(57)【要約】  本発明のレーザ穿孔機（１０）は、穿孔ドラム（２０）に規定された穿孔位置（ＰＰ）にダブルフィルタシガレット（１２）が位置付けられたとき、ダブルフィルタ（１６）の左部分（１６Ｌ）側に配置された左出射口（２４）からダブルフィルタ（１６）の右部分（１６R）に分岐レーザビーム（ＢＬ）を集光させ、右部分（１６R）にダブルフィルタシガレット（１２）の軸線に対して斜めの穿孔（Ｈ）を形成する左側出射装置（２８）と、ダブルフィルタシガレット（１２）の右部分（１６R）側に配置された右出射口（２６）からダブルフィルタ（１６）の左部分（１６Ｌ）に分岐レーザビーム（ＢＲ）を集光させ、左部分（１６Ｌ）に前記軸線に対して斜めの穿孔（Ｈ）を形成する右側出射装置（３０）と有する。
2014068636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のシガレット間に配置されたダブルフィルタを有し且つ前記シガレット及び前記ダブルフィルタがダブルチップペーパの巻き付けにより結合されたダブルフィルタシガレットに対し、前記ダブルフィルタシガレットが移送経路に沿い移送される過程にて、前記ダブルフィルタの切断予定位置にて左右に区分される前記ダブルフィルタの左部分及び右部分のそれぞれにレーザビームを集光させる出射装置を有し、
前記出射装置は、
前記ダブルフィルタの前記左部分側に配置され且つレーザビームを出射可能な左出射口を含み、前記ダブルフィルタシガレットが前記移送経路に規定された穿孔位置に位置付けられたとき、前記左出射口を通じて前記ダブルフィルタの前記右部分にレーザビームを集光させ、前記右部分に前記ダブルフィルタシガレットの軸線に対して斜めの穿孔を形成する左側出射装置と、
前記ダブルフィルタシガレットの前記右部分側に配置され且つレーザビームを出射可能な右出射口を含み、前記ダブルフィルタシガレットが前記穿孔位置に位置付けられたとき、前記右出射口を通じて前記ダブルフィルタの前記左部分にレーザビームを集光させ、前記左部分に前記軸線に対して斜めの穿孔を形成する右側出射装置と
を具備したことを特徴とするレーザ穿孔機。
【請求項２】
前記左側出射装置は、前記ダブルフィルタの前記右部分に前記切断予定位置から１０ｍｍ未満の範囲にてレーザビームを集光させ、
前記右側出射装置は、前記ダブルフィルタの前記左部分に前記切断予定位置から１０ｍｍ未満の範囲にてレーザビームを集光させることを特徴とする請求項１に記載のレーザ穿孔機。
【請求項３】
前記左及び右側出射装置の各々は、
レーザビームを集光する集光レンズと、
レーザビームを前記ダブルフィルタシガレットの軸線に対して斜めに照射するように反射する角度形成ミラーと
を含むことを特徴とする請求項２に記載のレーザ穿孔機。
【請求項４】
前記角度形成ミラーはミラーを２個以上含むことを特徴とする請求項３に記載のレーザ穿孔機。
【請求項５】
前記左及び右側出射装置の前記角度形成ミラーは、前記左及び右側出射装置の前記光路が交差しないように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のレーザ穿孔機。
【請求項６】
前記ダブルフィルタシガレットを前記軸線回りに回転させる回転装置を更に具備する一方、前記左及び右側出射装置はレーザビームをパルス的に出射し、
前記穿孔位置にて前記ダブルフィルタシガレットが前記軸線回りに回転されるとき、前記ダブルフィルタを前記移送経路に抑え付ける抑え装置を更に具備したことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のレーザ穿孔機。
【請求項７】
前記回転装置は、前記穿孔位置にて前記ダブルフィルタシガレットの前記シガレットを前記移送経路との間にそれぞれ挟み込み、且つ、前記移送経路上での前記ダブルフィルタシガレットの移送速度に一致した周速にて前記ダブルフィルタシガレットを前記移送経路の上流側に進行する向きに回転させる一対の回転カムを含み、
前記抑え装置は、前記ダブルフィルタの前記左部分及び前記右部分のそれぞれに転接する一対のローラを含むことを特徴とする請求項６に記載のレーザ穿孔機。
【請求項８】
前記回転装置は、前記穿孔位置にて前記ダブルフィルタシガレットの前記シガレットを前記移送経路との間にそれぞれ挟み込み、且つ、前記移送経路上での前記ダブルフィルタシガレットの移送速度に一致した周速にて前記ダブルフィルタシガレットを前記移送経路の上流側に進行する向きに回転させる一対の回転カムを含み、
前記抑え装置は、前記ダブルフィルタの前記左部分及び前記右部分のそれぞれに転接する前記回転カムの延長部を含んでいることを特徴とする請求項６に記載のレーザ穿孔機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本分のフィルタシガレットに相当するダブルシガレットに各フィルタシガレットのための穿孔をそれぞれ形成するレーザ穿孔機に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルタシガレットの中にはシガレットの主流煙を希釈するための通気孔を有するものが知られている。この通気孔はフィルタシガレットのチップペーパを通じてフィルタ内に延びている。詳しくは、ユーザが通気孔を銜えてしまわない様に通気孔はフィルタの吸口端から所定量（例えば１０ｍｍ以上）離れた位置に配置され、チップペーパの外周面からフィルタ内に前記フィルタシガレットの軸線と直交する方向、即ち、フィルタシガレットの径方向に延びている（例えば、特許文献１の図１参照）。【０００３】
