JP2000333663A - 喫味用物品若しくはその部品の密度検出装置 - Google Patents
喫味用物品若しくはその部品の密度検出装置Info
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- A24C5/3412—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by means of light, radiation or electrostatic fields
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多数の小片の集合体を具備する棒状の喫味用物
品若しくはその部品を被検査として高精度で光学的に検
査することが可能な密度検査装置を提供する。 【解決手段】光学的密度検査装置において、第１及び第
２光源１２、１４からの、刻ＬＳを透過しない０．７μ
ｍの第１光ビームＢ１と、刻ＬＳを透過する１．３μｍ
の第２光ビームＢ２と、が合成され、平行光ビームＣＢ
としてたばこロッドＴＲに照射される。第１及び第２光
ビームＢ１、Ｂ２の投光量、反射光量、及び通過光量
は、受光素子２６、２８、４２、５６、５８、投光量制
御回路３６、及び演算回路４８により測定される。演算
回路４８は、第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の投光
量、反射光量、及び通過光量に基づいて、刻ＬＳを透過
した第２光ビームＢ２の透過光量を算出すると共に、同
透過光量に基づいて刻ＬＳの密度を算出する。
品若しくはその部品を被検査として高精度で光学的に検
査することが可能な密度検査装置を提供する。 【解決手段】光学的密度検査装置において、第１及び第
２光源１２、１４からの、刻ＬＳを透過しない０．７μ
ｍの第１光ビームＢ１と、刻ＬＳを透過する１．３μｍ
の第２光ビームＢ２と、が合成され、平行光ビームＣＢ
としてたばこロッドＴＲに照射される。第１及び第２光
ビームＢ１、Ｂ２の投光量、反射光量、及び通過光量
は、受光素子２６、２８、４２、５６、５８、投光量制
御回路３６、及び演算回路４８により測定される。演算
回路４８は、第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の投光
量、反射光量、及び通過光量に基づいて、刻ＬＳを透過
した第２光ビームＢ２の透過光量を算出すると共に、同
透過光量に基づいて刻ＬＳの密度を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、葉たばこの刻等の
多数の小片の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しく
はその部品を被検査体とし、同小片の密度を光学的に検
査するための検査装置に関する。この検査装置は、例え
ば、葉たばこの刻を巻紙で巻上げてたばこロッドを製造
するシステムにおいて、たばこロッドへの刻の導入量を
フィードバック制御したり、たばこロッドの不良品を排
除するために使用可能となる。
多数の小片の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しく
はその部品を被検査体とし、同小片の密度を光学的に検
査するための検査装置に関する。この検査装置は、例え
ば、葉たばこの刻を巻紙で巻上げてたばこロッドを製造
するシステムにおいて、たばこロッドへの刻の導入量を
フィードバック制御したり、たばこロッドの不良品を排
除するために使用可能となる。
【０００２】
【従来の技術】シガレット、たばこロッド、たばこ用フ
ィルタ等の喫味用物品若しくはその部品を生産する工程
において、製品の良否等を知るため、これらの構成部材
の密度を検査することが必要となる。例えば、葉たばこ
の刻を巻紙で巻上げてたばこロッドを製造するシステム
において、たばこロッド内の刻の充填状態を知るため、
光学式密度検査装置が使用される。この種の検査装置と
して、特公平８−２２８８には、紫外線から赤外線の領
域内の光ビームを使用してたばこストランドの密度を光
学的に検査するための装置が開示される。
ィルタ等の喫味用物品若しくはその部品を生産する工程
において、製品の良否等を知るため、これらの構成部材
の密度を検査することが必要となる。例えば、葉たばこ
の刻を巻紙で巻上げてたばこロッドを製造するシステム
において、たばこロッド内の刻の充填状態を知るため、
光学式密度検査装置が使用される。この種の検査装置と
して、特公平８−２２８８には、紫外線から赤外線の領
域内の光ビームを使用してたばこストランドの密度を光
学的に検査するための装置が開示される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者が、上記公報
に開示のタイプの検査装置を用いてたばこロッドの密度
検査を行ったところ、たばこロッド内の刻の特性に依存
して、光の減衰率と刻重量との相関が正確にとれないと
いう問題が発生することが見出された。この問題は、次
のような幾つかの重要な点が十分に考慮されていないこ
とに起因するものと考えられる。
に開示のタイプの検査装置を用いてたばこロッドの密度
検査を行ったところ、たばこロッド内の刻の特性に依存
して、光の減衰率と刻重量との相関が正確にとれないと
いう問題が発生することが見出された。この問題は、次
のような幾つかの重要な点が十分に考慮されていないこ
とに起因するものと考えられる。
【０００４】先ず、刻に含有される水分は、光の減衰率
と刻重量との相関に大きな影響を及ぼす。また、発光素
子がＬＥＤの場合、単一波長でなく発光波長帯が広がる
ため、刻による光の減衰率が波長により異なる。また、
充填されている刻の隙間、或いはロッドの巻紙表面を伝
わってくる光（たばこロッドの円周変化により影響を受
ける）により、実際の刻による光の減衰量より受光素子
に入射する光が多い。更に、受光素子の暗電流により測
定誤差が生じる。
