスク
２８Ａの次の反射機素上に入射し、以下順次同様になさ
れる。ユニット２８の間隙を通過するパルスはさらに他
の固定ミラー３０によって反射される。従って、４つの
パルス化されたビーム３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃおよび３
２Ｄがディスク２０の反射機素２２によって発生された
単一のパルス化ビームから発生されるのである。同様に
して、ビーム３２Ａから３２Ｄまでの下に位置する４つ
のパルス化ビーム３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃおよび３４Ｄ
（図３に示されている）がミラー２６によって反射され
たパルス化ビームによって発生されるのである。ビーム
３２Ａから３２Ｄまでおよび３４Ａから３４Ｄまでのそ
れぞれのビームはさらに他の固定ミラー３６によって反
射され、これらのビームが機械１０のフレーム内の開口
３８を通過するように指向される。

【００１４】図３に示されるように、これらのビーム３
２Ａから３２Ｄまでおよび３４Ａから３４Ｄまではフィ
ルターシガレット４４Ｆの前方の列およびフィルターシ
ガレット４４Ｒの後方の列を支持する溝付きのドラムコ
ンベヤー４０に隣接する機械１０のフレーム内の開口３
８から放射されるのである。それぞれのビームは概略的
に４２にて示されたユニットによって個々に焦点合せさ
れて反射され、ドラム４０上の特定のシガレット上の位
置に指向されるようになされるのである。図４に示され
るように、ビーム３４Ａから３４Ｄまでのそれぞれのビ
ームはドラム４０上の種々の異なる位置のシガレットに
向って指向される。また図５に示されるように、それぞ
れのビームはシガレット４４Ｒの円周の廻りの仮想的な
４つの四分円の１つの中に穿孔部を作るようになってい
る。附加的な固定ミラー４６、４８がビーム３４Ｂおよ
び３４Ｃをそれぞれシガレット４４Ｒの内側の四分円に
指向させるために設けられていることは注目しなければ
ならない。通常それぞれのビームは１つのシガレットが
通過する間に５回（すなわちそれぞれのパルスの列の予
め定められた数のパルスは通常５つである）パルスを発
し、それぞれのシガレットがそれぞれの四分円の中に５
つの円周方向に間隔をおかれた穿孔部を作られて、それ
ぞれのシガレット４４Ｒが総ての４つのビーム３４Ａか
ら３４Ｄまでを通過した後でそれぞれのシガレットの廻
りに円周方向の列をなす全部で２０の穿孔部が作られる
のである。図５において、矢印はそれぞれの四分円の中
に作られる穿孔部の位置の大体の拡がりを示しているこ
とに注目しなければならない。しかし、ビーム３４Ａか
ら３４Ｄまでのそれぞれのビームは単一で、位置が固定
されていて、それぞれの四分円の円周の廻りの円周方向
間隔は唯ドラム４０と一緒のシガレット４４Ｒの運動に
よってしか得られないことは理解されなければならな
い。上述の説明はビーム３４Ａから３４Ｄまでのビーム
によるドラム４０の後方の軌道上のシガレット４４Ｒの
穿孔作用を参照して行われたが、ビーム３２Ａから３２
Ｄまでのビームによる前部軌道上のシガレット４４Ｆの
穿孔作用も同様であることは理解されるところである。
これらの穿孔部は通常４つの四分円のそれぞれの中で約
７０°にわたって拡がっているが、必要な場合、若干の
間隙および／またはユニット２８内の反射機素を遮断す
ることによって、シガレットの廻りの穿孔部の均一な間
隔が得られることが注目しなければならない。

【００１５】図６は位置Ａ１にあるドラム４０上のシガ
レット（４４Ｒ）を示し、この位置でこのシガレットは
第１の穿孔部Ｐ１をレーザービーム３４Ａによって作ら
れるのである。同じシガレットが位置Ａ２に達すると、
シガレットは最後の穿孔部Ｐ２をビーム３４Ａによって
作られる。通常シガレットは位置Ａ１およびＡ２の中間
の複数の位置にさらに他の３つの穿孔部をビーム３４Ａ
によって作られるのである。レーザービーム３４Ａに要
求される被写界深度はＤで示されている。