フィルタシガレットの製造効率を高めるうえで、上述の通気孔は個々のフィルタシガレットに形成されるのではなく、ダブルフィルタシガレットに形成されるのが好ましい。ここで、ダブルフィルタシガレットは２本分のフィルタシガレットに相当し、２本のシガレットと、これらシガレット間に配置されたダブルフィルタと、これらシガレット及びダブルフィルタを一体的に結合するダブルチップペーパとを含む。【０００４】
このようなダブルフィルタシガレットはこの後、ダブルフィルタの中央の切断予定位置にて等分に切断され、これにより、２本のフィルタシガレットがダブルフィルタシガレットから形成される。それ故、ダブルフィルタシガレットの切断は個々のフィルタシガレットにおけるフィルタの吸口端を提供する。【０００５】
上述の通気孔はレーザビームを使用するレーザ穿孔機によって形成することができ、このレーザ穿孔機はダブルフィルタシガレットの移送経路に配置されている。具体的には、レーザ穿孔機はダブルフィルタシガレットのダブルフィルタに対し、切断予定位置から左側に位置したダブルフィルタの左部分側に配置され且つレーザビームを出射可能な左出射口を有し、この左出射口からダブルフィルタの左部分にレーザビームを照射する一方、切断予定位置から右側に位置したダブルフィルタの右部分側に配置され且つレーザビームを出射可能な右出射口を有し、この右出射口からダブルフィルタの右部分にレーザビームを照射する。【０００６】
このようにレーザ穿孔機はダブルフィルタにダブルチップペーパを介して２本以上のレーザビームを照射し、これらレーザビームが個々のフィルタシガレットのための通気孔をそれぞれ形成する。即ち、２本以上のレーザビームはダブルフィルタシガレットの軸線に対して直交する一方、これらレーザビームの照射位置はダブルフィルタの切断位置から所定量離れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平7-67613号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の通気孔に代えて又は通気孔とともにフィルタの吸口端近傍に穿孔を有するフィルタシガレットが開発されつつある。このフィルタシガレットの場合、穿孔は吸口端近傍にてチップペーパに開口した開口端を有し、フィルタシガレットの軸線に対して傾斜した状態で開口端からシガレット側に延びている。【０００９】
このような穿孔の目的は主流煙の希釈ではなく、主流煙の一部を穿孔の開口端からユーザの口腔内に放出することで、口腔内での主流煙の分散を拡大させ、ユーザに新たな喫味感覚を提供することにある。
前述したレーザ穿孔機から出射されるレーザビームはダブルフィルタシガレットの軸線と直交することから、ダブルフィルタシガレットの軸線に対して傾斜した穿孔を形成することはできない。【００１０】
また、上述の穿孔を形成するためには、ダブルフィルタの切断予定位置の近傍（例えば、切断予定位置から１０ｍｍ未満の範囲）にてレーザビームの照射位置を決定し、穿孔はダブルフィルタの軸線に対して傾斜した状態で開口端からシガレット側に延びていることが求められる。従って、ダブルフィルタの左部分及び右部分側にそれぞれ配置された左出射口及び右出射口からダブルフィルタの左部分及び右部分にレーザビームを照射する構造のレーザ穿孔機では前述したように傾斜した穿孔を形成することが非常に困難であった。【００１１】
本発明の目的はダブルフィルタシガレットへの前述した穿孔の形成に適合したレーザビームを簡単な構造で出射することができるレーザ穿孔機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的は、本発明のレーザ穿孔機によって達成され、このレーザ穿孔機はダブルフィルタシガレットを穿孔の対象とする。このダブルフィルタシガレットは、２本のシガレット間に配置されたダブルフィルタを有し、このシガレット及びダブルフィルタはダブルチップペーパの巻き付けにより結合されている。【００１３】
本発明のレーザ穿孔機は、ダブルフィルタシガレットが移送経路に沿って移送される過程にて、前記ダブルフィルタの切断予定位置にて左右に区分されるダブルフィルタの左部分及び右部分のそれぞれにレーザビームを集光させる出射装置を有する。【００１４】
前記出射装置は、
ダブルフィルタの左部分側に配置され且つレーザビームを出射可能な左出射口を含み、ダブルフィルタシガレットが移送経路に規定された穿孔位置に位置付けられたとき、左出射口を通じてダブルフィルタの右部分にレーザビームを集光させ、右部分にダブルフィルタシガレットの軸線に対して斜めの穿孔を形成する左側出射装置と、
ダブルフィルタシガレットの右部分側に配置され且つレーザビームを出射可能な右出射口を含み、ダブルフィルタシガレットが穿孔位置に位置付けられたとき、右出射口を通じてダブルフィルタの左部分にレーザビームを集光させ、左部分に前記軸線に対して斜めの穿孔を形成する右側出射装置と
を具備する。【００１５】
上述のレーザ穿孔機によれば、左右の出射口から互いに逆向きに傾斜したレーザビームをそれぞれ出射させるだけの簡単な構造で、ダブルフィルタの左右の部分にダブルフィルタシガレットの軸線に対して斜めの穿孔がそれぞれ形成可能である。
例えば、左側出射装置はダブルフィルタの右部分に切断予定位置から１０ｍｍ未満の範囲にてレーザビームを集光させ、右側出射装置はダブルフィルタの左部分に切断予定位置から１０ｍｍ未満の範囲にレーザビームを集光させる。【００１６】
