JP2000350569A - 煙草ヘッドの検査方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】煙草ヘッドの検査方法と装置 【解決手段】この発明の検査方法は、少なくとも２つの
ストリップ状部分（２６‐３１）をなす光が、異なる方
向から煙草ヘッドの端部区域に入射し、ここから反射さ
れて探知器に受光されて評価される。評価の過程におい
て、探知器が発生する信号から創り出され、前記ストリ
ップ状部分と対応する２つの線（５４，５５，６８，６
９）の間の距離（Ｂ、Ｃ）が決定されて、前記ストリッ
プ状部分によって照明される煙草ヘッドの位置が確定さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、煙草ヘッドの検
査方法にかかわり、光が、異なる方向から煙草ヘッドの
端部区域に向かって入射し、少なくとも２つのストリッ
プ状部分に照射され、端部区域から反射した光が、探知
器によって受光されて評価される。更にこの発明は、異
なる方向から煙草ヘッドの端部区域の該当するストリッ
プ状部分を照明するための少なくとも２つの光源を有
し、端部区域から反射された光を受光する探知器を備え
る煙草ヘッドの検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】煙草ヘッドの非接触検査方法と装置は知
られており、この場合は、１または多数の直線光が煙草
側の煙草ヘッド面に照射される。煙草に刻み煙草が適正
に充填されていなければ、光線‐角度を変えた視点から
みた場合は‐は最早直線とは見えず、波線ないしは中断
部分を有する波線として観察される。この像はセンサー
によって捕捉される。最後に、想像上の理論的直線の周
囲の狭い区域の内側と外側にある画素がカウントされ内
外の比率として出力される。この比率がもしも限界値を
超過した場合は、煙草内部が適正に充填されていないと
考えられる。

【０００３】このタイプの検査は、不正確で煙草内部の
状態を正確には判定できないという不利を抱える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
は、煙草の検査を改良し、煙草の状態のより正確な判定
を提供するという問題に立脚する。

【０００５】この問題を解決するためにこの発明の方法
は、評価の過程において、探知器によって発生される信
号から創り出され、ストリップ部分に対応する2つの線
の間の距離が決定され前記部分によって照明される煙草
ヘッドの区域の位置を確定するという事実によって規定
される。更には、この問題は、この発明の装置によって
解決され、この装置は探知器によって発生される信号を
評価するための評価デバイスを有し、この評価デバイス
は、信号から創り出されストリップ状部分に対応する2
つの線を決定し、前記ストリップ状部分によって照明さ
れる煙草ヘッドの区域を確定するように設計される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、互いに向か
って延出し光のストリップとして測定対象物すなわち煙
草のヘッドに入射する２つの光のバンドが、測定対象物
と測定装置または他の固定点との間の距離に関する情
報、または一般的に測定対象物に関する情報を提供する
という洞察を利用する。この場合は、測定対象物に入射
する２つの光のストリップの間の距離が、測定対象物の
位置に関する所望の情報を提供する。

【０００７】このタイプの煙草ヘッドの非接触検査は、
凹部を有するフィルター付き煙草または両切り煙草（Ｐ
apyrossi cigarette）に特に適切であり、この場合、
これらの煙草にあっては、光のストリップが少なくとも
部分的に煙草ケーシングの端部またはチップスリーブの
端部に入射し、これらの区域から反射された光が探知器
によって受光され、評価される。その結果、光のストリ
ップがケーシングまたはチップスリーブに入射するか、
または、これと交差するとき、点状の光のスポットが得
られる。これらの点状の光のスポットは、煙草またはチ
ップの端部に配向点を供給する。刻み煙草またはフィル
ターに入射する光のストリップは、これらの（中空チッ
プを備える）煙草の場合は、チップの端縁部に対して後
退して固定される。チップスリーブの深さは、したがっ
て、探知器面のこれらの点状の光のスポットまたは光の
ストリップの間の距離から確定される。