【００１６】シガレットが穿孔されている間にビーム３
２Ａから３２Ｄまでおよび３４Ａから３４Ｄまでのそれ
ぞれのビームがシガレットの軸線を通る半径方向となす
角度Θは範囲３０°から４５°までであるのが望まし
い。このことは通常それぞれのビームの総てのパルスが
穿孔を行うために使用される（すなわちレーザーのエネ
ルギーを１００％利用する）のを可能になすのである。
換言すれば、何れのパルス化ビームに対しても、シガレ
ットの四分円内に最後の穿孔部を作るパルスおよび次の
シガレットの対応する四分円内に最初の穿孔部を作るパ
ルスが引続くパルスであるようになされるのである。注
目されることはこのようなレーザーの１００％の利用は
一般に最大の希釈（ｄｉｌｕｔｉｏｎ）を必要とする設
定においてしか生じないことであって、レーザーの設定
の場合に若干のレーザーのエネルギーは必然的にダンプ
（ｄｕｍｐ）（例えば図７を参照して以下に説明される
ような）に指向される。

【００１７】ディスク２０はそれぞれのパルスの持続時
間を制御して、それぞれのパルスの一部分を遮断し、お
よび吸収し、または偏向させることによって穿孔部の寸
法、従って完成したシガレットの希釈レベルを変化させ
る装置を有する。このことはディスク２０と同軸的に配
置され、既述の英国特許明細書第２２３８７０４Ａ号に
記載されている方法にてそれぞれのパルスを、変化する
比率で遮断するように運動可能の反射性マスクを使用す
ることによって達成できる。簡単に言えば、このマスク
は鋸状の輪郭形状を付されて、それぞれの歯がディスク
２０に対して相対的なマスクの軸線方向の位置によっ
て、それぞれの機素２２およびディスク２０の間隙２４
を、変化する比率で遮断できるようになされていて、こ
のマスクの軸線方向の位置が図７を参照して以下に説明
されるように制御されるのである。

【００１８】図７はディスク２０の配置をさらに詳細に
示している。このディスク２０は同軸的なマスク５０を
設けられていて、これの位置が軸線方向に運動可能にな
されている。この目的のために、マスク５０はスタブ軸
５６を回転可能に支持する軸線方向の上部孔５４を有す
る円筒形ボス５２に連結されている。このボス５２の下
端部は横方向のピン５８を支持し、このピンの両端部が
ディスク２０とともに回転可能の円筒形部材６２の反対
両側の長溝６０内に係合している。軸５６はブラケット
６６に枢動可能に支持されたレバー６４の一端部に枢動
可能に連結されている。このレバー６４の他端部は作動
ロッド６８に連結されている。作動装置７０（例えばモ
ーター）がこのロッド６８を取巻く戻しばね７２の作用
に抗してロッド６８を動かすように配置されている。

【００１９】作動装置７０によるロッド６８の下方への
運動はマスク５０の対応する上方への運動を生じさせ
る。この場合、作動装置７０はディスク２０に対して相
対的なマスク５０の位置決めを行って、入射ビーム１４
に対するマスクの遮断の程度を変化させることができ
る。図７に実線で示された位置においてマスク５０はビ
ームを比較的小さい量しか（すなわち対応して穿孔部を
さらに大きく、さらに高い希釈程度）遮断しないが、鎖
線で一部分示された位置においては、マスク５０はビー
ムをさらに大きい量だけ（すなわち対応してさらに小さ
い穿孔部およびさらに低い希釈程度）遮断するのであ
る。ピン５８の長溝６０との係合が、マスク５０がディ
スク２０と一緒に作動装置７０によって位置決めされる
何れの位置にも回転を続けるのを保証することが注目さ
れる。ディスク２０に対する駆動作用はユニット２８と
ともに回転可能のマスターエンコーダーに位相的に連動
されるのが望ましいサーボモーター６３から導かれるの
である。