前述した左及び右側出射装置の各々は、レーザビームを集光する集光レンズと、レーザビームをダブルフィルタシガレットの軸線に対して斜めに照射するように反射する角度形成ミラーとを含むことができる。集光レンズはレーザビームをダブルフィルタの外周面に向けて集光させ、そして、角度形成ミラーはレーザビームを反射し、ダブルフィルタシガレットのダブルフィルタに照射する。【００１７】
この場合、角度形成ミラーはミラーを２個以上含んでいるのが望ましい。このように角度形成ミラーが２個以上のミラーから構成されていれば、前述の傾斜した穿孔を形成するにあたり、個々のミラーに要求されるレーザビームの反射面積を小さくできる。このことは、集光レンズと対応する出射口との間にて配置されるべき個々のミラーの配置スペースの縮小をもたらし、レーザ穿孔機の小形化に貢献する。【００１８】
好ましくは、左及び右側出射装置の角度形成ミラーは、左及び右側出射装置の光路が交差しないように配置されている。この場合、各光路を伝播するレーザビームが互い干渉する虞はない。
一方、レーザ穿孔機は、ダブルフィルタシガレットをその軸線回りに回転させる回転装置を更に備える一方、左及び右側出射装置はレーザビームをパルス的に出射する。この場合、ダブルフィルタシガレットの回転に伴い、ダブルフィルタシガレットの周方向に間隔を存して穿孔が形成され、このような穿孔はダブルフィルタの左右の部分に穿孔列をそれぞれ形成する。【００１９】
レーザ穿孔機は、ダブルフィルタシガレットがその軸線回りに回転されるときに、ダブルフィルタを移送経路に抑え付ける抑え装置を更に備えることできる。このような抑え装置は、ダブルフィルタシガレットの回転中、ダブルフィルタと左及び右側出射装置との間の距離を一定に維持するうえで役立ち、穿孔列の蛇行を阻止する。【００２０】
例えば、上述の回転装置は、穿孔位置にてダブルフィルタシガレットのシガレットを移送経路との間にそれぞれ挟み込み、且つ、移送経路上でのダブルフィルタシガレットの移送速度に一致した周速にてダブルフィルタシガレットを移送経路の上流側に進行する向きに回転させる一対の回転カムを含んでいる。
この場合、抑え装置は、ダブルフィルタの左部分及び右部分のそれぞれに転接する一対のローラを含んでいるか、又は、ダブルフィルタの左部分及び右部分のそれぞれに転接する回転カムの延長部を含んでいる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のレーザ穿孔機は、左側出射口及び右側出射口からダブルフィルタシガレットにおけるダブルフィルタの右部分及び左部分に向け、互いに逆向きに傾斜したレーザビームをそれぞれ出射させるだけの簡単な構造で、個々のフィルタシガレットのフィルタにフィルタシガレットの軸線に対して斜めの穿孔をそれぞれ形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ穿孔機を示した概略図である。
【図２】図１のダブルフィルタに形成された穿孔を拡大して示した図である。
【図３】図１の分岐レーザビームの光路を穿孔ドラムの側方からみた図である。
【図４】図１の回転カム、ダブルフィルタシガレット及び穿孔ドラムのレイアウトを説明するための図である。
【図５】ダブルフィルタシガレットに対する回転カムの働きを説明するための図であり、（Ａ）〜（Ｄ）はダブルフィルタシガレットの移送過程を順次示す。
【図６】本発明の第２実施形態に係るレーザ穿孔機を示した概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るレーザ穿孔機を示した概略図である。
【図８】穿孔列を蛇行させる要因の１つを説明するための図である。
【図９】チップペーパ上に蛇行することなく形成された穿孔列を示す図である。
【図１０】チップペーパ上にて蛇行して形成された穿孔列を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係るレーザ穿孔機を示した概略図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係るレーザ穿孔機を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照すれば、本発明の第１実施形態に係るレーザ穿孔機１０が概略的に示されており、このレーザ穿孔機１０はダブルフィルタシガレット（以下、Ｗシガレットと称する）１２に２つの穿孔列１３を形成する。穿孔列１３については後述する。
前述の説明から明らかなようにＷシガレット１２は、２本のシガレット１４及びダブルフィルタ１６をダブルチップペーパ１８の巻き付けにより一体的に結合することによって形成されている。
【００２４】
このようなＷシガレット１２はその軸線ＡＣと直交する向きに移送経路に沿って移送される。具体的には、移送経路は回転可能な複数の溝付きドラムによって形成されており、これら溝付きドラムはＷシガレット１２の移送方向に順次連なる列を形成し、Ｗシガレット１２は上流側の溝付きドラムから下流側の溝付きドラムに順次乗り移りながら、移送経路に沿って移送される。なお、図１には溝付きドラムの１つである穿孔ドラム２０の外周部のみが断面にて示されている。
【００２５】
移送経路は、穿孔ドラム２０の所定の回転角位置にて規定された穿孔位置ＰＰを有し、レーザ穿孔機１０は穿孔位置ＰＰに配置されている。具体的には、レーザ穿孔機１０は図１中に１点鎖線で示されたハウジング２２を含むことができ、このハウジング２２は穿孔ドラム２０の外周から穿孔ドラム２０の径方向、例えば上方に離れて配置され、穿孔ドラム２０の外周面と対向した下面を有する。
【００２６】
