专利名称：卷烟制造机及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于制造附加特殊特性卷烟的制造机及其制造方法。
背景技术：
近年来，具有希望特性的各种卷烟被知晓。这种卷烟的纸卷上具有用于发挥其特性的条带，条带是通过把各种材料涂布在纸卷上而形成的。
例如，特表2001-509366号公报公开的卷烟就具有低延烧性，该低延烧性是通过多个条带发挥的。这些条带形成在卷烟的纸卷上，配置在卷烟轴线方向上并且具有一定的间隔。
国际公开第01/84969号手册中公开的卷烟，在点燃时其具有抑制不希望成分即乙醛的产生的改善燃烧特性，该改善燃烧特性是通过一个条带而发挥的。具体说就是该条带位于卷烟的前端(点燃端)而形成在纸卷上。
而且卷烟还能包含用于改善其特有味和香味的条带，这些条带也形成在纸卷上。
上述卷烟为了充分发挥其特性，就希望条带正确地形成在纸卷上。特别是在所述手册中卷烟的情况下，若所述条带不是正确地位于卷烟的前端，则条带就不能发挥希望的改善燃烧特性。
但这种卷烟制造时，把条带正确地位于卷烟的前端是非常困难的。更详细说就是，一般的卷烟制造机包含使形成纸卷的的卷筒纸以一定速度行进的配给带(ガ二チヤテ一プ)、包卷区域和切断区域。卷筒纸在其行进中通过包卷区域时，把烟丝连续进行包入，并从包卷区域把卷烟连续送出。然后，在卷烟杆通过切断区域时把每个切断成规定的长度，这样，能得到各个卷烟。
因此，若使所述条带以具有一定间隔预先形成在卷筒纸上，且使配给带与卷筒纸一起行进，则一般的卷烟制造机就能正确制造具备所述条带的卷烟。
但在卷烟杆的成形中，若卷筒纸与配给带之间产生滑动，即使该滑动是微小的，也使卷烟的条带从希望的位置变位，其结果是不能把条带正确地定位在卷烟的前端处。
为了消除这种不良情况，在卷烟制造机中就需要考虑使配给带的行进速度与卷烟杆的切断时间相对变化，换言之就是，相对于卷烟杆的切断时间而使条带的行进相位变化。
但在卷烟制造机中，是通过把配给带的行进速度与卷烟杆的切断时间维持一定，来保证高速且稳定地制造卷烟的，所以上述的行进速度与切断时间相对变化是不现实的。
发明内容
本发明是根据上述情况而开发的，其目的在于提供一种卷烟制造机及其制造方法，其不使配给带的行进速度与卷烟杆的切断时间相对变化，就能把其条带正确地定位在希望的位置处。
为了达到所述目的，本发明的卷烟制造机，在把配给带的行进速度与卷烟杆的切断时间之间的相对关系维持一定的状态下，其还具备使条带的位置相对于卷烟可变的可变装置，该可变装置包含制动器，其配置在卷筒纸的供给路径上，通过给予卷筒纸以制动力而能调整卷筒纸的张力；定位装置，其根据由该张力引起产生的卷筒纸的伸长而来控制制动器，把条带相对于卷烟的位置定位在合适区域内。
具体说就是，定位装置包括条带检测器，其配置在制动器与包卷区域之间，检测卷筒纸的所述条带并把检测信号输出；信号发生器，其设置在切断区域上，在卷烟杆被切断时输出切断信号；判定电路，其根据检测信号和切断信号来判定条带是否定位在了合适区域；控制电路，其根据判定电路的判定结果，通过制动器来调整所述卷筒纸的张力，控制卷筒纸的伸长，以使所述条带定位在合适区域中。
根据上述的可变装置，在条带从卷烟的合适区域向一个方向即从卷烟杆的行进方向看是其上游侧(滞角侧)偏离时，控制电路通过制动器调整卷筒纸的张力，这样来控制卷筒纸伸长。具体说就是，增加卷筒纸的张力，这样，卷筒纸伸长而条带的间隔增加。因此，条带的位置慢慢地向从卷烟杆的行进方向看是其下游侧即相对于卷烟杆的切断时间是前进方向(进角侧)移动，然后，条带的位置恢复到卷烟的合适区域处。