と刻重量との相関に大きな影響を及ぼす。また、発光素
子がＬＥＤの場合、単一波長でなく発光波長帯が広がる
ため、刻による光の減衰率が波長により異なる。また、
充填されている刻の隙間、或いはロッドの巻紙表面を伝
わってくる光（たばこロッドの円周変化により影響を受
ける）により、実際の刻による光の減衰量より受光素子
に入射する光が多い。更に、受光素子の暗電流により測
定誤差が生じる。
【０００５】本発明は、かかる従来技術の問題点に基づ
いてなされたものであり、葉たばこの刻等の多数の小片
の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しくはその部品
を被検査体とし、同小片の密度を高精度で光学的に検査
することが可能な密度検査装置を提供することを目的と
する。
いてなされたものであり、葉たばこの刻等の多数の小片
の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しくはその部品
を被検査体とし、同小片の密度を高精度で光学的に検査
することが可能な密度検査装置を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
多数の小片の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しく
はその部品を被検査体とし、前記小片の密度を光学的に
検査するための装置であって、前記小片を実質的に透過
しない第１波長の光からなる第１光ビームを発光する第
１光源と、前記小片を実質的に透過する第２波長の光か
らなる第２光ビームを発光する第２光源と、前記第１及
び第２光ビームを合成すると共に平行光ビームとして前
記被検査体に照射するための光学系と、前記被検査体に
照射する前の前記平行光ビームに含まれる前記第１及び
第２光ビームの夫々に対応する第１及び第２投光量を測
定するための手段と、前記被検査体の表面で反射される
前記平行光ビームに含まれる前記第１及び第２光ビーム
の夫々に対応する第１及び第２反射光量を測定するため
の手段と、前記被検査体を通過する前記平行光ビームに
含まれる前記第１及び第２光ビームの夫々に対応する第
１及び第２通過光量を測定するための手段と、前記第１
及び第２投光量、第１及び第２反射光量、及び第１及び
第２通過光量に基づいて、前記小片を透過した前記第２
光ビームの透過光量を算出すると共に、前記透過光量に
基づいて前記小片の密度を算出するための演算回路と、
を具備することを特徴とする。
多数の小片の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しく
はその部品を被検査体とし、前記小片の密度を光学的に
検査するための装置であって、前記小片を実質的に透過
しない第１波長の光からなる第１光ビームを発光する第
１光源と、前記小片を実質的に透過する第２波長の光か
らなる第２光ビームを発光する第２光源と、前記第１及
び第２光ビームを合成すると共に平行光ビームとして前
記被検査体に照射するための光学系と、前記被検査体に
照射する前の前記平行光ビームに含まれる前記第１及び
第２光ビームの夫々に対応する第１及び第２投光量を測
定するための手段と、前記被検査体の表面で反射される
前記平行光ビームに含まれる前記第１及び第２光ビーム
の夫々に対応する第１及び第２反射光量を測定するため
の手段と、前記被検査体を通過する前記平行光ビームに
含まれる前記第１及び第２光ビームの夫々に対応する第
１及び第２通過光量を測定するための手段と、前記第１
及び第２投光量、第１及び第２反射光量、及び第１及び
第２通過光量に基づいて、前記小片を透過した前記第２
光ビームの透過光量を算出すると共に、前記透過光量に
基づいて前記小片の密度を算出するための演算回路と、
を具備することを特徴とする。
【０００７】本発明の第２の視点は、第１の視点の装置
において、前記第１及び第２反射光量を測定するための
手段は、前記被検査体の表面で反射される前記平行光ビ
ームに含まれる前記第１及び第２光ビームの一方のみを
受光してその反射光量を算出すると共に、前記被検査体
の表面で反射される前記平行光ビームに含まれる前記第
１及び第２光ビームの他方の反射光量を、前記一方の反
射光量と同じ反射率で得られるものとして算出すること
を特徴とする。
において、前記第１及び第２反射光量を測定するための
手段は、前記被検査体の表面で反射される前記平行光ビ
ームに含まれる前記第１及び第２光ビームの一方のみを
受光してその反射光量を算出すると共に、前記被検査体
の表面で反射される前記平行光ビームに含まれる前記第
１及び第２光ビームの他方の反射光量を、前記一方の反
射光量と同じ反射率で得られるものとして算出すること
を特徴とする。
【０００８】本発明の第３の視点は、第１または第２の
視点の装置において、前記小片の密度を代表する基準値
と前記演算回路で得られる前記小片の密度の測定値との
差である変動値を算出するための検出回路と、前記変動
値に基づいて、被検査体の製造システムにおいて被検査
体内に導入される小片の量を制御するための制御回路
と、を更に具備することを特徴とする。
視点の装置において、前記小片の密度を代表する基準値
と前記演算回路で得られる前記小片の密度の測定値との
差である変動値を算出するための検出回路と、前記変動
値に基づいて、被検査体の製造システムにおいて被検査
体内に導入される小片の量を制御するための制御回路
と、を更に具備することを特徴とする。
【０００９】本発明の第４の視点は、第３の視点の装置
において、複数の被検査体に対して前記検出回路で得ら
れる変動値の平均値を算出し、前記制御回路に伝達する
ための積分回路を更に具備することを特徴とする。
において、複数の被検査体に対して前記検出回路で得ら
れる変動値の平均値を算出し、前記制御回路に伝達する
ための積分回路を更に具備することを特徴とする。
【００１０】本発明の第５の視点は、第３または第４の
視点の装置において、前記変動値としきい値とを比較す