【００２０】ヒートシンク７４がマスク５０によって反
射されたビーム１４の部分を吸収するために配置されて
いる。

【００２１】穿孔部の寸法を変化させるために運動可能
のマスクを使用する代りに、それぞれのパルスの予め定
められた固定比率を遮断するように配置されたマスク
も、例えばレーザーのエネルギーを調節することにより
穿孔部の寸法を微細に制御する装置と組合せて使用する
ことができる。従って、もし穿孔部の寸法が微細な制御
装置によって得られる程度を越えて変化させることが必
要な場合には、マスクはさらに適当な異なる遮断比率を
与えるマスクと交換されるのである。このマスクはビー
ムの遮断される比率を変化させるために動かされないか
ら、鋸歯の輪郭形状を有する必要がなく、通常単なるぎ
ざぎざの（ｓｅｒｒａｔｅｄ）輪郭形状（すなわちディ
スク２０と同様の）を有するのである。

【００２２】図８は焦点合せおよび反射ユニット４２の
典型的な配置を示している。それぞれのビーム３２Ｄ、
３４Ｄはそれぞれの最後の焦点合せレンズ７６、７８を
通過して、それぞれのミラー８０、８２によって反射さ
れるようになっている。それぞれのレンズ７６、７８お
よびミラー８０、８２は、その位置がスライド８６上で
調節可能に動かされ得るキャリヤー８４上に取付けられ
ている。錠止めねじ８８（その１つしか示されていな
い）がそれぞれのキャリヤー８４に対して設けられてい
る。他のビーム３２Ａから３２Ｃまでおよび３４Ａから
３４Ｃまでに対しても同様の配置が与えられていること
が理解される。従って、前記スライド８６およびキャリ
ヤー８４と同様の全体で４つの列のスライドおよびキャ
リヤーがあるのである。

【００２３】前述のスライドおよびキャリヤーの配置
は、それぞれのレンズがビームの軸線に平行な軸線を有
する円筒形本体を有する１つのキャリヤー内に取付けら
れるような配置に置換えられることができる。ミラーも
対応するレンズと同じ軸線および直径を便利な具合に有
する１つの円筒形本体上に同様に取去られることができ
る。それぞれのビームに対して、レンズおよびミラーの
円筒形本体は、例えば相対的な軸線方向および／または
回転方向の位置を調節できる緊締装置を有する円筒形の
案内装置内に拘束されるようになし得る。

【００２４】図９は平面図で図４に示されたミラー４
６、４８の位置を示している。この図はまたシガレット
４４Ｆに指向されるビーム３２Ｂ、３２Ｃに対する対応
するミラー１４６、１４８を示している。これらのミラ
ー４６、４８、１４６、１４８は片持梁状の支持部１６
０上に支持されていて、これらの支持部はそれ自体主支
持ブラケット１６４に連結された中央キャリヤー１６２
の反対両側からそれぞれ伸長するようになっている。ミ
ラー４６、４８、１４６および１４８はタバコの塵また
はその他の汚損物によって特に汚損され易い範囲にある
から、これらのミラーの表面を比較的清浄な状態に保持
するための装置が設けられている。この装置はそれぞれ
のミラーを横切る高速の魚の尾の形状のジェットを形成
して汚損物を除去するように企図された空気ブレード８
８を含んでいる。この空気流は随伴される汚損物を排出
管９０（附加的に吸引作用を設けられることができる）
を通して遠隔位置に運び去るように配置されている。

【００２５】図１０はミラー１４６が取付けられる方法
をさらに詳細に示している。ミラー４６、４８および１
４８も同様の方法で取付けられている。ミラー１４６は
シガレット４４Ｆの軸線に大体平行な枢支軸線の廻りに
枢動可能に調節され得るになっている。止めねじ１４７
がこの軸線の廻りのミラー１４６の角度位置の調節を行
うように設けられている。

【００２６】シガレットに作られる穿孔部の品質を改善
するためにビーム１４は固定マスク１７０内の開口１６
８を通して指向されるようになし得る。約１ｍｍの直径
を有し得るこの開口１６８は穿孔部の縁部の廻りに斑点
（例えば黒焦げ部（ｃｈａｒｒｉｎｇ））を生じさせる
ようなさらに高次のモードのビームの通過を制限する。
ビームのパルスが機械的な断続（ｃｈｏｐｐｉｎｇ）技
術によって発生される本発明の装置は、電子的パルス化
作用と比較してさらに短いパルスの立上りおよび立下り
時間を与え得るために、本来的な良好な品質の穿孔部を
作ることができることが注目されなければならない。