【０００８】もしも煙草が、予定の限界値に合致しない
場合は、検査結果がエラー信号の発生に利用される。そ
のようなエラー信号は、煙草製造または包装工程におけ
る煙草の排出に繋がる。好ましくは、複数層からなる煙
草形成体が同時に検査され、欠陥煙草が発生した場合に
は、適当ならば、煙草形成体全部が排出される。

【０００９】この発明の更に好ましい具体例が、従属請
求項および添付図面に示される模範具体例から顕在化さ
れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は３層をなして配列された煙
草１２を備える煙草形成体１１を検査するための検査装
置１０を示す。この検査装置１０は、２つの光源１３、
１４を備え、これらはそれぞれがレーザー光源であるこ
とが好ましいが、別の明るい光源、例えば、明るい光を
出す発光ダイオード装置であっても差し支えない。照射
光はしたがって、単色でコヒーレントな、または、単色
で非コヒーレントな、あるいは非単色で非コヒーレント
な光である。光源１３、１４は、恒久的に発光を継続す
るか、またはその代わりに、短時間のフラッシュを発生
するためにパルスの態様で作動されても良い。

【００１１】光源１３、１４から発生される光ビーム１
５、１６は、それぞれ、光ビーム１５、１６をいずれも
３つの光のバンド１９、２０、２１および２２、２３、
２４に変換する光学装置すなわちレンズ絞りシステム１
７、１８またはホログラムに入射する。これらの光のバ
ンド１９〜２４は、煙草形成体１２の煙草ヘッド部２５
に当り、光バンド１９〜２４は、図２に示すように、ス
トリップ状部分２６〜３１の外観を備える。図２は、図
１の煙草ヘッド部２５の端末区域を示す。煙草形成体１
１は３層からなり、外側の２層は、７本の煙草から、中
間の１層は６本の煙草からなる。各層については、２つ
のストリップ状部分２６、２７および２８、２９および
３０、３１がこの端末区域に当る。該当する上側ストリ
ップ状部分２６、２８、３０は、図１の上側に描くよう
に光源１３から発生する。下側のストリップ状部分２
７、２９、３１は対応して下側の光源１４から発生す
る。

【００１２】各ストリップ状部分２６〜３１は、それぞ
れの煙草ヘッド２５の端部区域、正確には、どの場合も
煙草ヘッドの端部区域の半分より小さい区域を覆う。し
たがって、煙草端部区域のほぼ全部の被覆が２つのスト
リップ状位置において得られる。このとによって、端部
区域全体を事実上評価することが可能になるという利点
がある。

【００１３】図１は、端部区域からの反射光３３を受光
する探知器３２を示す。この探知器３２は、光学装置３
４を備え、反射光３３を１つのセンサーに結像する機能
を有する。このセンサーは、探知器中に、２次元に亘っ
て配置された複数のＣＣＤ部材を備えるＣＣＤチップと
して含まれる。その結果、煙草ヘッドの端部区域にある
ストリップ状部分２６〜３１の像をＣＣＤチップ面に発
生することが可能である。個々のＣＣＤ部材は、それぞ
れ、評価デバイスに流れる信号を出力する。

【００１４】説明される検査装置は、煙草包装機の煙草
タレットに配置されることが好ましい。しかしながら、
これは、公開ドイツ特許出願ＤＥ３６２０７３５Ａ１号
に記載されるように、マガジンに設けられる排出部材に
よる個々の煙草の予備選別または排出を行うために、同
様な形態で煙草マガジンに設けることもできる。煙草タ
レットに設けられる検査装置の場合は、欠陥煙草が特定
されると、煙草形成体１１の全体が排出されるに至る。
この目的で、検査装置は、排出部材が排出を行うための
誘因となるエラー信号を発生する。