ハウジング２２の下面にはレーザビームを出射するための左出射口２４及び右出射口２６が設けられている。Ｗシガレット１２におけるダブルフィルタ１６の中央の切断予定位置ＣＰにて、ダブルフィルタ１６を図１でみて左側に位置する左部分１６Ｌと、右側に位置する右部分１６Ｒとに区分してみたとき、図１から明らかなように、左出射口２４はダブルフィルタ１６の左部分１６Ｌ側に位置付けられているものの、右部分１６Ｒに向けてレーザビームを出射可能である。
【００２７】
一方、右出射口２６はダブルフィルタ１６の右部分１６Ｒ側に位置付けられているものの、左部分１６Ｌに向けてレーザビームを出射可能である。
左出射口２４は出射装置の一部である左側出射装置２８の一部を構成し、一方、右出射口２６は出射装置の一部である右側出射装置３０の一部を構成する。これら左右の出射装置２８，３０は例えばレーザスプリッタ３２から分岐レーザビームをそれぞれ受け取り、これら分岐レーザビームを対応する側の出射口２４，２６からそれぞれ出射させる。
【００２８】
レーザスプリッタ３２は、ハウジング２２に収容されたハーフミラー３４及び反射ミラー３６を含み、これらハーフミラー３４及び反射ミラー３６は例えば、穿孔位置ＰＰにあるＷシガレット１２、即ち、照射対象となるＷシガレット１２の軸線ＡＣと穿孔ドラム２０の軸線ＡＤを共に含む同一の第１仮想面ＩＰ１上に配置され（図３参照）、且つ、軸線ＡＣの方向に互いに離れている。本実施形態の場合、ハーフミラー３４は右出射口２６側に配置され、一方、反射ミラー３６は左出射口２４側に配置されている。
【００２９】
レーザスプリッタ３２はハウジング２２外に配置されたレーザ発生源を含み、このレーザ発生源は照射対象のＷシガレット１２の軸線ＡＣに沿い、ハーフミラー３４に向けてレーザビームＢをパルス的に発生する。例えば、レーザビームＢは８〜１５ｍｍ程のビーム径を有する。更に、レーザビームＢの集光度を向上させ、より深い穿孔を形成し易くするという点では、レーザビームＢのビーム径は１２〜１５ｍｍであるのが好ましい。
【００３０】
ハーフミラー３４はレーザ発生源からレーザビームＢを受け取り、そして、受け取ったレーザビームＢの一部を分岐レーザビームＢＬとして左側出射装置２８に向けて反射する。一方、レーザビームＢの残部はハーフミラー３４を通過して反射ミラー３６に至り、この反射ミラー３６はレーザビームＢの残部を分岐レーザビームＢＲとして右側出射装置３０に向けて反射する。即ち、レーザスプリッタ３２はレーザビームＢを穿孔ドラム２０の径方向に沿い且つ互いに平行な分岐レーザビームＢＬ，ＢＲに分岐させる。
【００３１】
左側出射装置２８は、図１でみてハーフミラー３４の下方に集光レンズ３８Ｌ、第１ミラー４０Ｌ及び第２ミラー４２Ｌを有し、これらレンズ及びミラーはハーフミラー３４から延びる分岐レーザビームＢＬの光路を規定し、この光路は最終的に、左出射口２４を経て前記照射対象であるＷシガレット１２におけるダブルフィルタ１６の右部分１６Ｒの外周面に至る。
なお、本実施形態において、左側出射装置の角度形成ミラーは第１ミラー４０Ｌ及び第２ミラー４２Ｌによって構成される。また、図３から明らかなように集光レンズ３８Ｌは前述の第１仮想面ＩＰ１内に配置され、例えば５０〜１２０ｍｍの焦点距離を有している。
【００３２】
第１ミラー４０Ｌは、集光レンズ３８Ｌの下方に配置されているものの、第２ミラー４２Ｌは反射ミラー３６側で且つ第１ミラー４０Ｌよりも下方に配置され、第１ミラー４０Ｌの反射面を含む仮想面ＩＰ３と第２ミラー４２Ｌの反射面を含む仮想面ＩＰ４とが互いに対向する。この場合、第１ミラー４０Ｌは集光レンズ３８Ｌを通過した分岐レーザビームＢＬを第２ミラー４２Ｌに向けて反射し、第２ミラー４２Ｌは第１ミラー４０Ｌからの分岐レーザビームＢＬを左出射口２４を経てダブルフィルタ１６の右部分１６Ｒに向けて反射する。
【００３３】
第２ミラー４２Ｌは第１ミラー４０Ｌから受け取った分岐レーザビームＢＬを更にＷシガレット２の軸線ＡＣに向けて反射し、ここでの反射により、分岐レーザビームＢＬは左出射口２４を通じてダブルチップペーパ１８、即ち、照射対象のＷシガレット１２におけるダブルフィルタ１６の右部分１６Ｒの外周面に集光される。例えば、分岐レーザビームＢＬはダブルチップペーパ１８の外周面上にて３００μｍ以下のスポット径を有する。
【００３４】
一方、右側出射装置３０もまた、図１でみて反射ミラー３６の下方に前述の集光レンズ３８Ｌ、第１ミラー４０Ｌ及び第２ミラー４２Ｌと同様な集光レンズ３８Ｒ、第１ミラー４０Ｒ及び第２ミラー４２Ｒをそれぞれ有し、これらレンズ及びミラーは反射ミラー３６から延びる分岐レーザビームＢＲの光路を規定し、この光路もまた最終的に、右出射口２４を経てダブルチップペーパ１８、即ち、照射対象のＷシガレット１２におけるダブルフィルタ１６の左部分１６Ｌに至る。なお、本実施形態において、右側出射装置の角度形成ミラーは第１ミラー４０Ｒ及び第２ミラー４２Ｒによって構成される。
【００３５】
集光レンズ３８Ｒは反射ミラー３６の下方にて、前述の第１仮想面ＩＰ１内に配置され、集光レンズ３８Ｌと同様に５０〜１２０ｍｍの焦点距離を有している。
第１ミラー４０Ｒは、集光レンズ３８Ｒの下方に配置されているが、第２ミラー４２Ｒはハーフミラー３４側で且つ第１ミラー４０Ｒよりも下方に配置され、第１ミラー４０Ｒの反射面を含む仮想面（図示省略）と第２ミラー４２Ｒの反射面を含む仮想面（図示省略）とは互いに対向する。この場合、第１ミラー４０Ｒは集光レンズ３８Ｒを通過した分岐レーザビームＢＲを第２ミラー４２Ｒに向けて反射し、第２ミラー４２Ｒは第１ミラー４０Ｒからの分岐レーザビームＢＲを右出射口２６を経てダブルフィルタ１６の左部分１６Ｌに向けて反射する。
【００３６】