ると共に前記被検査体の良否を判定するための比較判定
回路を更に具備することを特徴とする。
視点の装置において、前記変動値としきい値とを比較す
ると共に前記被検査体の良否を判定するための比較判定
回路を更に具備することを特徴とする。
【００１１】本発明の第６の視点は、第１乃至第５のい
ずれかの視点の装置において、前記小片は葉たばこの刻
であり、前記第１及び第２波長は夫々０．５〜０．８μ
ｍ、１．２〜１．４μｍであることを特徴とする。
ずれかの視点の装置において、前記小片は葉たばこの刻
であり、前記第１及び第２波長は夫々０．５〜０．８μ
ｍ、１．２〜１．４μｍであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係
る、たばこロッド内の葉たばこの刻の密度を検査するた
めの装置を示す構成図である。
る、たばこロッド内の葉たばこの刻の密度を検査するた
めの装置を示す構成図である。
【００１３】図１図示の如く、本検査装置は第１及び第
２光ビームＢ１、Ｂ２を夫々発光するためのレーザダイ
オードからなる第１及び第２光源１２、１４を有する。
第１光源１２の第１光ビームＢ１は、０．７μｍの単一
の第１波長を有するレーザビームからなる。第１波長
は、第１光ビームＢ１が、被検査体であるたばこロッド
ＴＲの巻紙ＷＰを実質的に透過するが、多数の小片の集
合体である葉たばこの刻ＬＳを実質的に透過しないよう
に、０．５〜０．８μｍの範囲から選択される。一方、
第２光源１４の第２光ビームＢ２は、１．３μｍの単一
の第２波長を有するレーザビームからなる。第２波長
は、第２光ビームＢ２が、葉たばこの刻ＬＳの水分に殆
ど影響されることなく、巻紙ＷＰ及び刻ＬＳを実質的に
透過するように、１．２〜１．４μｍの範囲から選択さ
れる。
２光ビームＢ１、Ｂ２を夫々発光するためのレーザダイ
オードからなる第１及び第２光源１２、１４を有する。
第１光源１２の第１光ビームＢ１は、０．７μｍの単一
の第１波長を有するレーザビームからなる。第１波長
は、第１光ビームＢ１が、被検査体であるたばこロッド
ＴＲの巻紙ＷＰを実質的に透過するが、多数の小片の集
合体である葉たばこの刻ＬＳを実質的に透過しないよう
に、０．５〜０．８μｍの範囲から選択される。一方、
第２光源１４の第２光ビームＢ２は、１．３μｍの単一
の第２波長を有するレーザビームからなる。第２波長
は、第２光ビームＢ２が、葉たばこの刻ＬＳの水分に殆
ど影響されることなく、巻紙ＷＰ及び刻ＬＳを実質的に
透過するように、１．２〜１．４μｍの範囲から選択さ
れる。
【００１４】第１及び第２光源１２、１４からの第１及
び第２光ビームＢ１、Ｂ２は、ハーフミラー１６により
合成される。被検査体であるたばこロッドＴＲ側に向け
て合成された第１合成部分Ｃ１は、補正レンズ１８及び
コリメータレンズ２２を通して約５ｍｍ幅（たばこロッ
ドＴＲの直径６〜１０ｍｍに対して）の平行光ビームＣ
Ｂに整形された後、たばこロッドＴＲに照射される。
び第２光ビームＢ１、Ｂ２は、ハーフミラー１６により
合成される。被検査体であるたばこロッドＴＲ側に向け
て合成された第１合成部分Ｃ１は、補正レンズ１８及び
コリメータレンズ２２を通して約５ｍｍ幅（たばこロッ
ドＴＲの直径６〜１０ｍｍに対して）の平行光ビームＣ
Ｂに整形された後、たばこロッドＴＲに照射される。
【００１５】また、ハーフミラー１６により第１合成部
分Ｃ１から分離された第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２
の第２合成部分Ｃ２は、ハーフミラー２４により更に分
割され、第１及び第２受光素子２６、２８に導入され
る。第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２に由来する光のみ
が夫々第１及び第２受光素子２６、２８に入射するよう
に、第１及び第２受光素子２６、２８に入口には、夫々
０．７μｍ用フィルタ３２及び１．３μｍ用フィルタ３
４が配設される。
分Ｃ１から分離された第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２
の第２合成部分Ｃ２は、ハーフミラー２４により更に分
割され、第１及び第２受光素子２６、２８に導入され
る。第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２に由来する光のみ
が夫々第１及び第２受光素子２６、２８に入射するよう
に、第１及び第２受光素子２６、２８に入口には、夫々
０．７μｍ用フィルタ３２及び１．３μｍ用フィルタ３
４が配設される。
【００１６】第１及び第２受光素子２６、２８の受光量
は、投光量制御回路３６により測定され、これにより、
平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第２光ビームＢ
１、Ｂ２の第１及び第２投光量がモニタされる。投光量
制御回路３６は、平行光ビームＣＢに含まれる第１及び
第２光ビームＢ１、Ｂ２の第１及び第２投光量を算出す
ると共に、これらが一定となるように、第１及び第２光
源１２、１４の出力をフィードバック制御する。また、
平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第２光ビームＢ
１、Ｂ２の第１及び第２投光量は、投光量制御回路３６
から後述の演算回路４８に伝達される。
は、投光量制御回路３６により測定され、これにより、
平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第２光ビームＢ
１、Ｂ２の第１及び第２投光量がモニタされる。投光量
制御回路３６は、平行光ビームＣＢに含まれる第１及び
第２光ビームＢ１、Ｂ２の第１及び第２投光量を算出す
ると共に、これらが一定となるように、第１及び第２光
源１２、１４の出力をフィードバック制御する。また、
平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第２光ビームＢ