【００２７】図１１および図１２は図１および図２と大
体同様で、同様の方法で作動する配置を示している。デ
ィスク１２０、ユニット１２８およびミラー１２６、１
３０はその機能がディスク２０、ユニット２８およびミ
ラー２６および３０に対応している。機械１０内の伝動
装置による駆動を得るのを便利にする観点からは図１お
よび図２に示されている配置の方が図１１および図１２
のものよりも望ましいのである。ディスク２０または１
２０およびユニット２８または１２８の典型的な回転速
度はそれぞれ５０００ｒｐｍおよび１２５０ｒｐｍであ
る。

【００２８】それぞれ図２および図１２において、通常
封止されたＣＯ₂ レーザーになされるレーザー１２は垂
直に配置する代りに水平に配置されている。可視ＨｅＮ
ｅレーザーが主レーザーによって作動を行う前にミラ
ー、レンズおよびディスクの整合状態を設定するのに使
用できる。１つよりも多くのレーザーが共通の通路を追
従する複数のビームを発生させるために使用できる。こ
のことは単一のレーザーによって容易にまたは経済的に
得られるよりも過大なパルスが望まれる場合に有用であ
る。異なるレーザーからのビームは直交的に極性化され
て、これによりビームが適当な光学的機素（例えばブル
ースター・プレート）に便利に組合されるのを可能にな
し得る。

【００２９】ミラー、特にミラー４６、４８、１４６お
よび１４８が粉砕片または塵を被覆され、またはその他
の汚損を受けるようになった時を感知するために、これ
らのものに温度センサーを組込むことができる。温度の
上昇はレーザービームからのエネルギーが吸収されつつ
ある（反射される代りに）ことを示し、清浄化する必要
を示す。簡単な熱電対装置がミラーの温度を測定するの
に使用できる。これの制御回路には環境温度の変化に対
する修正装置を組込むのが望ましい。温度センサー１５
０は図１０においてミラー１４６の近辺に示されてい
る。

【００３０】図１３は汚損物、特にビームにより穿孔部
を作る結果として形成される汚損物の除去装置を示して
いるが、これにおいてはレーザービーム２００が最後の
ミラー２０２により目標シガレット２０４に向って反射
されるようになっている。このビーム２００は空気通路
２１２を境界する上部および下部プレート２０８、２１
０に形成される開口２０６を通過される。空気出口２１
６を有する空気流動装置２１４は上部プレート２０８の
上面に支持されている。空気および水の混合物がこの空
気流動装置２１４に供給されるようになっている。水の
量は小さく、空気中に支持されている。空気および水は
コーアンダ効果によって面２０８の上を流れるのであ
る。この空気、特にその水は汚損物、特に、さもなけれ
ばプレート２０８上に附着して開口２０６に障害を与え
る恐れのある燃焼生成物を随伴して運び去るのである。
プレート２０８、２１０は比較的狭い通路２１２を形成
し、この通路を通って高速の空気流が流れてプレート２
０８の開口２０６を通過する何れの燃焼生成物をも偏向
させるようになっている。これらの生成物を偏向させる
ことによって隣接するミラー２０２の汚損が著しく減少
されるのである。吸引除去管２１８が空気、水および汚
損物をプレート２０８の上および下の流れから収集する
ようになっている。

【００３１】空気流動装置２１４から出る空気は微細な
滴状体の形態になすのが望ましい水の搬送装置として働
く。明らかなように、使用される水の品質はシガレット
２０４を濡れさせる程充分であってはならない。コーア
ンダ効果は空気流をプレート２０８の上面に密接して保
持する。

【００３２】図１３の配置は他の何れかの説明された配
置とともに使用できる。プレート２０８、２１０は平ら
であるように示されているが、これらのプレートは便利
な遇に曲面になされてドラム４０のようなドラム上のシ
ガレットの通路の曲率に合致させることができる。ここ
で再びコーアンダ効果は、プレート２０８が曲面であっ
ても空気流動装置から出る空気流がプレート２０８に追
従するのを保証するのである。