【００１５】図３は、図２のIII‐III線に沿う断面すな
わち煙草ヘッド２５を通る長手方向断面を示す。この煙
草ヘッド２５は、チップスリーブ３６の端部に対し後退
して固定されたフィルター片３５を備える。付随的な光
のバンド２０、２３はフィルター片３５の端部におい
て、ストリップ部分２８、２９を照明する。更に、光の
バンド２０、２３もまた、端部３７、３８においてチッ
プスリーブ３６の端部を照明する。これらの部分２８、
２９、３７、３８は、凹部を備えるフィルター付き煙草
の場合に照明される部分を描写する。両切り煙草（Papy
rossi cigarette）についても同様な描写が作り出され
るが、この場合は、フィルター片３５が刻み煙草と置換
される。

【００１６】図３に描かれた破線は、極端に長い煙草１
２の状態を示す。そのような欠陥煙草の場合は、フィル
ター片３５の端部区域３９は、チップスリーブ４０の端
縁部がそうであるように右方向にオフセットするであろ
う。

【００１７】適正に形成された煙草の場合は、部分２
８、２９が、部分３７、３８または部分２８と３７また
は３８の間の距離、およびまた、２９と３８または３７
の間の距離のように、互いから特定の距離のところにあ
る。煙草ヘッドの欠陥は、これらの距離から推定され
る。特定すれば、煙草がもし長過ぎるならば、図３に示
すように、これらの部分２８、２９、３７、３８は、形
成部から移動する。したがって、部分２８は、図示の破
線２８´に、２９は、図示の破線２９´に移動するであ
ろう。そして、端部３７、３８もまた、それぞれ、破線
３７´、３８´に移動する。

【００１８】図４のaは、端部区域４２に刻み煙草がな
い煙草ヘッド４１の長手方向断面を示す。図４のbは、
端部区域４２が、端部区域４２におけるストリップ状部
分として入射する２つの光のバンドによって照明された
とき、探知器３２の面に生じる像を示す。

【００１９】端部区域４２に入射する２つのストリップ
状の部分は、複数のドットとして描かれる複数の画素４
５を照明し、探知器面に像４３、４４を作り出す。二重
に引かれた円周線４６は、煙草ヘッド４１を包囲する煙
草の巻紙４７の想像上の描写である。像４３、４４は、
それぞれのストリップ状部分によって照明された刻み煙
草側の端部区域にそれぞれ対応する集中部分４８、４９
を有する。これらの集中部分４８、４９は、それぞれ２
つの点状端部５０〜５３によって区画される。これらの
点状端部５０〜５３は、光のストリップがフィルター片
に入射する位置において輝く光のスポットに対応する。

【００２０】図４のcは、評価デバイスによって発生さ
れ、演算される像を示す。この像は必ずしも表示される
必要はない。この発明を実施するためにはこの像に基づ
くデータが演算されさえすれば充分である。それぞれの
集中線５４、５５は、集中部分４８、４９によって決定
される。これらの集中線５４、５５は、これらが互いに
平行に並ぶように有利に演算される。さらに、端部５０
〜５３は集中点（centroid）５６〜５９を形成するため
に結合される。

【００２１】図５のaは、図４のaに描かれた煙草と比較
して短過ぎる煙草を示す。図５のaに示された煙草は、
図４のaに示された煙草よりも距離Ａだけ短い。その結
果、図５のbに描いた集中部分４８、４９は、図４のbに
描いたものよりも互いに接近している。このことは端部
５０〜５３にも当て嵌まる。これは、端部までの距離が
増大するように互いに延出する２つの光のバンドの結果
であり、このことによって集中部分がより接近する。

【００２２】同じことが、図５のcに描かれた集中線５
４、５５と集中点５６〜５９に当て嵌まる。この移動に
よって、図４のcにおける対応する大きい部分Ｂよりも
小さい図５のcにおける小さい距離Ｃが生じる結果とな
る。