其结果是，所述可变装置在把配给带的行进速度与卷烟杆的切断时间之间的相对关系维持一定的状态下，能把卷烟的条带位置定位在合适区域内。
具体说就是，合适区域离卷烟的点火端具有规定的长度，而制动器对于卷筒纸给予其每个宽度5～15N范围的张力。
给予卷筒纸的张力若设定在上述的范围，则在防止卷筒纸破裂的同时，使卷筒纸产生与被付与的张力成比例的伸长。其结果是条带的位置被正确定位。
制动器，其能包括把吸气力给予卷筒纸的吸气制动器，或是与配给带协同动作而送出卷筒纸的制动辊单元。这些吸气制动器或制动辊单元能简单地就对卷筒纸给予张力，且能容易地调整其张力的大小。
控制电路，其在条带从合适区域偏离时，通过制动器来增加卷筒纸的张力。这时，在条带位置恢复到合适区域之前期间，其最大仅使其变化相当于一根卷烟那部分长度的距离。
而控制电路，其在条带位置从包含合适区域的容许区域偏离时，其能输出用于具有该条带的卷烟的排除信号。而且控制电路在条带检测器没检测出条带时，其能输出用于不具有条带的卷烟的排除信号。这时，能可靠地把不良的卷烟排除。
理想情况是，制动器把产生规定伸长的张力预先给予卷筒纸，这时，控制电路根据判定电路的判定结果，通过制动器来增加或减少卷筒纸的张力。其结果是卷筒纸的伸长增加或减少。这时，即使条带的位置从合适区域向任何方向偏离，也能通过调整卷筒纸的张力而使条带的位置迅速地恢复定位到其合适区域内。
所述目的通过本发明的制造方法也能达到，该制造方法在把配给带的行进速度与卷烟杆的切断时间之间的相对关系维持一定的状态下，其还包含使条带的位置相对于卷烟可变的工序，该可变工序，付与卷筒纸以张力，并控制由该张力引起产生的卷筒纸的伸长，对于卷烟而把条带的位置定位在合适区域内。
图1是概略表示卷烟制造机一部分的图；
图2表示的是由图1制造机制造的过滤嘴卷烟；图3是表示图1的吸气制动器一部分的图；图4是表示形成纸卷的卷筒纸张力与其伸长关系的曲线图；图5是表示根据卷筒纸上条带的位置，控制卷筒纸伸长的控制程序的流程图；图6是表示条带对于容许区域和合适区域位置的图；图7是表示变形例的控制程序一部分的流程图；图8是表示给料辊单元的图。
具体实施例方式
图1的卷烟制造机具备环状的配给带2。配给带2通过驱动鼓4的旋转而向一个方向行进，并通过包卷区域6。
在对于配给带2行进方向而在包卷区域6的上游侧，配给带2接受形成卷烟纸卷的卷筒纸W和层状的烟丝。卷筒纸W从卷筒纸辊8输送出并被向配给带2上引导，且层状的烟丝被从烟丝传送带(未图示)向卷筒纸W上供给。
卷筒纸W与配给带2一起通过包卷区域6。这时，在包卷区域6通过卷筒纸W把烟丝连续地包入，形成卷烟杆TR。所形成的卷烟杆TR则从包卷区域6送出。
在包卷区域6的下游配置有切断区域10，该切断区域10具有能旋转的切断刀12。在卷烟杆TR从包卷区域6通过切断区域10时，卷烟杆TR通过切断刀12的旋转而被切断成具有规定长度的各个卷烟C。切断区域10包含信号发生器13，其在卷烟杆TR被切断时发出表示切断时间的切断信号。
而每隔一定的间隔，条带就被预先形成在卷筒纸W上。本实施例的情况下，条带的间隔是相当于卷烟C的长度。例如条带是把卷烟点燃时为了减少产生乙醛的减少剂涂布在卷筒纸W的内面上而形成的。减少剂例如能使用所述国际公开第01/84969号所公开的减少剂。