１、Ｂ２の第１及び第２投光量は、投光量制御回路３６
から後述の演算回路４８に伝達される。
【００１７】たばこロッドＴＲの表面、即ち巻紙ＷＰの
表面で反射される平行光ビームＣＢの反射光は、たばこ
ロッドＴＲの上下に配設された一対の第３受光素子４２
に、集光レンズ４４を介して集光される。本実施の形態
において、第３受光素子４２と集光レンズ４４との間に
は、１．３μｍ用フィルタ４６が配設されているため、
第３受光素子４２には第２光ビームＢ２の反射光のみが
入射する。
表面で反射される平行光ビームＣＢの反射光は、たばこ
ロッドＴＲの上下に配設された一対の第３受光素子４２
に、集光レンズ４４を介して集光される。本実施の形態
において、第３受光素子４２と集光レンズ４４との間に
は、１．３μｍ用フィルタ４６が配設されているため、
第３受光素子４２には第２光ビームＢ２の反射光のみが
入射する。
【００１８】一対の第３受光素子４２の受光量は演算回
路４８により測定され、演算回路４８において、たばこ
ロッドＴＲの表面で反射される平行光ビームＣＢに含ま
れる第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の第１及び第２反
射光量が算出される。第３受光素子４２の受光量は第２
光ビームＢ２の反射光のみによるものであるが、演算回
路４８は、第２光ビームＢ２の反射光から算出される反
射率と同じ反射率で第１光ビームＢ１も反射されている
ものとして第１及び第２反射光量の算出を行う。なお、
この構成に代え、第２光ビームＢ２の反射光を受光する
ための第３受光素子４２に加え、第１光ビームＢ１の反
射光を受光するための受光素子を更に配設するようにし
てもよい。
路４８により測定され、演算回路４８において、たばこ
ロッドＴＲの表面で反射される平行光ビームＣＢに含ま
れる第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の第１及び第２反
射光量が算出される。第３受光素子４２の受光量は第２
光ビームＢ２の反射光のみによるものであるが、演算回
路４８は、第２光ビームＢ２の反射光から算出される反
射率と同じ反射率で第１光ビームＢ１も反射されている
ものとして第１及び第２反射光量の算出を行う。なお、
この構成に代え、第２光ビームＢ２の反射光を受光する
ための第３受光素子４２に加え、第１光ビームＢ１の反
射光を受光するための受光素子を更に配設するようにし
てもよい。
【００１９】たばこロッドＴＲを透過する平行光ビーム
ＣＢの透過光は、たばこロッドＴＲの表面を回り込んだ
光を含んだ状態で、集光レンズ５２でハーフミラー５４
上に集光され、ここで分割され、第４及び第５受光素子
５６、５８に導入される。第１及び第２光ビームＢ１、
Ｂ２に由来する光のみが夫々第４及び第５受光素子５
６、５８に入射するように、第４及び第５受光素子５
６、５８に入口には、夫々０．７μｍ用フィルタ６２及
び１．３μｍ用フィルタ６４が配設される。
ＣＢの透過光は、たばこロッドＴＲの表面を回り込んだ
光を含んだ状態で、集光レンズ５２でハーフミラー５４
上に集光され、ここで分割され、第４及び第５受光素子
５６、５８に導入される。第１及び第２光ビームＢ１、
Ｂ２に由来する光のみが夫々第４及び第５受光素子５
６、５８に入射するように、第４及び第５受光素子５
６、５８に入口には、夫々０．７μｍ用フィルタ６２及
び１．３μｍ用フィルタ６４が配設される。
【００２０】第４及び第５受光素子５６、５８の受光量
もまた、演算回路４８により測定され、演算回路４８に
おいて、たばこロッドＴＲを通過する平行光ビームＣＢ
に含まれる第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の第１及び
第２通過光量が算出される。なお、０．７μｍの波長を
有する第１光ビームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実質的に
透過しないため、第４受光素子５６に入射する光は、刻
ＬＳの間の隙間を通過した光と、たばこロッドＴＲの表
面を回り込んだ光との合成となる。一方、１．３μｍの
波長を有する第２光ビームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実
質的に透過するため、第５受光素子５８に入射する光
は、刻ＬＳを透過した光と、刻ＬＳの間の隙間を通過し
た光と、たばこロッドＴＲの表面を回り込んだ光との合
成となる。
もまた、演算回路４８により測定され、演算回路４８に
おいて、たばこロッドＴＲを通過する平行光ビームＣＢ
に含まれる第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の第１及び
第２通過光量が算出される。なお、０．７μｍの波長を
有する第１光ビームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実質的に
透過しないため、第４受光素子５６に入射する光は、刻
ＬＳの間の隙間を通過した光と、たばこロッドＴＲの表
面を回り込んだ光との合成となる。一方、１．３μｍの
波長を有する第２光ビームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実
質的に透過するため、第５受光素子５８に入射する光
は、刻ＬＳを透過した光と、刻ＬＳの間の隙間を通過し
た光と、たばこロッドＴＲの表面を回り込んだ光との合
成となる。
【００２１】演算回路４８は、上述の第１及び第２投光
量、第１及び第２反射光量、及び第１及び第２通過光量
に対応する受光量の信号を増幅すると共にこれらに基づ
いて、たばこロッドＴＲ内の葉たばこの刻ＬＳの密度を
算出する。このアルゴリズムについて、先ず、単純化し
たモデルを示す図２及び図３を参照して説明する。
量、第１及び第２反射光量、及び第１及び第２通過光量
に対応する受光量の信号を増幅すると共にこれらに基づ
いて、たばこロッドＴＲ内の葉たばこの刻ＬＳの密度を