【００３３】図１４はそれぞれ機能がミラー１４６、１
４８と同様のミラー３４６、３４８を含むさらに他の修
正された穿孔装置の配置を示している。これらのミラー
３４６、３４８の上にはレーザービーム３３４Ｂおよび
３３４Ｃを通過させる開口３０５および３０６を有する
上部および下部プレート３０８、３１０がある。プレー
ト３０８の上面に隣接してユニット３８２から伸長して
空気供給入口３８４および水供給入口３８６を設けられ
た複数の管３８０がある。それぞれの管３８０は内側の
管３８８（図４）を含んでいる。通常この管３８０の内
径は１．５ｍｍであって、管３８８の内径は０．５８ｍ
ｍ（外径：０．８９ｍｍ）である。外側管３８０は通常
空気を４２５０ｍｌ／ｍｉｎの流量速度で移送し、内側
管３８８は通常水を１ｍｌ／ｍｉｎの流量速度で移送す
るようになっている。移送される空気は、空気および水
の霧を含む混合物を開口３０６に隣接する範囲に指向さ
せるが、このことが図１３を参照して説明されたように
清浄作用を与えるのである。

【００３４】図１６に示されるように管３８０および３
８８は鋸歯状縁部を有する不銹鋼の偏向プレート３９２
を支持するブロック３９０にて終端していて、空気／水
混合物がこの偏向プレートに当接するように指向され、
この偏向プレートがまたこの混合物を拡散させて必要に
応じて偏向させ、要求される空気および水の噴霧または
霧を作るのを助けるようになっている。

【００３５】レーザー穿孔装置の環境下で光学的機素を
清浄状態に保持する他の可能性は、これらの機素を封止
されたユニット内に配置して、このユニットが大気圧以
上の圧力（ビームの出口位置においてのみ僅かな漏洩が
あるようにして）に保持されるようになすことである。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、従来技術におけるシガレットの包囲部に焦点合せさ
れるレーザービームにより穿孔部を作る装置の欠点であ
るシガレットに損傷を与える恐れを排除し、機械的また
は光学的に複雑で、比較的大なるレベルのレーザーのエ
ネルギーを必要とする欠点を排除して性能の優れたシガ
レット穿孔装置を提供できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】シガレット穿孔装置の平面図。