切断刀12的旋转相位即卷烟杆TR的切断时间，是根据配给带2的行进速度即条带的行进相位来决定的。因此，各个卷烟C能在其合适区域具有条带。合适区域，其从卷烟杆TR的行进方向看，被规定在卷烟C的切断端与向下游方向离开规定长度的位置之间。然后，如图2所示，在形成卷烟C和具有过滤嘴的过滤嘴卷烟FC时，条带B被定位在过滤嘴卷烟FC的点燃端部。
如图1所示，卷筒纸W的供给路径从卷筒纸辊8延伸到配给带2，吸气制动器14配置在该供给路径上。
吸气制动器14包含吸气盒16，该吸气盒16具有面对供给路径即卷筒纸W的吸气面。吸气面由图3所示的多孔板18形成，多孔板18具有多个吸气孔20。这些吸气孔20均匀地分布在吸气面的整个面上。
吸气管路22从吸气盒16延伸，该吸气管路22连接在真空泵上。压力控制阀24插接在吸气管路22上，该压力控制阀24与信号处理电路26进行电连接。在从信号处理电路26向压力控制阀24供给打开阀信号时，则压力控制阀24就打开，在调整了真空泵的吸气压力之后向吸气盒16供给。其结果是，吸气制动器14通过多孔板18的吸气孔20而吸引空气，把卷筒纸W吸附在吸气面即多孔板18上。
吸气制动器14的吸气力小于配给带2对卷筒纸W的牵引力，卷筒纸W一边抵抗吸气制动器14的吸气力一边向包卷区域6供给。因此，位于配给带2与吸气制动器14之间的卷筒纸W就被配给带2的牵引力所拉伸。因此卷筒纸W的张力增加，卷筒纸W就在其长度方向上产生相应于张力增加的伸长。
图4对于通气度不同的三种卷筒纸W1、W2、W3，分别表示了其卷筒纸的张力-伸长特性。这些张力-伸长特性是根据检测结果而得到的。如从图4所了解的那样，任何卷筒纸其卷筒纸的张力也是平均每卷筒纸W的宽度H(27mm)在1～22N以内，理想的是处于5～15N范围内时，卷筒纸的伸长，与张力的增加成比例地增加。因此，只要把卷筒纸的张力控制在5～15N/H的范围内，就能不招致卷筒纸W破裂地使卷筒纸W产生希望的伸长。
在卷筒纸的张力位于上述范围内时，根据拉伸试验，卷筒纸W1～W3，每1N就产生0.02～0.03％的伸长。
卷筒纸W的供给路径上，在吸气制动器14与配给带2之间配置有条带检测器28，条带检测器28与信号处理电路26进行电连接。条带检测器28可使用所述特表2001-509366号公开那样的光学传感器。
在卷筒纸W的各个条带B通过条带检测器28时，条带检测器28检测条带B的通过，并把该检测信号作为条带信号向信号处理电路26供给。
且信号处理电路26还与所述切断区域10电连接，切断区域10把卷烟杆TR的切断信号向信号处理电路26供给。
信号处理电路26根据图5所示的控制程序，控制向压力控制阀24供给打开阀信号。
控制程序现在，假定卷烟制造机在运转中其配给带2的行进速度(条带B的行进相位)与卷烟杆TR的切断时间(切断刀12的旋转相位)维持着一定的关系。且设定在初期状态，由卷烟制造机制造的卷烟C其条带B是被定位在所述合适区域内。
卷烟制造机在这种运转状态下，信号处理电路26首先读入规定的设定值(步骤S1)。该设定值包含卷筒纸的种类、应付与卷筒纸W的张力和卷筒纸W的基准张力等。
然后，信号处理电路26顺序读入条带信号和切断信号(步骤S2、S3)，在信号处理电路26内，根据条带信号和切断信号来计算卷烟杆TR的切断端与下一个条带B之间的距离即计算条带B相对于卷烟C前端的位置(步骤S4)。
在计算条带B的位置时，信号处理电路26当然要考虑条带检测器28与切断区域10之间的距离、卷筒纸W即配给带2的行进速度、切断刀12的旋转速度等。
然后，判断条带B的位置是否在容许区域AR内(步骤S5)，当在此的判断结果是真(Yes)的情况下，接着，则判断条带B的位置是否在合适区域CR内(步骤S6)。