算出する。このアルゴリズムについて、先ず、単純化し
たモデルを示す図２及び図３を参照して説明する。
【００２２】図２は多数の小片ＳＰの集合体からなる壁
状の被検査体に赤外線レーザビームＧ１を照射して小片
ＳＰの密度を測定する場合のモデルを示す図である。こ
の場合、理想状態において、レーザビームＧ１の投光量
と透過光量（ここでは通過光量＝透過光量）との基本的
な関係は次式で表される。
状の被検査体に赤外線レーザビームＧ１を照射して小片
ＳＰの密度を測定する場合のモデルを示す図である。こ
の場合、理想状態において、レーザビームＧ１の投光量
と透過光量（ここでは通過光量＝透過光量）との基本的
な関係は次式で表される。
【００２３】Ｊ＝Ｉ・ｅｘｐ（−Σ（μｉ・ｘｉ）） ここで、 Ｉ：レーザビームＧ１の投光量、 Ｊ：レーザビームＧ１の透過光量、 μｉ：小片ＳＰの透過係数、 ｘｉ：小片ＳＰの厚さ。
【００２４】しかし、たばこロッドのような棒状の被検
査体に赤外線レーザビームを照射して葉たばこの刻の密
度を測定する場合、たばこロッドの表面で反射された光
による入射光量の減少と、同表面を回り込んだ光による
通過光量の増加と、刻間を通過した光による通過光量に
含まれるノイズを考慮する必要がある。図３は多数の小
片ＳＰの集合体からなる棒状の被検査体に赤外線レーザ
ビームＧ１を照射して小片ＳＰの密度を測定する場合の
モデルを示す図である。図３図示のモデルにおいて、上
述のような要素を考慮した場合、レーザビームＧ１の投
光量と通過光量との関係は次式で表される。
査体に赤外線レーザビームを照射して葉たばこの刻の密
度を測定する場合、たばこロッドの表面で反射された光
による入射光量の減少と、同表面を回り込んだ光による
通過光量の増加と、刻間を通過した光による通過光量に
含まれるノイズを考慮する必要がある。図３は多数の小
片ＳＰの集合体からなる棒状の被検査体に赤外線レーザ
ビームＧ１を照射して小片ＳＰの密度を測定する場合の
モデルを示す図である。図３図示のモデルにおいて、上
述のような要素を考慮した場合、レーザビームＧ１の投
光量と通過光量との関係は次式で表される。
【００２５】 Ｉ0 −Ｉ2 −Ｉ3 ＝（Ｉ−Ｉ1 ）・ｅｘｐ（−Σ（μｉ・ｘｉ））…（１） ここで、 Ｉ：レーザビームＧ１の投光量、 Ｉ0 ：レーザビームＧ１の通過光量、 Ｉ1 ：レーザビームＧ１の反射光量、 Ｉ2 ：レーザビームＧ１の回り込み光量、 Ｉ3 ：レーザビームＧ１の小片ＳＰ間を通過した光量、 μｉ：小片ＳＰの透過係数、 ｘｉ：小片ＳＰの厚さ。
【００２６】たばこロッドＴＲの場合、各葉たばこの刻
ＬＳ１枚の透過係数μｉは予め知ることができる。刻Ｌ
Ｓの総計厚さΣｘｉは、刻の充填密度と密接な関係があ
り、また、刻の透過係数μｉは略一定である。従って、
図１図示の装置においても、式（１）のＩ、Ｉ0 、
Ｉ1 、Ｉ2 及びＩ3 に対応する値を測定することによ
り、平行光ビームＣＢの透過経路中における刻ＬＳの総
計厚さを求めることができる。また、この総計厚さが分
かれば、それに所定の係数を乗ずることにより刻ＬＳの
充填密度を精度よく算出することができる。
ＬＳ１枚の透過係数μｉは予め知ることができる。刻Ｌ
Ｓの総計厚さΣｘｉは、刻の充填密度と密接な関係があ
り、また、刻の透過係数μｉは略一定である。従って、
図１図示の装置においても、式（１）のＩ、Ｉ0 、
Ｉ1 、Ｉ2 及びＩ3 に対応する値を測定することによ
り、平行光ビームＣＢの透過経路中における刻ＬＳの総
計厚さを求めることができる。また、この総計厚さが分
かれば、それに所定の係数を乗ずることにより刻ＬＳの
充填密度を精度よく算出することができる。
【００２７】図１図示の装置において、図３図示のモデ
ルのレーザビームＧ１に該当するのは、コリメータレン
ズ２２から出る平行光ビームＣＢに含まれる第２光ビー
ムＢ２である。即ち、式（１）のＩは、コリメータレン
ズ２２から出る平行光ビームＣＢに含まれる第２光ビー
ムＢ２の投光量（投光量制御回路３６で算出）に相当す
る。また、式（１）のＩ1 は、たばこロッドＴＲの表面
で反射される平行光ビームＣＢに含まれる第２光ビーム
Ｂ２の反射光量（受光素子５８で受光）に相当する。ま
た、式（１）のＩ0 は、たばこロッドＴＲを通過する平
行光ビームＣＢに含まれる第２光ビームＢ２の通過光量
（受光素子５８で受光）に相当する。
ルのレーザビームＧ１に該当するのは、コリメータレン
ズ２２から出る平行光ビームＣＢに含まれる第２光ビー
ムＢ２である。即ち、式（１）のＩは、コリメータレン
ズ２２から出る平行光ビームＣＢに含まれる第２光ビー
ムＢ２の投光量（投光量制御回路３６で算出）に相当す
る。また、式（１）のＩ1 は、たばこロッドＴＲの表面
で反射される平行光ビームＣＢに含まれる第２光ビーム
Ｂ２の反射光量（受光素子５８で受光）に相当する。ま
た、式（１）のＩ0 は、たばこロッドＴＲを通過する平
行光ビームＣＢに含まれる第２光ビームＢ２の通過光量
（受光素子５８で受光）に相当する。
【００２８】一方、式（１）のＩ2 及びＩ3 は、たばこ
ロッドＴＲを通過する平行光ビームＣＢに含まれる第２
光ビームＢ２の通過光量の一部に相当する。このため、
図１図示の装置において、Ｉ2 及びＩ3 は直接測定する
ことができない。しかし、本発明にあっては、第１光ビ
ームＢ１の正味の投光量と通過光量とから、第２光ビー
ムＢ２に関するたばこロッドの表面を回り込んだ光及び
刻間を通過した光の総ノイズ光量Ｉ2 ＋Ｉ3 を推定する
ことができる。
ロッドＴＲを通過する平行光ビームＣＢに含まれる第２
光ビームＢ２の通過光量の一部に相当する。このため、
図１図示の装置において、Ｉ2 及びＩ3 は直接測定する
ことができない。しかし、本発明にあっては、第１光ビ
ームＢ１の正味の投光量と通過光量とから、第２光ビー
ムＢ２に関するたばこロッドの表面を回り込んだ光及び
刻間を通過した光の総ノイズ光量Ｉ2 ＋Ｉ3 を推定する
ことができる。
【００２９】演算回路４８において、具体的には、先