【００２３】図６のaは、再び、フィルターのない煙草
のヘッド４１を示すが、この場合は、刻み煙草の一部が
欠如している。こうなると穴６０を生じる。したがっ
て、探知器面の上側の光のストリップの像４３は、煙草
のヘッド４１の端部の上部を包囲するので、その不規則
性が図６のb上側の集中部分４８において認識すること
ができる。これは、像４３の集中部分４８の断面が不可
欠の条件として水平方向を向くのではなく側方に向かっ
て傾斜するからである。

【００２４】図6のｃは、これから演算された集中線５
４、５５を示す。図６のcに描かれたこの集中線５４
は、図４のcに描かれた集中線５４と比較すれば、他が
この中央に向かって移動されている。これは、穴６０の
結果である。図６のbの下側の像４４は、図４のbのそれ
に対応するので、図６のcの集中線５５は、図４のcと同
じ位置にある。集中線５４、５５の間の距離は、最早図
４のcによる所望の距離Ｂではなく、前記距離よりも小
さい。欠陥煙草は、この観点から区別することができ
る。図６のｂのおよびｃの別の特徴は、本質的に曲がっ
ている部分４８が集中線５４に変換されるという事実か
ら顕在化する。集中線の‐演算によって強制された‐こ
の配向性は、集中線５４と５５の間の距離をもっと簡単
に決定するように機能する。

【００２５】図７のａは、フィルター片６２と中空チッ
プ６３を有する凹部を備えるフィルター付き煙草のヘッ
ド６１を示す。煙草ヘッド６１の面にストリップ状の部
分として入射する光のストリップが図７のｂによって探
知器３２の面における像６４、６５として示される。こ
のような適正に形成された煙草の場合は、集中部分６
６、６７が煙草の軸に向かって変位した態様で位置す
る。対照的に端部５０〜５３は充填が完全な煙草につい
ての図５のｂと同じ位置にある。

【００２６】図７のｃは、演算された集中線６８、６９
を示し、凹部が適正に形成されたフィルター付き煙草の
場合、これらは、図４のｃに示された距離Ｃよりも小さ
い。更に、図７のｃにおける集中点５６〜５９は、集中
線６８、６９とは異なる水平位置にある。このことは、
煙草ヘッド６１に入射する光のバンドすなわちストリッ
プ状部分が煙草軸に向かって移動されるという事実に基
づく。何故ならば、これらの部分は、軸線方向に煙草内
側に向かって後退した位置、すなわち、探知装置から大
きい距離のところに位置するからである。

【００２７】図８のａは、もう一度凹部を有するフィル
ター付き煙草のヘッド６１を示すが、この場合は、フィ
ルター６２が斜めに切断されているので、欠陥煙草に形
成されている。その結果、像６４、６５の集中部分６
６、６７は、図７のｂと比較して異なる図８のｂに示す
位置にある。しかしながら、像６４、６５の端部５０〜
５３は、図７のｂと同じ位置にある。

【００２８】図８のｃは、図８のｂの像から創り出され
る集中線６８、６９および集中点５６〜５９を示す。集
中点５６〜５９は、図７のｃに対しては移動しないが、
図８のｃの集中線６８、６９は図７のｃと比較すれば上
方に移動する。更に、これらは互いに小距離にある。

【００２９】集中線５４、５５〜６８、６９と集中点５
６〜５９の間の区別によって、煙草のケーシングまたは
チップスリーブの端部の１ないし４つの基準点を確認す
ることができる。その結果、適正後退位置に固定された
フィルター片であるか、数量的な態様であっても刻み煙
草内の穴であるかの判定、すなわち煙草の端縁部と、起
こり得る刻み煙草の穴または適正な凹部を備えるフィル
ター付き煙草のチップスリーブの深さの底部または両切
り煙草（Papyrossi cigarette）端部の間の距離を判定
することができる。例示の場合を利用すれば、５mmの深
さの設定点を備えるチップスリーブがプラスマイナス１
mmの許容誤差の範囲に収まっているかどうかを測定によ
って確かめることが可能である。