如图6所示，容许区域AR被规定在从卷烟杆TR的行进方向看是位于卷烟杆TR的切断位置与从切断位置向上游方向有规定距离的界限位置之间，且合适区域CR被规定在容许区域AR内。即合适区域CR被规定在切断位置与界限位置下游的下限位置之间。图6中，参照符号L是表示卷烟C的长度。
在步骤S5、S6的判断结果都是真的情况下，从信号处理电路26向压力控制阀24的打开阀信号被停止(步骤S7)，于是，卷筒纸W的张力被维持在基准值上(步骤S8)。
这种情况如图6(A)所示，这时，条带B是被定位在合适区域CR内。
相反地，若步骤S6的判断结果是伪(No)时，则例如如图6(B)所示，表示的情况是条带B的位置是位于容许区域AR内，但却是从合适区域CR向上游侧偏离。在这种情况下，信号处理电路26输出打开阀信号，使压力控制阀24打开(步骤S9)。因此，从压力控制阀24向吸气制动器14供给负气压，吸气制动器14吸附卷筒纸W，使卷筒纸W的张力增加(步骤S10)。
这样，当卷筒纸W的张力增加，则卷筒纸W产生伸长，所以条带B的位置从卷烟杆TR的行进方向看就向下游侧(进角侧)即向合适区域CR慢慢变化，而如图6(C)所示那样恢复到合适区域CR内。
然后，步骤S6的判断结果变为真，来自信号处理电路26的打开阀信号的输出停止(步骤S7)，压力控制阀24被关闭，卷筒纸W的张力返回到基准值(步骤S8)。
而当条带B的位置从容许区域AR向上游侧偏离，其结果是步骤S5的判断结果成为伪的情况时，则要判断是否有条带信号自身即判断是否检测到了条带信号(步骤S11)。在此的判断结果是真时，则信号处理电路26对应于条带位置不良的卷烟C而输出排除信号(步骤S12)。然后实施所述的步骤S9、S10。这些步骤S9、S10，被反复进行，直到随着卷筒纸W张力的增加，卷筒纸W的伸长使条带B的位置恢复到合适区域CR内。
步骤S11的判断结果是伪的情况下，则信号处理电路26输出排除信号(步骤S13)。
上述说明中，条带B的位置向合适区域CR或容许区域AR的上游侧偏离时，步骤S5的判断结果是伪，其结果是卷筒纸W的张力即卷筒纸W的伸长增加，于是条带B的位置恢复到合适区域CR内。
但图6(B)中，即使如双点划线所示那样条带B的位置从合适区域CR即容许区域AR向下游侧偏离，步骤S5的判断结果也是伪。因此，在这种情况下也同样地实施步骤S9、S10。其结果是随着卷筒纸W张力的增加，卷筒纸W继续伸长，使条带B的位置恢复到合适区域CR内。这时条带B的位置向下游侧(进角侧)移动相当于一根卷烟C长度的距离。
本发明并不被上述一实施例所制约，其能有各种变形。
例如，卷烟制造机在位于正常运转中时，吸气制动器14也能向卷筒纸W经常给予比所述基准值高水平的高张力。这种情况下，卷筒纸W就产生对应于高张力的伸长。在这种状况下若卷筒纸W的张力增加或减少，则就使卷筒纸W的伸长向扩大方向或缩小方向变化，还能把卷筒纸W的伸长向任何方向控制。
这时，信号处理电路26就根据图7所示的控制程序来控制压力控制阀24的开度即控制吸气制动器14的吸气力。
图7的控制程序中，位于步骤S5之前的步骤与图5控制程序中的步骤S1～S4是相同的，所以图7中，步骤S1～S4就省略了。
图7的控制程序中，在步骤S6的判断结果是真的情况下，信号处理电路26停止向压力控制阀24输出控制信号(步骤S14)。其结果是压力控制阀24的开度维持在规定的值上，并通过吸气制动器14向卷筒纸W给予所述的高张力(步骤S15)。