ず、第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２夫々の正味の投光
量が算出される。正味の投光量は、コリメータレンズ２
２から出る平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第２光
ビームＢ１、Ｂ２の投光量から、たばこロッドＴＲの表
面で反射される平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第
２光ビームＢ１、Ｂ２の反射光量を差し引くことにより
得られる。ここで、第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の
投光量は、第１及び第２受光素子２６、２８の受光に基
づいて投光量制御回路３６で算出されたものである。第
１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の反射光量は、第３受光
素子４２の受光に基づいて演算回路４８で算出されたも
のである。
ず、第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２夫々の正味の投光
量が算出される。正味の投光量は、コリメータレンズ２
２から出る平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第２光
ビームＢ１、Ｂ２の投光量から、たばこロッドＴＲの表
面で反射される平行光ビームＣＢに含まれる第１及び第
２光ビームＢ１、Ｂ２の反射光量を差し引くことにより
得られる。ここで、第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の
投光量は、第１及び第２受光素子２６、２８の受光に基
づいて投光量制御回路３６で算出されたものである。第
１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２の反射光量は、第３受光
素子４２の受光に基づいて演算回路４８で算出されたも
のである。
【００３０】次に、上記正味の投光量に対する、第１及
び第２光ビームＢ１、Ｂ２夫々の通過光量の比（減衰
率）が算出される。第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２夫
々の通過光量は、第４及び第５受光素子５６、５８の受
光に基づいて演算回路４８で算出されたのものである。
なお、上述の如く、０．７μｍの波長を有する第１光ビ
ームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実質的に透過しないた
め、第４受光素子５６に入射する光は、刻ＬＳの間の隙
間を通過した光と、たばこロッドＴＲの表面を回り込ん
だ光との合成となる。一方、１．３μｍの波長を有する
第２光ビームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実質的に透過す
るため、第５受光素子５８に入射する光は、刻ＬＳを透
過した光と、刻ＬＳの間の隙間を通過した光と、たばこ
ロッドＴＲの表面を回り込んだ光との合成となる。
び第２光ビームＢ１、Ｂ２夫々の通過光量の比（減衰
率）が算出される。第１及び第２光ビームＢ１、Ｂ２夫
々の通過光量は、第４及び第５受光素子５６、５８の受
光に基づいて演算回路４８で算出されたのものである。
なお、上述の如く、０．７μｍの波長を有する第１光ビ
ームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実質的に透過しないた
め、第４受光素子５６に入射する光は、刻ＬＳの間の隙
間を通過した光と、たばこロッドＴＲの表面を回り込ん
だ光との合成となる。一方、１．３μｍの波長を有する
第２光ビームＢ１は葉たばこの刻ＬＳを実質的に透過す
るため、第５受光素子５８に入射する光は、刻ＬＳを透
過した光と、刻ＬＳの間の隙間を通過した光と、たばこ
ロッドＴＲの表面を回り込んだ光との合成となる。
【００３１】次に、第１光ビームＢ１の正味の投光量と
通過光量とから、第２光ビームＢ２に関するたばこロッ
ドの表面を回り込んだ光及び刻間を通過した光の総ノイ
ズ光量を推定する。そして、この総ノイズ光量を第２光
ビームＢ２の通過光量から差し引くことにより、刻ＬＳ
を透過した第２光ビームＢ２の透過光量が得られる。
通過光量とから、第２光ビームＢ２に関するたばこロッ
ドの表面を回り込んだ光及び刻間を通過した光の総ノイ
ズ光量を推定する。そして、この総ノイズ光量を第２光
ビームＢ２の通過光量から差し引くことにより、刻ＬＳ
を透過した第２光ビームＢ２の透過光量が得られる。
【００３２】例えば、第１光ビームＢ１の減衰率、即ち
（通過光量）／（正味の投光量）が１０％であり、第２
光ビームＢ２の減衰率、即ち（通過光量）／（正味の投
光量）が３０％であるとする。この場合、第２光ビーム
Ｂ２の減衰率３０％の内、１０％は、たばこロッドの表
面を回り込んだ光及び刻間を通過した光によるものであ
り、残りの２０％が刻ＬＳを透過した光によるものであ
ることが推定される。即ち、第２光ビームＢ２の減衰率
から第１光ビームＢ１の減衰率を差し引くことにより、
式（１）のＩ0 −Ｉ2 −Ｉ3 に相当する正味の光量、即
ち透過光量を得ることができる。
（通過光量）／（正味の投光量）が１０％であり、第２
光ビームＢ２の減衰率、即ち（通過光量）／（正味の投
光量）が３０％であるとする。この場合、第２光ビーム
Ｂ２の減衰率３０％の内、１０％は、たばこロッドの表
面を回り込んだ光及び刻間を通過した光によるものであ
り、残りの２０％が刻ＬＳを透過した光によるものであ
ることが推定される。即ち、第２光ビームＢ２の減衰率
から第１光ビームＢ１の減衰率を差し引くことにより、
式（１）のＩ0 −Ｉ2 −Ｉ3 に相当する正味の光量、即
ち透過光量を得ることができる。
【００３３】演算回路４８は、このようにして算出され
た正味の投光量（Ｉ−Ｉ1 ）及び透過光量（Ｉ0 −Ｉ2
−Ｉ3 ）と、予め入力された刻ＬＳの透過係数μｉとか