【図２】図１にて矢印ＩＩの方向に見た側面図。

【図３】図１にて矢印ＩＩＩの方向に見た斜視図。

【図４】図３にて線ＩＶ−ＩＶに沿う概略的説明図。

【図５】シガレットの円周の廻りに配置される穿孔部が
如何にして作られるかを示す説明図。

【図６】シガレットの円周の廻りに配置される穿孔部が
如何にして作られるかを示す説明図。

【図７】図１の装置の軌道を切換えるディスクの一部分
断面とした側面図。

【図８】図１の装置の一部分の側面図。

【図９】図１の装置の他の一部分の平面図。

【図１０】図９に示された装置の一部分の斜視図。

【図１１】修正されたシガレット穿孔装置の平面図。

【図１２】図１１にて矢印ＸＩＩの方向に見た側面図。

【図１３】さらに他の修正されたシガレット穿孔装置の
一部分の断面図。

【図１４】さらに他の修正されたシガレット穿孔装置の
一部分の斜視図。

【図１５】図１４の装置の一部分の詳細斜視図。

【図１６】図１４の装置の修正形態の詳細斜視図。

【符号の説明】

１０ フィルターシガレット組立機械 １２ レーザー光線源 １４ レーザービーム １６ ミラー １８ ミラー ２０ 反射ディスク ２２ 反射機素 ２４ 間隙 ２６ 固定ミラー ２８ 多重ディスクユニット ２８Ａ ディスク ２８Ｂ ディスク ２８Ｃ ディスク ３０ 固定ミラー ３２Ａ パルス化されたビーム ３２Ｂ パルス化されたビーム ３２Ｃ パルス化されたビーム ３２Ｄ パルス化されたビーム ３４Ａ パルス化されたビーム ３４Ｂ パルス化されたビーム ３４Ｃ パルス化されたビーム ３４Ｄ パルス化されたビーム ３６ さらに他の固定ミラー ３８ 機械１０のフレーム内の開口 ４０ 溝付きのドラムコンベヤー ４２ ユニット ４４Ｆ 前方の列のフィルターシガレット ４４Ｒ 後方の列のフィルターシガレット ４６ 附加的な固定ミラー ４８ 附加的な固定ミラー ５０ マスク ５２ 円筒形ボス ５４ 上部孔 ５６ 軸 ５８ 横方向のピン ６０ 長溝 ６２ 円筒形部材 ６３ サーボモーター ６４ レバー ６６ ブラケット ６８ 作動ロッド ７０ 作動装置 ７２ 戻しばね ７６ 焦点合せレンズ ７８ 焦点合せレンズ ８０ ミラー ８２ ミラー ８４ キャリヤー ８６ スライド ８８ 空気ブレード ９０ 排出管 １２０ ディスク １２６ ミラー １２８ ユニット １３０ ミラー １４６ ミラー １４８ ミラー １６０ 支持部 １６２ 中央キャリヤー １６４ 主支持ブラケット １６８ 固定マスク１７０の開口 １７０ 固定マスク ２００ レーザービーム ２０２ 最後のミラー ２０４ 目標シガレット ２０６ 開口 ２０８ 上部プレート ２１０ 下部プレート ２１２ 空気通路 ２１４ 空気流動装置 ２１６ 空気出口 ３０５ 開口 ３０６ 開口 ３０８ 上部プレート ３１０ 下部プレート ３３４Ｂ レーザービーム ３３４Ｃ レーザービーム ３４６ ミラー ３４８ ミラー ３８０ 外側管 ３８４ 空気供給入口 ３８６ 水供給入口 ３８８ 内側管 ３９０ ブロック ３９２ 不銹鋼の偏向プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイクル ジョン カヒル イギリス国コベントリィ，ユニバーシティ オブ ウオリック サイエンス パー ク，サー ウィリアム リオンズ ロード ２ (72)発明者 ジョン ドウソン イギリス国コベントリィ，ユニバーシティ オブ ウオリック サイエンス パー ク，サー ウィリアム リオンズ ロード ２ (72)発明者 フィリップ ハッダウ イギリス国コベントリィ，ユニバーシティ オブ ウオリック サイエンス パー ク，サー ウィリアム リオンズ ロード ２ (72)発明者 ノーマン リンドセイ シャープ イギリス国バッキンガムシャー，ハイ ウ ィコウム，サウンダートン，ホウ レーン （番地なし)