而当步骤S5的判断结果是伪，且步骤S11的判断结果是真时，则信号处理电路26在输出排除信号之后(步骤S12)，就判断条带B的位置对于容许区域AR是否是向某方向偏离，具体说就是判断对于正确位置来说，其是否向上游侧即滞角侧变位了(步骤S16)。
在步骤S16的判断结果是真的情况下，则信号处理电路26向压力控制阀24输出开度增加信号(步骤S17)，压力控制阀24的开度被增加。其结果是卷筒纸W的张力比高张力更加被增加，条带B的位置向进角侧移动，并恢复到容许区域AR即合适区域CR内。
相反，在步骤S16的判断结果是伪的情况下，则信号处理电路26向压力控制阀24输出开度减少的信号(步骤S19)，压力控制阀24的开度被减少。其结果是卷筒纸W的张力比高张力减少，条带B的位置向滞角侧移动，并恢复到容许区域AR即合适区域CR内。
这样，只要条带B的位置也能向滞角侧变位，则条带B的位置即使从容许区域AR向进角侧偏离了，也能把条带B的位置迅速地恢复到合适区域CR内。其结果是能降低排除信号的输出数即不合格卷烟C的根数。
如图1所示，在卷烟制造机于卷筒纸辊8的下游具备卷筒纸W贮存器30的情况下，该贮存器30也能替代吸气制动器14来使用。
公知的贮存器30，是在把应该输送卷筒纸W的辊从使用中辊8切换成待机辊(未图示)时使用，这样，就能把待机辊上的卷筒纸自动连接在从使用中辊输送出的卷筒纸W上。
上述的贮存器30，通常在其出口处具备吸气导向件32。该吸气导向件32具有用于限制卷筒纸W曲折前进的导向件面，该导向件面作为与吸气制动器14的吸气面同样的吸气面而发挥作用。因此，当吸气导向件32通过吸气管路22和压力控制阀24而与真空泵连接时，则吸气导向件32就能控制卷筒纸W的张力。
且为了控制卷筒纸W的张力，也可以使用图8所示的那样的制动辊单元34。
制动辊单元34配置在卷筒纸W的供给路径上，其具有制动辊36和间距辊38。卷筒纸W被夹在制动辊36和间距辊38之间，并随着制动辊36的旋转而行进。制动辊36通过可变速电机40而旋转，该可变速电机40与同步控制电路42电连接。
同步控制电路42，其分别与驱动配给带2的驱动鼓8的主电机(未图示)和信号处理电路26进行电连接。这种情况下，信号处理电路26把相当于所述开度增加信号和开度减少信号的减速信号和加速信号向同步控制电路42供给。
卷烟制造机在正常运转状态下，减速信号和加速信号都不从信号处理电路26向同步控制电路42供给时，同步控制电路42控制可变速电机40，使制动辊36旋转的圆周速度与驱动鼓4的圆周速度相同或比驱动鼓4的圆周速度慢。这时，制动辊单元34向卷筒纸W给予所述基准值的张力或所述的高张力。
在这种状态下，若把减速信号和加速信号从信号处理电路26向同步控制电路42供给时，则同步控制电路42控制可变速电机40即制动辊36的旋转速度，使卷筒纸W的张力增加或减少。因此，制动辊单元34，其与所述的吸气制动器14和吸气导向件32同样地能调整卷筒纸W的张力而控制卷筒纸W的伸长，其结果是能把卷烟C上条带B的位置收容在合适区域CR内。
上述实施例中，是把用于减少乙醛等特定成分的条带形成在卷烟C的纸卷上。但纸卷也可以具备把低延烧性给予卷烟的条带。这时，条带在卷烟的轴线方向上以规定的间隔配置，卷烟在每一根上就具有多个条带。
权利要求