らΣｘｉを算出し、所定の係数を乗じてたばこロッドＴ
Ｒ内の葉たばこの刻ＬＳの密度を算出する。なお、演算
回路４８は、検出信号内に瞬間的に発生する可能性のあ
るノイズの影響を除去するため、１００μＳ〜１ｍＳの
時間で信号を積分するための積分回路を含む。
た正味の投光量（Ｉ−Ｉ1 ）及び透過光量（Ｉ0 −Ｉ2
−Ｉ3 ）と、予め入力された刻ＬＳの透過係数μｉとか
らΣｘｉを算出し、所定の係数を乗じてたばこロッドＴ
Ｒ内の葉たばこの刻ＬＳの密度を算出する。なお、演算
回路４８は、検出信号内に瞬間的に発生する可能性のあ
るノイズの影響を除去するため、１００μＳ〜１ｍＳの
時間で信号を積分するための積分回路を含む。
【００３４】演算回路４８で算出された刻ＬＳの密度を
表す密度信号Ｙは、量目変動検出回路７２に伝達され
る。量目変動検出回路７２は、葉たばこの刻ＬＳの密度
の基準値である量目基準信号Ｘと、演算回路４８で算出
された密度信号Ｙとの差（Ｘ−Ｙ）を変動値αとして算
出する。なお、量目基準信号Ｘは、たばこの種類により
決められている規格てん充時に減衰する光の透過量に相
当する電圧である。
表す密度信号Ｙは、量目変動検出回路７２に伝達され
る。量目変動検出回路７２は、葉たばこの刻ＬＳの密度
の基準値である量目基準信号Ｘと、演算回路４８で算出
された密度信号Ｙとの差（Ｘ−Ｙ）を変動値αとして算
出する。なお、量目基準信号Ｘは、たばこの種類により
決められている規格てん充時に減衰する光の透過量に相
当する電圧である。
【００３５】量目変動検出回路７２で算出された変動値
αは、積分回路７３に伝達される。積分回路７３は、変
動値αを長時間積分することにより、数１００本のたば
こロッドＴＲに対する変動平均値αｍを算出する。積分
回路７３で算出された変動平均値αｍは、たばこロッド
ＴＲの製造システム８０に付随する量目制御回路７４に
伝達される。量目制御回路７４は、変動平均値αｍに基
づいて、たばこロッドＴＲの製造システム８０において
各たばこロッドＴＲ内に充填される刻ＬＳの量を制御す
る。
αは、積分回路７３に伝達される。積分回路７３は、変
動値αを長時間積分することにより、数１００本のたば
こロッドＴＲに対する変動平均値αｍを算出する。積分
回路７３で算出された変動平均値αｍは、たばこロッド
ＴＲの製造システム８０に付随する量目制御回路７４に
伝達される。量目制御回路７４は、変動平均値αｍに基
づいて、たばこロッドＴＲの製造システム８０において
各たばこロッドＴＲ内に充填される刻ＬＳの量を制御す
る。
【００３６】量目変動検出回路７２で算出された変動値
αはまた、比較判定回路７６に伝達される。比較判定回
路７６は、予め設定入力された、変動値αのしきい値で
あるしきい値信号βと、量目変動検出回路７２で算出さ
れた変動値αとを比較し、たばこロッドＴＲの良否を判
定する。たばこロッドＴＲが不良（β＜α）と判定され
た場合、比較判定回路７６から排除信号γが排除回路７
８に伝達される。排除回路７８は、排除信号γに基づい
て、不良と判定されたたばこロッドＴＲを製造ラインか
ら排除する。
αはまた、比較判定回路７６に伝達される。比較判定回
路７６は、予め設定入力された、変動値αのしきい値で
あるしきい値信号βと、量目変動検出回路７２で算出さ
れた変動値αとを比較し、たばこロッドＴＲの良否を判
定する。たばこロッドＴＲが不良（β＜α）と判定され
た場合、比較判定回路７６から排除信号γが排除回路７
８に伝達される。排除回路７８は、排除信号γに基づい
て、不良と判定されたたばこロッドＴＲを製造ラインか
ら排除する。
【００３７】以上、本発明の好適な実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、葉たばこの刻等の多数
の小片の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しくはそ
の部品を被検査体とする光学式密度検査装置において、
小片を実質的に透過しない第１光ビームと小片を実質的
に透過する第２光ビームとを使用することにより、同小
片の密度を高精度に検査することが可能となる。
の小片の集合体を具備する棒状の喫味用物品若しくはそ
の部品を被検査体とする光学式密度検査装置において、
小片を実質的に透過しない第１光ビームと小片を実質的
に透過する第２光ビームとを使用することにより、同小
片の密度を高精度に検査することが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態に係る、たばこロッド内の
葉たばこの刻の密度を検査するための装置を示す構成
図。
葉たばこの刻の密度を検査するための装置を示す構成
図。
【図２】多数の小片ＳＰの集合体からなる壁状の被検査
体に赤外線レーザビームＧ１を照射して小片ＳＰの密度
を測定する場合のモデルを示す図。
体に赤外線レーザビームＧ１を照射して小片ＳＰの密度
を測定する場合のモデルを示す図。
【図３】多数の小片ＳＰの集合体からなる棒状の被検査
体に赤外線レーザビームＧ１を照射して小片ＳＰの密度
を測定する場合のモデルを示す図。
体に赤外線レーザビームＧ１を照射して小片ＳＰの密度
を測定する場合のモデルを示す図。
１２…０．７μｍ光源 １４…１．３μｍ光源 １６、２４、５４…ハーフミラー １８…補正レンズ ２２…コリメータレンズ ２６、２８、４２、５６、５８…受光素子 ３２、６２…０．７μｍ用フィルタ ３４、４６、６４…１．３μｍ用フィルタ ３６…投光量制御回路 ４４、５２…集光レンズ ４８…演算回路 ７２…量目変動検出回路 ７３…積分回路 ７４…量目制御回路 ７６…比較判定回路 ７８…排除回路 ＴＲ…たばこロッド ＬＳ…葉たばこの刻
Claims (6)
- 【請求項１】多数の小片の集合体を具備する棒状の喫味
用物品若しくはその部品を被検査体とし、前記小片の密
度を光学的に検査するための装置であって、 前記小片を実質的に透過しない第１波長の光からなる第
１光ビームを発光する第１光源と、 前記小片を実質的に透過する第２波長の光からなる第２