【００３０】説明した検査方法と検査装置によれば、極
めて高度な測定の正確性を期することが可能である。更
にまた、煙草ヘッドまたは煙草形成体のスナップショッ
トによって、煙草の長さ、チップスリーブの深さ、煙草
ヘッドおよび刻み煙草またはフィルターの形態や充填度
を検査するのに充分である。その結果、煙草ヘッドが１
つの動きで測定されることができる。その結果、‐例を
挙げればプランジャーが煙草ヘッド内に押し込まれる知
られた検査方法とは違って‐この発明の無接触な方法
は、煙草の包装機または製造機を高速で運転することが
できる。したがって、この発明は、煙草ヘッドの検査に
主導的な可能性を開くものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】レンズ絞りシステムの直ぐ上流側に設けられた
光源を備える、この発明の煙草形成体のヘッド部を検査
するための検査装置。

【図２】光のストリップに照らされた煙草形成体の煙草
ヘッド部の端末区域を示す、図１のII‐IIに沿う断面。

【図３】光のストリップの距離条件を説明するための、
入射光ビームの幾何学的構造を示す図２のIII‐IIIに沿
う断面。

【図４】図４のａは、長手方向断面において正しく形成
された煙草形成体の刻み煙草側端部である。図４のｂ
は、探知器に写った状態にある２つの光ストリップに照
らされた図４のａの煙草形成体ヘッド部の端部区域であ
る。図４のｃは、探知器面における図４のbの像の中心
線を示し、前記中心線は評価デバイスによって演算が済
んでいる。

【図５】図５のａは、長手方向断面において過度に短い
煙草形成体の刻み煙草側端部である。図５のｂは、探知
器に写った状態にある２つの光ストリップに照らされた
図５のaの煙草形成体ヘッドの端部区域である。図５の
ｃは、探知器面における図５のbの像の中心線を示し、
前記中心線は評価デバイスによって演算が済んでいる。

【図６】図６のａは、孔の形態をなす刻み煙草の欠如を
伴う煙草形成体の刻み煙草側端部である。図６のｂは、
探知器に写った状態にある２つの光ストリップに照らさ
れた図６のaの煙草形成体ヘッド部の端部区域である。
図６のｃは、探知器面における図６のbの像の中心線を
示し、前記中心線は評価デバイスによって演算が済んで
いる。

【図７】図７のａは、長手方向断面において正しい凹部
を備えるように形成されたフィルター付き煙草形成体ヘ
ッド部である。図７のｂは、探知器に写った状態にある
２つの光ストリップに照らされた図７のaの煙草形成体
ヘッド部の端部区域である。図７のｃは、探知器面にお
ける図７のbの像の中心線を示し、前記中心線は評価デ
バイスによって演算が済んでいる。

【図８】図８のａは、フィルターが斜めに削り取られた
長手方向断面における凹部を備えるフィルター付き煙草
形成体ヘッド部である。図８のｂは、探知器に写った状
態にある２つの光ストリップに照らされた図８のaの煙
草形成体ヘッド部の端部区域である。図８のｃは、探知
器面における図８のbの像の中心線を示し、前記中心線
は評価デバイスによって演算が済んでいる。

【符号の説明】

１１…煙草形成体，１２…煙草，１３，１４…光源，１
７，１８…レンズ絞りシステム，２５，４１，６１…煙
草ヘッド，２６〜３１…ストリップ状部分，３９，４２
…端部区域，３２…探知器，３３…光，５０〜５３…
像，５４，５５，６８，６９…２つの線，６３…チップ
スリーブ，５６〜５９…集中点。

フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・ジナーブリンク ドイツ連邦共和国、27308 キルヒリンテ ルン、クロイツベルクベーク ７ (72)発明者 ビンフリート・ニープラー ドイツ連邦共和国、83126 フリンツバッ ハ・アム・イン、ベンデルシュタインシュ トラーセ 22