第２ミラー４２Ｒは第１ミラー４０Ｒから受け取った分岐レーザビームＢＲを更にＷシガレット１２の軸線ＡＣに向けて反射し、ここでの反射により、分岐レーザビームＢＲは右出射口２６を通じてダブルチップペーパ１８、即ち、照射対象のＷシガレット１２におけるダブルフィルタ１６の左部分１６Ｌに集光される。ここでも、分岐レーザビームＢＲはダブルチップペーパ１８の外周面上にて３００μｍ以下のスポット径を有する。
【００３７】
上述の説明及び図１から明らかなように、左側出射装置２８の集光レンズ３８Ｌ、第１ミラー４０Ｌ及び第２ミラー４２Ｌと、右側出射装置３０の集光レンズ３８Ｒ、第１ミラー４０Ｒ及び第２ミラー４２Ｒとは、Ｗシガレット１２の切断予定位置ＣＰとハーフミラー３４と反射ミラー３６との間の中間位置ＭＰとを共に含む第２仮想面ＩＰ２を中心として対称に配置されている。
【００３８】
ダブルフィルタ１６の左及び右部分１６Ｌ，１６Ｒの外周面に分岐レーザビームＢＬ，ＢＲがそれぞれ照射されると、これら分岐レーザビームＢＬ，ＢＲは図２に示されるようにダブルチップペーパ１８を介して左及び右部分１６Ｌ，１６Ｒに穿孔Ｈをそれぞれ形成する。
【００３９】
これら穿孔ＨはＷシガレット１２の切断予定位置ＣＰを挟んで配置され、Ｗシガレット１２の軸線ＡＣに対し、例えば３０〜４５°の傾斜角αにて傾斜し、例えば２ｍｍ程度の深さＤを有する。詳しくは、穿孔Ｈは切断予定位置ＣＰの近傍にてダブルチップペーパ１８の外周面に開口した開口端と、この開口端からシガレット１４側に離れ且つダブルフィルタ１６内に位置付けられた底を有する。なお、穿孔Ｈは互いにダブルフィルタ１６の中で繋がっていてもよいし、底を有していなくともよい。
【００４０】
上述の説明から明らかなように本発明の一実施形態であるレーザ穿孔機１０は、切断予定位置ＣＰにて区分されるＷシガレット１２の左右のフィルタシガレットに関し、右のフィルタシガレットと組をなす分岐レーザビームＢＬの出射口２４を左のフィルタシガレット側に配置する一方、左のフィルタシガレットと組をなす分岐レーザビームＢＲの出射口２６を右のフィルタシガレット側に配置するといった当業者であっても到底想起し得ない大胆な発想に基づいてなされた。
【００４１】
上述の発想に基づき、レーザ穿孔機１０はハーフミラー３４と照射対象のＷシガレット１２との間に第１及び第２ミラー４０Ｌ，４２Ｌを介在させる一方、反射ミラー３６と照射対象のＷシガレット１２との間に第１及び第２ミラー４０Ｒ，４２Ｒをそれぞれ介在させるだけの簡単且つ独自な構造で、ハーフミラー３４からＷシガレット１２に至る分岐レーザビームＢＬの光路及び反射ミラー３６からＷシガレット１２に至る分岐レーザビームＢＲの光路を容易に規定することができる。
【００４２】
このような独自の構造を備えたレーザ穿孔機１０は、ダブルフィルタ１６の左及び右部分１６Ｌ，１６Ｒの外周面、即ち、左右のフィルタシガレットのフィルタにチップペーパを介して斜めの穿孔Ｈをそれぞれ形成することができる。
また、上述した独自の構造は、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲの照射位置をダブルフィルタ１６の切断予定位置ＣＰから１０ｍｍ未満の範囲に収めることを可能にする。
【００４３】
例えば、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲの照射位置を切断予定位置ＣＰから５．０ｍｍ以下、更には３．０ｍｍ以下に位置付けることも可能である。なお、左右のフィルタシガレットは、一対の穿孔列１３が形成されたＷシガレット１２を切断予定位置ＣＰにて切断することで得られる。
【００４４】
この樣にして得られたフィルタシガレットは、フィルタの吸口端の近傍に穿孔Ｈを有していることから、ユーザがフィルタを銜えた際、穿孔Ｈの開口端を口腔内に位置付け易く、また、穿孔ＨはＷシガレット１２の軸線に対し傾斜した状態で開口端からシガレット側に延びていることから、ユーザの口腔内に効果的に主流煙を放出することができる。
【００４５】
本実施形態の場合、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲはダブルフィルタ１６に到達する前に対応する側の第１及び第２ミラー４０，４２にてそれぞれ反射される。それ故、図１２に示されているように集光レンズ３８と対応する側の出射口との間に１つのミラーを有するだけの他の実施形態に比べ、前述の傾斜角αにて傾斜した穿孔Ｈを形成するにあたっては、第１及び第２ミラー４０，４２に要求される分岐レーザビームＢＬ，ＢＲの入反射角、即ち、反射面積を小さくできる。
従って、穿孔ドラム２０の径方向に関し、第１及び第２ミラー４０，４２の配置スペースを小さくでき、レーザ穿孔機１０の小形化が可能となる。なお、図１２の他の実施形態については後述する。
【００４６】
更に、図３を参照すれば明らかなように、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲの光路に関し、本実施形態の場合、第１ミラー４０Ｌ，４０ＲからＷシガレット１２にそれぞれ至る２つの光路の部分が互いに交差することはない。即ち、図３でみて、上述した２つの光路の部分はＷシガレット１２の移送方向ＣＣに関して互いに離れるように一旦進み、この後、Ｗシガレット１２の外周に向けて互いに近づくように進み、照射対象であるＷシガレット１２のダブルフィルタ１６に分岐レーザビームＢＬ，ＢＲを照射させる。
【００４７】
第１ミラー４０Ｌ，４０ＲからＷシガレット１２にそれぞれ至る光路の部分が互いに交差することが無いように、第１ミラー４０Ｌ，４０Ｒの反射面は正対しておらず、照射対象のＷシガレット１２の移送方向ＣＣに関してずれて配置されている。