光ビームを発光する第２光源と、 前記第１及び第２光ビームを合成すると共に平行光ビー
ムとして前記被検査体に照射するための光学系と、 前記被検査体に照射する前の前記平行光ビームに含まれ
る前記第１及び第２光ビームの夫々に対応する第１及び
第２投光量を測定するための手段と、 前記被検査体の表面で反射される前記平行光ビームに含
まれる前記第１及び第２光ビームの夫々に対応する第１
及び第２反射光量を測定するための手段と、 前記被検査体を通過する前記平行光ビームに含まれる前
記第１及び第２光ビームの夫々に対応する第１及び第２
通過光量を測定するための手段と、 前記第１及び第２投光量、第１及び第２反射光量、及び
第１及び第２通過光量に基づいて、前記小片を透過した
前記第２光ビームの透過光量を算出すると共に、前記透
過光量に基づいて前記小片の密度を算出するための演算
回路と、を具備することを特徴とする喫味用物品若しく
はその部品の密度検査装置。 - 【請求項２】前記第１及び第２反射光量を測定するため
の手段は、前記被検査体の表面で反射される前記平行光
ビームに含まれる前記第１及び第２光ビームの一方のみ
を受光してその反射光量を算出すると共に、前記被検査
体の表面で反射される前記平行光ビームに含まれる前記
第１及び第２光ビームの他方の反射光量を、前記一方の
反射光量と同じ反射率で得られるものとして算出するこ
とを特徴とする請求項１に記載の喫味用物品若しくはそ
の部品の密度検査装置。 - 【請求項３】前記小片の密度を代表する基準値と前記演
算回路で得られる前記小片の密度の測定値との差である
変動値を算出するための検出回路と、前記変動値に基づ
いて、被検査体の製造システムにおいて被検査体内に導
入される小片の量を制御するための制御回路と、を更に
具備することを特徴とする請求項１または２に記載の喫
味用物品若しくはその部品の密度検査装置。 - 【請求項４】複数の被検査体に対して前記検出回路で得
られる変動値の平均値を算出し、前記制御回路に伝達す
るための積分回路を更に具備することを特徴とする請求
項３に記載の喫味用物品若しくはその部品の密度検査装
置。 - 【請求項５】前記変動値としきい値とを比較すると共に
前記被検査体の良否を判定するための比較判定回路を更
に具備することを特徴とする請求項３または４に記載の
喫味用物品若しくはその部品の密度検査装置。 - 【請求項６】前記小片は葉たばこの刻であり、前記第１
及び第２波長は夫々０．５〜０．８μｍ、１．２〜１．
４μｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
かに記載の喫味用物品若しくはその部品の密度検査装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14467199A JP2000333663A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 喫味用物品若しくはその部品の密度検出装置 |
| TW89122997A TW500600B (en) | 1999-05-25 | 2000-11-01 | Apparatus for detecting density of flavor-enjoying article or its component |
| US09/988,770 US6421126B1 (en) | 1999-05-25 | 2001-11-20 | Density checking apparatus for tobacco flavor-tasting article or component of tobacco flavor-tasting article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14467199A JP2000333663A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 喫味用物品若しくはその部品の密度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000333663A true JP2000333663A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15367541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14467199A Withdrawn JP2000333663A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 喫味用物品若しくはその部品の密度検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6421126B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000333663A (ja) |
| TW (1) | TW500600B (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002035211A1 (fr) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Japan Tobacco Inc. | Dispositif de detection de densite pour la degustation d'article ou de composant de celui-ci |
| JP2005204665A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Hauni Maschinenbau Ag | フィルター棒状体を検査するための装置、機械及び方法 |
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