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 評価の過程において、探知器（３２）に
   よって発生される信号によって創り出され、ストリップ
   状部分（２６〜３１）に対応する２つの線（５４，５
   ５，６８，６９）の間の距離が決定されて、ストリップ
   状部分（２６〜３１）によって照明される煙草ヘッド
   （２５，４１，６１）の区域の位置が確定される、 光が、異なる方向から煙草ヘッド（２５，４１，６１）
   の端部区域（３９，４２）に、少なくとも２つのストリ
   ップ状部分（２６‐３１）の状態で入射し、端部区域
   （３９，４２）から反射された光（３３）が、探知器
   （３２）によって受光され評価される、煙草ヘッド（２
   ５，４１，６１）の検査方法。
2. 【請求項２】 探知器（３２）によって受光されるスト
   リップ状部分（２６〜３１）の像は、画像処理に付され
   て、区域集中線（５４，５５，６８，６９）が、ストリ
   ップ状部分（２６〜３１）の各像に関する対応線とし
   て、特に演算されて決定され、 区域集中線（５４，５５，６８，６９）が、 これらが互いに平行に延出し、決定された距離が限界値
   を越えるか、これを下回る場合は、特に、検査された煙
   草（１２）または前記煙草（１２）を含む煙草形成体
   （１１）を排除する排除部材を作動するように、演算さ
   れる請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 ストリップ状部分（２６〜３１）が、端
   部区域の全体（３９，４２）、特に、煙草（１２）の刻
   み煙草側またはフィルター側の端部区域を不可欠に照明
   し、 ストリップ状部分（２６〜３１）が、煙草形成体（１
   １）の層形態をなして互いに隣接して配列されたす複数
   本の煙草、特に、６本または７本の煙草をカバーし、煙
   草形成体（１１）の層数、特に３層に対応する多数のス
   トリップ状部分（２６〜３１）が各方向から端部区域
   （３９，４２）に向かって照明される請求項１記載の方
   法。
4. 【請求項４】 ストリップ状部分（２６〜３１）が煙草
   ケーシング、特に煙草（１２）および／または凹部を備
   えるフィルター付き煙草のチップスリーブ（６３）また
   は両切り煙草を囲む巻き紙の端部を部分的に照明し、こ
   の端部から反射された光（３３）が受講され、評価され
   る請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 煙草ケーシングの被照明区域（３７，３
   ８）の像（５０〜５３）の集中点（５６〜５９）と集中
   線（５４，５５）との間の距離が決定されて、チップス
   リーブ（６３）の深さまたは刻み煙草の欠如部（６０）
   の深さが演算され、および／または、煙草ケーシングの
   被照明区域（３７，３８）の２つの像（５０〜５３）の
   ２つの集中点（５６〜５９）の間の距離が演算されて、
   煙草ケーシングの形象、特にその均一性が検査される請
   求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 探知器（３２）によって発生される信号
   を評価するための評価デバイスを有し、前記評価デバイ
   スは、信号によって創り出され、ストリップ状部分（２
   ６〜３１）に対応する２つの線（５４，５５，６８，６
   ９）の間の距離を決定して、前記部分（２６〜３１）に
   よって照明される煙草のヘッド（２５，４１，６１）の
   区域の位置を確定するように設計される、 異なる方向から煙草のヘッド（２５，４１，６１）の端
   部区域の該当するストリップ状部分（２６〜３１）を照
   明するための少なくとも２つの光源（１３，１４）を有
   し、 端部区域から反射される光（３３）を受光するための探
   知器（３２）を備える、特に、請求項１〜５の１記載の
   方法を実施するための、煙草ヘッド（２５，４１，６
   １）を検査するための装置。
7. 【請求項７】 いずれも光源（１３，１４）に専用に設
   けられた、煙草形成部（１１）の層数、特に３つの層数
   に対応する数のストリップ状部分（２６〜３１）を発生
   するためのレンズ絞りシステム（１７，１８）および／
   またはホログラムを備える光学システムを有し、 該当するストリップ状部分（２６〜３１）は、それぞれ
   の層に向けられる請求項６記載の装置。