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特に、シガレット製造装置におけるシガ
   レット穿孔装置において、間隔をおかれたシガレットを
   支持し、これらのシガレットをその軸線の廻りに回転さ
   せないで１つの通路に沿って移送するコンベヤー（４
   ０）と、レーザー放射線の入射ビーム（１４）を発生さ
   せる装置と、前記コンベヤーと同期されて、前記入射ビ
   ームから多数の二次ビーム（３２Ａ−Ｄ、３４Ａ−Ｄ）
   を発生させる装置（２０、２８；１２０、１２８）と、
   前記二次ビームを、順次前記１つの通路の一部分に沿う
   種々の異なる位置でシガレットと交叉し、シガレットの
   種々の異なる部分に穿孔部を作るように多数のビーム通
   路に沿って指向させ、シガレットが前記１つの通路の前
   記一部分を横切った時にシガレットがそれぞれの前記ビ
   ームから、実質的にシガレットの円周の廻りに位置する
   １つの列内にある穿孔部を生じさせる装置（３６、４
   ２、４６、４８；１４６、１４８）を含んでいるシガレ
   ットの穿孔装置。
2. 【請求項２】 前記二次ビームを発生させる装置が、前
   記入射ビームからパルス化されたビームを発生させる装
   置（２０、２８）を含んでいる請求項１に記載された装
   置。
3. 【請求項３】 前記多数のビーム通路が固定位置にあっ
   て、シガレットのそれぞれの部分の穿孔部の間隔が、前
   記１つの通路に沿う前記ビームに対する相対的なシガレ
   ットの運動により得られるようになされている請求項１
   または請求項２に記載された装置。
4. 【請求項４】 それぞれの前記二次ビーム（３２Ａ−
   Ｄ、３４Ａ−Ｄ）が、それぞれのシガレットに入射する
   直前に、シガレットの軸線を通り、移送方向に垂直に位
   置する線に対して３０°から４５°までの範囲の角度を
   なして位置するビーム通路に沿って指向させるようにな
   されている前掲請求項の何れかに記載された装置。
5. 【請求項５】 それぞれの前記二次ビーム（３２Ａ−
   Ｄ、３４Ａ−Ｄ）がシガレットのそれぞれの前記部分に
   穿孔部を作る期間が前記１つの通路上のシガレットの移
   送速度に関連され、１つのシガレットに作られる最後の
   穿孔部および次のシガレットに作られる最初の穿孔部が
   それぞれの二次ビームの連続するパルスによって作られ
   るようになされている前掲請求項の何れかに記載された
   装置。
6. 【請求項６】 それぞれの前記二次ビーム（３２Ａ−
   Ｄ、３４Ａ−Ｄ）がそれぞれのシガレットの或る境界範
   囲内の予め定められた数の穿孔部を含む系列をなすよう
   になされている前掲請求項の何れかに記載された装置。
7. 【請求項７】 シガレットの或る境界範囲内に作られる
   穿孔部がそれぞれの前記二次ビーム（３２Ａ−Ｄ、３４
   Ａ−Ｄ）の連続するパルスによって作られるようになさ
   れている請求項６に記載された装置。
8. 【請求項８】 それぞれのシガレットが第１の境界され
   た範囲内に総ての穿孔部を作り、引続いて第２の境界さ
   れた範囲内に総ての穿孔部を作るようになされている請
   求項６または請求項７に記載された装置。
9. 【請求項９】 シガレットの移送方向にそれぞれ平行お
   よび垂直な軸線によって境界されるシガレットの四分円
   内にある４つの境界された範囲があるようになされてい
   る請求項６から請求項８までの何れかに記載された装
   置。
10. 【請求項１０】 前記二次ビーム（３２Ａ−Ｄ、３４Ａ
    −Ｄ）の内の少なくとも２つが実質的に反対方向からシ
    ガレットに交叉するビーム通路に沿って指向されるよう
    になされている前掲請求項の何れかに記載された装置。
11. 【請求項１１】 間隔をおかれた複数のシガレットを支
    持してこれらのシガレットを１つの通路に沿って移送す
    るコンベヤー（４０）と、レーザー放射線の入射ビーム
    を発生させる装置（１２）と、前記コンベヤーと同期さ
    れ、前記入射ビームから多数の二次ビームを発生させる
    装置（２０、２８）と、前記二次ビーム（３２Ａ−Ｄ、
    ３４Ａ−Ｄ）を順次前記１つの通路上のシガレットと交
    叉する多数のビーム通路に沿って指向させる装置（３
    ６、４２、４６、４８；１４６、１４８）とを含んでい
    るシガレットの穿孔装置において、前記多数の二次ビー
    ムを発生させる装置がそれぞれ互いに傾斜した軸線の廻
    りに回転可能の第１および第２の回転可能の機素（２
    ０、２８）を含んでいて、それぞれの前記機素が交互の
    反射性および透過性機素を含むようになされているシガ
    レットの穿孔装置。
12. 【請求項１２】 前記多数の二次ビームを発生させる装
    置が連続的な前記入射ビームからパルス化されたビーム
    を発生させる装置（２０、２８）を含んでいる請求項１
    １に記載された装置。
13. 【請求項１３】 前記指向させる装置（３６、４２、４