なお、図１から明らかなように分岐レーザビームＢＬ，ＢＲの光路に関し、ハーフミラー３４から第１ミラー４０Ｌに至る光路や、反射ミラー３６から第１ミラー４０Ｒに至る光路はＷシガレット１２の軸線ＡＣの方向にずれていることから、これら光路もまた互いに交差することはない。
【００４８】
このように分岐レーザビームＢＬ，ＢＲの光路は互いに交差することがないので、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲが互いに干渉する虞はない。それ故、このような干渉が穿孔Ｈの形成に悪影響を及ぼす虞もない。
【００４９】
更に、本実施形態の場合、第１ミラー４０Ｌ及び第２ミラー４２Ｒは調整装置４６にそれぞれ結合され、一方、第１ミラー４０Ｒ及び第２ミラー４２Ｌは調整装置４８にそれぞれ結合されている。これら調整装置４６，４８は、第１及び第２ミラー４０，４２の位置や角度を独立した調整することができ、これにより、穿孔Ｈの位置、傾斜角α及び深さＤの微調整が可能である。この結果、調整装置４６，４８は、穿孔Ｈの正確な形成に寄与し、また、穿孔Ｈのサイズや位置の変更に対して容易な対応を可能にする。
【００５０】
一方、穿孔位置ＰＰに到達したＷシガレット１２は、穿孔ドラム２０の回転に拘らず穿孔位置ＰＰにて一時的に留まり、その軸線ＡＣの回りに回転、即ち、自転する。それ故、Ｗシガレット１２の自転中、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲがダブルフィルタ１６の右部分１６Ｒ及び左部分１６Ｌに間欠的に照射される。
【００５１】
この結果、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲはダブルフィルタ１６の周方向に間隔を存して穿孔Ｈを順次形成し、これより、ダブルフィルタ１６にダブルチップペーパ１８を介して前述した２つの穿孔列１３が得られる。なお、ダブルチップペーパ１８は予め、切断予定位置ＣＰよりも少なくとも１０ｍｍ以上離れた位置に少なくとも１個の通気孔列を予め有していてもよい。
【００５２】
上述したＷシガレット１２の一時的な留まり及び自転を達成するため、本実施形態のレーザ穿孔機１０は回転装置を更に備える。この回転装置に関しては、図４及び図５を追加して以下に説明する。
回転装置は、穿孔位置ＰＰに配置された一対の回転カム５０を含む。これら回転カム５０はローラ形状をなし、図１から明らかなように前述したハウジング２２の両側にそれぞれ配置されている。穿孔位置ＰＰにＷシガレット１２が到達したとき、一対の回転カム５０は穿孔ドラム２０の外周面との間にてＷシガレット１２のシガレット１４をそれぞれ挟み込む。
【００５３】
回転カム５０はＷシガレット１２の移送速度、即ち、穿孔ドラム２０の周速に一致した周速にて回転し、図４でみて穿孔ドラム２０の回転方向ＣＣと同一の回転方向ＣＣに回転する。それ故、回転カム５０及び穿孔ドラム２０は互いに協働し、回転カム５０と穿孔ドラム２０との間に挟み込んだＷシガレット１２を回転方向ＣＣとは逆向きの回転方向Ｃで且つ前記移送速度に一致した周速で回転させる。
【００５４】
従って、Ｗシガレット１２は穿孔ドラム２０の外周面上を穿孔ドラム２０の回転方向ＣＣとは逆向き（即ち、移送経路でみて上流側）に移動しようとする。しかしながら、このようなＷシガレット１２の移動は穿孔ドラム２０における外周面の移動と相殺され、この結果、Ｗシガレット１２は穿孔位置ＰＰにて回転方向Ｃに自転しながら穿孔位置ＰＰに留まることになる。
【００５５】
詳しくは、穿孔ドラム２０はその外周面に多数の突条を含む。これら突条は穿孔ドラム２０の周方向に一定の間隔を存して配置され且つ穿孔ドラム２０の幅方向に延びている。穿孔ドラム２０の周方向に隣接する２つの突条間は穿孔ドラム２０の外周面上にＷシガレット１２のための自転区域をそれぞれ形成する。
【００５６】
図５は穿孔ドラム２０の外周面を平面にて示しており、図５中、穿孔ドラム２０の突条には参照符号５２が付されている。また、突条５２の添字０，１，２…は穿孔ドラム２０の回転に従い、図５に示された穿孔ドラム２０の外周面上に出現した突条５２の順番を示す。
【００５７】
各突条５２は、穿孔ドラム２０の回転方向に関して互いに背向する２つの側面を有し、これら側面の根元領域は穿孔ドラム２０の回転方向でみて、Ｗシガレット１２を選択的に保持可能な上流側及び下流側保持座として形成されている。これら上流側及び下流側保持座は例えばサクションによってＷシガレット１２を保持することができる。
【００５８】
今、図５（Ａ）に示されているように、先頭の突条５２０が穿孔位置ＰＰ、即ち、一対の回転カム５０を通過し、次の突条５２１が穿孔位置ＰＰに向けて移動する過程にある。このとき、突条５２１がその上流保持座にＷシガレット１２をサクションにより保持していると仮定する。なお、前述したようにＷシガレット１２は上流側の溝付きドラムから穿孔ドラム２０に乗り移って、穿孔ドラム２０の回転とともに移送される。
【００５９】
穿孔ドラム２０の回転が更に進み、Ｗシガレット１２が穿孔位置ＰＰに到達したとき、図５（Ｂ）に示されるように、Ｗシガレット１２の２つのシガレット１４は対応する側の回転カム５０と穿孔ドラム２０の外周面、即ち、突条５２１の上流側保持座との間に挟み込まれる。
【００６０】