1.一种具有纸卷的卷烟的制造机，其中，其具备供给路径，其用于卷筒纸，该卷筒纸形成所述纸卷，使付与所述卷烟的希望特性的条带在其长度方向上以具有一定间隔而预先形成；包卷区域，其具有从所述供给路径接受所述卷筒纸，并使该卷筒纸与烟丝一起向一个方向行进的配给带，在所述卷筒纸的行进过程中，把烟丝包入到所述卷筒纸中而形成卷烟杆，并把成形的卷烟杆送出；切断区域，其把从所述包卷区域送出的所述卷烟杆切断成规定长度的每个卷烟；可变装置，其在把所述配给带的行进速度与所述卷烟杆的切断时间之间的相对关系维持一定状态下，使所述条带的位置相对于所述卷烟能可变，所述可变装置包含制动器，其配置在所述供给路径上，通过给予所述卷筒纸的制动力而能调整所述卷筒纸的张力；定位装置，其根据由所述张力引起产生的所述卷筒纸的伸长而控制所述制动器，把所述条带相对于所述卷烟的位置定位在合适区域。
2.如权利要求1所述的制造机，其中，所述定位装置包括条带检测器，其配置在所述制动器与所述包卷区域之间，检测所述卷筒纸的所述条带并把检测信号输出；信号发生器，其设置在所述切断区域上，在所述卷烟杆被切断时输出切断信号；判定电路，其根据所述检测信号和所述切断信号来判定所述条带是否定位在合适区域；控制电路，其根据所述判定电路的判定结果，通过所述制动器来调整所述卷筒纸的张力，为了使所述条带定位在所述合适区域而控制所述卷筒纸的伸长。
3.如权利要求2所述的制造机，其中，所述合适区域离所述卷烟的点火端具有规定的长度。
4.如权利要求3所述的制造机，其中，所述制动器对于所述卷筒纸给予其单位宽度5～15N范围的张力。
5.如权利要求4所述的制造机，其中，所述制动器包括把吸气力给予所述卷筒纸的吸气制动器。
6.如权利要求4所述的制造机，其中，所述制动器包括与所述配给带协同动作而送出所述卷筒纸的制动辊单元。
7.如权利要求4所述的制造机，其中，所述控制电路，在所述条带从所述合适区域偏离时，其通过所述制动器来增加所述卷筒纸的张力。
8.如权利要求7所述的制造机，其中，所述控制电路在所述条带的位置从包含所述合适区域的容许区域偏离时，输出排除信号，该排除信号用于具有该条带的卷烟。
9.如权利要求7所述的制造机，其中，所述控制电路在所述条带检测器没检测出条带时，其能输出排除信号，该排除信号用于不具有条带的卷烟。
10.如权利要求4所述的制造机，其中，所述制动器把产生规定伸长的张力预先给予所述卷筒纸，所述控制电路根据所述判定电路的判定结果，通过所述制动器来增加或减少所述卷筒纸的张力。
11.一种卷烟的制造方法，其中，其具备供给工序，其供给卷筒纸，该卷筒纸形成所述纸卷，使付与所述卷烟的希望特性的条带在其长度方向上以具有一定间隔而预先形成；送出工序，其具有在配给带上接受所述卷筒纸，并使该卷筒纸与烟丝一起向一个方向行进的过程中，把烟丝包入到所述卷筒纸中而形成卷烟杆，并把成形的卷烟杆送出；切断工序，其把送出的所述卷烟杆切断成规定长度的每个卷烟；可变工序，其在把所述配给带的行进速度与所述卷烟杆的切断时间之间的相对关系维持一定状态下，使所述条带的位置相对于所述卷烟能可变，所述可变工序，其付与所述卷筒纸张力，并控制由所述张力引起产生的所述卷筒纸的伸长，把所述条带的位置相对于所述卷烟定位在合适区域。
全文摘要
一种卷烟的制造机，其包含卷筒纸辊(8)，其输送预先形成有条带的卷筒纸(W)、和吸气制动器(14)，其配置在该卷筒纸辊(8)与包卷区域(6)的配给带(2)之间，该吸气制动器(14)，在卷烟(C)上的条带(B)的位置从合适区域(CR)偏离时，其增加卷筒纸(W)的张力而使卷筒纸(W)产生伸长，把条带(B)的位置恢复到合适区域内。
文档编号A24C5/20GK1784153SQ20048001262
公开日2006年6月7日 申请日期2004年4月6日 优先权日2003年4月7日
发明者松浦定芳, 南启介, 二村毅 申请人:日本烟草产业株式会社