    ６、４８；１４６、１４８）が、それぞれの前記二次ビ
    ームのそれぞれのパルスが前記通路上のシガレットと交
    叉して穿孔部を作るようになされている請求項１１また
    は請求項１２に記載された装置。
14. 【請求項１４】 特にシガレット製造装置におけるシガ
    レット穿孔装置において、レーザー放射線を発生させる
    ための装置と、前記ビームをシガレット通路に向って指
    向させて、この通路上でシガレットに穿孔部を形成し、
    付随して潜在的に汚損を生じさせる生成物の発生および
    釈放を行う装置とを含み、前記通路に隣接して前記生成
    物が前記ビームの通路に沿って指向される傾向を低減さ
    せるようになす前記通路に隣接する装置（８８；２１
    ４、２１６；３８０、３８８）を含んでいるシガレット
    穿孔装置。
15. 【請求項１５】 前記通路に隣接する前記装置が遮蔽装
    置（２０８、２１０；３０８、３１０）を含んでいる請
    求項１４に記載された装置。
16. 【請求項１６】 前記遮蔽装置（２０８、２１０；３０
    ８、３１０）が少なくとも１つの光学的機素（３４；２
    ０２）を前記潜在的に汚損を生じさせる生成物から遮蔽
    するようになされている請求項１５に記載された装置。
17. 【請求項１７】 前記遮蔽装置が前記ビームの通過する
    開口を有する部材（２０８、２１０；３０８、３１０）
    を含んでいる請求項１５または請求項１６に記載された
    装置。
18. 【請求項１８】 前記遮蔽装置が前記ビーム通路に整合
    されて、前記ビームが通過する横方向の通路装置（２０
    ６；３０６）および横切る空気流をこの通路装置を通し
    て指向させ、潜在的に汚損を生じさせる生成物を前記ビ
    ーム通路から偏倚させ、または反らせる装置（２１２−
    ２１４）を含んでいる請求項１５から請求項１７までに
    記載された装置。
19. 【請求項１９】 前記通路に隣接する前記装置が前記潜
    在的に汚損を生じさせる生成物を、所望の方向に指向さ
    せる空気流過装置（２１２−２１４；３８０）を含んで
    いる請求項１４から請求項１８までに記載された装置。
20. 【請求項２０】 前記通路に隣接する前記装置が前記潜
    在的に汚損を生じさせる生成物を除去するように空気お
    よび水の混合物を指向させる装置（３８０、８８）を含
    んでいる請求項１４から請求項１９までに記載された装
    置。
21. 【請求項２１】 前記ビームが通過するように配置され
    た開口を有する面（３１０）および望ましくはコーアン
    ダ効果にて前記面に沿って空気および水の混合物を指向
    させて、前記潜在的に汚損を生じさせる生成物を前記開
    口から離隔させるように指向させる装置（３８０、３８
    ８）を含んでいる請求項２０に記載された装置。
22. 【請求項２２】 前記混合物を指向させる装置がそれぞ
    れ空気および水に対する第１および第２の通路（３８
    ０、３８８）を含んでいて、これらの通路が前記シガレ
    ットの通路に隣接した近接位置にて終端するようになさ
    れている請求項２０または請求項２１に記載された装
    置。
23. 【請求項２３】 前記空気および水が、これらの混合物
    を指向させるのを助ける偏向装置（３９２）に対して当
    接するように指向されている請求項２２に記載された装
    置。
24. 【請求項２４】 それぞれ前記第１および第２の通路を
    形成する第１および第２の管（３８０、３８８）を含ん
    でいて、前記第２の管が前記第１の管の中に内蔵される
    ようになされている請求項２２または請求項２３に記載
    された装置。
25. 【請求項２５】 前記空気および水が容積にて４００
    ０：１またはそれ以上のそれぞれの速度で指向されるよ
    うになされている請求項２０から請求項２４までに記載
    された装置。
26. 【請求項２６】 前記指向させる装置が前記混合物の噴
    霧または霧を指向させる噴霧装置（３８０、３８８、３
    ９０、３９２）を含んでいる請求項２０から請求項２５
    までに記載された装置。
27. 【請求項２７】 特にシガレット製造装置におけるシガ
    レット穿孔装置において、レーザー放射線のビームを発
    生させる装置と、前記ビームをシガレット通路に向って
    指向させる装置とを含んでいて、前記指向させる装置
    が、その透過または反射特性を減少させる傾向を与える
    ような潜在的に汚損を受ける少なくとも１つの反射性ま
    たは透過性の機素を含み、その際に前記汚損物による放
    射線の吸収に基づく温度変化を検出し、これによって過
    大な汚損の指示が与えられ得るようになす装置（１５
    ０）が設けられているシガレット穿孔装置。
28. 【請求項２８】 前記温度検出装置が前記機素（１４
    ６）上またはその近辺に取付けられている請求項２７に
    記載された装置。