この時点にて、上流側保持座へのサクションの供給が停止され、Ｗシガレット１２の保持は解除される。一方、前述の説明から明らかなように回転カム５０の回転方向は穿孔ドラム２０の回転方向に同一であるから、一対の回転カム５０がＷシガレット１２の外周面に接触したとき、これら回転カム５０はＷシガレット１２を突条５２１の上流側保持座からＷシガレット１２の移送方向でみて上流側に蹴り出し、図５（Ｃ）に示されるように、Ｗシガレット１２は一対の回転カム５０と穿孔ドラム２０との間に挟み込まれた状態で、穿孔ドラム２０の外周面上を自転させる。
【００６１】
具体的には、一対の回転カム５０はその外周面に複数の蹴り出し爪（図示しない）を有し、これら蹴り出し爪は穿孔位置ＰＰにＷシガレット１２が到達するタイミングで穿孔位置ＰＰを通過し、Ｗシガレット１２の蹴り出しを実行する。
上述したように一対の回転カム５０の周速は穿孔ドラム２０の周速に一致しているので、穿孔ドラム２０の回転が進んでも、Ｗシガレット１２の自転はＷシガレット１２が穿孔位置ＰＰに留まった状態で実施される。
【００６２】
穿孔ドラム２０の回転が更に進み、次の突条５２２が穿孔位置ＰＰを通過するとき、突条５２２は、一対の回転カム５０と穿孔ドラム２０との間のＷシガレット１２を穿孔位置ＰＰから下流側に押し出すと同時と、その下流側保持座にてサクションにより保持する。この後、図５（Ｄ）に示されるように、Ｗシガレット１２は、突条５２２の下流側保持座に保持された状態で、穿孔ドラム２０の回転により移送され、穿孔ドラム２０から隣接する下流側溝付きドラムに乗り移る。
【００６３】
上述の説明から既に明らかなように、Ｗシガレット１２が穿孔位置ＰＰにて自転している間にて、ダブルフィルタ１６の左及び右部分１６Ｌ，１６Ｒの外周面に分岐レーザビームＢＬ，ＢＲがパルス的に照射されれば、左及び右部分１６Ｌ，１６Ｒの外周面に穿孔列１３がそれぞれ形成される。
なお、図５には作図の簡略化を図るため、ダブルフィルシガレット１２は、突条５２１，５２２間のみに示されている。
【００６４】
本発明は上述の第１実施形態のレーザ穿孔機１０に制約されるものではなく、種々の変更が可能である。
図６は、第２実施形態のレーザ穿孔機１０を示す。
第２実施形態のレーザ穿孔機１０の場合、前述した一対の回転カム５０の一部がハウジング２２の下方に潜り込み、Ｗシガレット１２のダブルフィルタ１６に転接可能な延長部５０Ｅをそれぞれ有する点で、第１実施形態のレーザ穿孔機１０とは相違する。
【００６５】
このような延長部５０Ｅは、穿孔位置ＰＰにて、Ｗシガレット１２のダブルフィルタ１６にそれぞれ転接し、前述したＷシガレット１２の自転に合せて回転することから、Ｗシガレット１２の自転を阻害することはない。穿孔列１３の形成中、延長部５０Ｅはダブルフィルタ１６を穿孔ドラム２０の外周面に抑え付けるための抑え装置を提供する。即ち、第２実施形態の場合、一対の回転カム５０は抑え装置を兼用する。
【００６６】
図７は、第３実施形態のレーザ穿孔機を示す。
第３実施形態のレーザ穿孔機１０は、ハウジング２２の下面に前述した抑え装置としての一対の抑えローラ５４を更に含んでいる点で第１実施形態のレーザ穿孔機１０とは相違する。一対の抑えローラ５４は一対の回転カム５０よりも小径で前述した左右の出射口２４，２６の外側にてハウジング２２の直下に配置されている。抑えローラ５４は回転カム５０の回転軸とは異なる回転軸を有し、抑えローラ５４の回転軸は回転カム５０の回転に同期し、回転カム５０の周速に一致した周速で抑えローラ５４を回転させる駆動機構に接続されているか、又は、ハウジング２２に対して回転自在に支持されている。
【００６７】
穿孔位置ＰＰにＷシガレット１２が位置付けられたとき、一対の抑えローラ５４はＷシガレット１２のダブルフィルタ１６に一対の回転カム５０と同様に転接するか、又は、Ｗシガレット１２の回転によって連れ回り、Ｗシガレット１２の自転を阻害することなく穿孔列１３の形成中、前述の一対の回転カム５０の延長部５０Ｅと同様にダブルフィルタ１６を穿孔ドラム２０の外周面に抑え付ける。
【００６８】
上述した第２実施形態の延長部５０Ｅ及び第３実施形態の抑えローラ５４は、穿孔位置ＰＰにてＷシガレット１２が自転しているとき、穿孔ドラム２０の外周面からのダブルフィルタ１６における穿孔列１３の形成予定部位の浮き上りを防止し、穿孔ドラム２０の径方向に関し、ダブルフィルタ１６の外周面における穿孔列１３の目標形成位置と左右の出射口２４，２６との間の距離を一定に維持する。
【００６９】
この結果、例えば分岐レーザビームＢＲを例にして説明すれば、図８に示されているように、分岐レーザビームＢＲはダブルフィルタ１６の外周面上にて、切断予定位置ＣＰから一定の距離を存した目標形成位置Ｘに分岐レーザビームＢＲの焦点位置を正確に合せることができ、図９に示されるように穿孔列１３は蛇行することなく形成される。なお、図９はＷシガレット１２の切断によって得られたフィルタシガレットＦＣをそのチップペーパＴＰを展開した状態で示している。
【００７０】
一方、図８に２点鎖線で示されているように、穿孔列１３の形成予定部位に浮き上がりが発生すれば、分岐レーザビームＢＲは目標形成位置Ｘから切断予定位置ＣＰ側の変位した照射位置Ｙにて照射される。このような目標形成位置Ｘと照射位置Ｙとの間の偏差ΔＤは図１０に示されるように穿孔列１３の蛇行をもたらす。なお、図１０もまた図９と同様な形態でフィルタシガレットＦＣを示している。
【００７１】
上述の説明から明らかなように、穿孔列１３が蛇行する要因の１つが穿孔列１３の形成予定部位の浮き上がりであることから、この浮き上がりを防止するためには、ダブルフィルタ１６の外周面に対する延長部５０Ｅ及び抑えローラ５４の接触位置は目標形成位置Ｘに可能な限り近い方が好ましく、例えば、接触位置と目標形成位置Ｘとの間の距離は５ｍｍ以内に決定されるべきである。
【００７２】
一方、穿孔列１３の蛇行は上述した浮き上がり以外に、ダブルフィルタ１６の真円度が低い場合にも発生する。しかしながら、抑え装置としての延長部５０Ｅ及び抑えローラ５４は、穿孔ドラム２０の外周面にダブルフィルタ１６を押し付けることで、穿孔ドラム２０の外周面と目標形成位置Ｘとの間の距離を一定にし、ダブルフィルタ１６の真円度に起因した穿孔列１３の蛇行をも阻止することができる。
【００７３】
延長部５０Ｅ及び抑えローラ５４の何れも、穿孔列１３の蛇行を阻止するうえで有効である。また、第２実施形態の場合、延長部５０Ｅは回転カム５０の一部であるから、抑え装置のための構成要素を新たに追加する必要がない。それ故、第２実施形態のレーザ穿孔機は部品点数が少なく、簡単な構造となる。
一方、第３実施形態の抑えローラ５４は、構成をシンプルにすることで直径をより小さくでき、スペースに余裕が無いハウジング２２の下側部分の設計の自由度が拡がる。
【００７４】
図１１は、第４実施形態のレーザ穿孔機１０を示す。
第４実施形態の場合、第１ミラー４０Ｌ，４０Ｒは互い正対する反射面を有し、また、第１ミラー４２Ｌ，４２Ｒもまた互いに正対する反射面を有する。この場合、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲの光路は前述した第１仮想面ＩＰ１内にて互いに交差する。
このような構成は第１ミラー４０及び第２ミラー４２の配置を容易にし、更に光路の調整も容易となるため、光路、即ち、分岐レーザビームＢＬ，ＢＲが交差しても、穿孔列１３の形成に悪影響が発生しない限り有効となる。
【００７５】
図１２は、第５実施形態のレーザ穿孔機１０を示す。
第５実施形態の場合、分岐レーザビームＢＬの光路には図１２でみて集光レンズ３８Ｌの下方に単一のミラー５６Ｌが配置されている。それ故、分岐レーザビームＢＬはミラー５６Ｌにて１回だけ反射されて右出射口２６に向かい、この右出射口２６を通じてダブルフィルタ１６の左部分１６Ｌに集光され、穿孔Ｈ、即ち、穿孔列１３を左部分１６Ｌに形成する。なお、本実施形態において、左側出射装置の角度形成ミラーはミラー５６Ｌによって構成される。
【００７６】
一方、分岐レーザビームＢＲの光路にも集光レンズ３８Ｒの下方に単一のミラー５６Ｒが配置されているだけあり、分岐レーザビームＢＲもまたミラー５６Ｒにて１回だけ反射されて左出射口２４に向かい、この左出射口２４を通じてダブルフィルタ１６の右部分１６Ｒに集光され、穿孔Ｈ、即ち、穿孔列１３を右部分１６Ｌに形成する。なお、本実施形態において、右側出射装置の角度形成ミラーはミラー５６Ｒによって構成される。
【００７７】
この場合、調整装置４６はミラー５６Ｌの位置や角度を調整し、調整装置４８はミラー５６Ｒの位置や角度を調整する。
上述した第５実施形態のレーザ穿孔機１０の場合でも、左出射口２４から出射された分岐レーザビームＢＲがダブルフィルタ１６の右部分１６Ｒに穿孔Ｈ、即ち、穿孔列１３を形成し、右出射口２６から出射された分岐レーザビームＢＬがダブルフィルタ１６の左部分１６Ｌに穿孔Ｈ、即ち、穿孔列１３を形成することになる。
【００７８】
更に、上述の各実施形態では何れもレーザスプリッタ３２を使用しているが、レーザ穿孔機１０はレーザビームＢＬ，ＢＲのためのレーザ発生源をそれぞれ含んでいてもよい。また、Ｗシガレット１２のための移送経路は溝付きドラムの列に代えて、ベルトコンベアによって規定されていてもよい。更には、Ｗシガレット１２から形成すべき左右のフィルタシガレットＦＣに２列以上の穿孔列１３を形成するために、ダブルフィルタ１６の左右の部分１６Ｌ，１６Ｒのそれぞれに２本以上のレーザビームを照射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０:レーザ穿孔機、１２：ダブルフィルタシガレット（Ｗシガレット）、１３：穿孔列、１４：シガレット、１６：ダブルフィルタ、１６Ｌ：左部分，１６Ｒ：右部分、１８：ダブルチップペーパ、２０：穿孔ドラム（移送経路）、２２：ハンジング、２４：左出射口、２６：右出射口、２８：左側出射装置、３０：右側出射装置、３２：レーザスプリッタ、３４：ハーフミラー、３６：反射ミラー、３８Ｌ，３８Ｒ：集光レンズ、４０Ｌ，４０Ｒ：第１ミラー（角度形成ミラー）、４２Ｌ，４２Ｒ：第２ミラー（角度形成ミラー）、４６，４８：調整装置、５０：回転カム（回転装置）、５０Ｅ：延長部（抑え装置）、５２：突条、５４：抑えローラ（抑え装置）、５６Ｌ，５６Ｒ：ミラー（角度形成ミラー）、ＡＣ：軸線、Ｂ：レーザビーム、ＢＬ，ＢＲ：分岐レーザビーム（光路）、ＣＰ：切断予定位置、ＰＰ：穿孔位置
【図１】
2014068636.tif 000003
【図２】
2014068636.tif 000004
【図３】
2014068636.tif 000005
【図４】
2014068636.tif 000006
【図５】
2014068636.tif 000007
【図６】
2014068636.tif 000008
【図７】
2014068636.tif 000009
【図８】
2014068636.tif 000010
【図９】
2014068636.tif 000011
【図１０】
2014068636.tif 000012
【図１１】
2014068636.tif 000013
【図１２】
2014068636.tif 000014
【国際調査報告】
2014068636.tif 000015
2014068636.tif 000016
2014068636.tif 000017
2014068636.tif 000018