JP2006308562A - フィルター連続体内における不均質箇所の識別 - Google Patents

Abstract

【課題】たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体、特にフィルター連続体内における個別化された封入物を識別するための装置を提供する。
【解決手段】たばこのフィルター連続体２４内における個別化された封入物１３０を識別するための装置１００が、透過法方法において、この連続体２４を光透過するための１つの光源１２２、および、この連続体２４内においてこの光源１２２によって誘起される輝度を、少なくとも部分的に検出するための１つのセンサー１１４を備える。この装置１００は、検出された輝度を用いて、連続体２４内における個別化された封入物１３０の存在を識別するための評価ユニット１２０が設けられていることによって改良される。
【選択図】図２

Description

本発明は、たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体、特にフィルター連続体内における個別化された封入物を識別するための装置であって、この装置が、
透過法方法において、この連続体を光透過するための１つの光源、および、この連続体内においてこの光源によって誘起される輝度を、少なくとも部分的に検出するための１つのセンサーを備える様式の上記装置に関する。

更に本発明は、たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体、特にフィルター連続体内における個別化された封入物を識別するための方法であって、その際、
この連続体が、透過法方法において、１つの光源を用いて光透過され、且つ、
この光源によって誘起される、この光透過されたフィルター連続体内における輝度が、１つのセンサーを用いて少なくとも部分的に検出される様式の上記方法に関する。

更に、本発明は、たばこ加工産業の連続体製造機械、特にフィルター製造機械に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２７ ３２ ５２０号明細書（特許文献１）から、その連続体内において、異なる材料性質及び／または形状の部分が連続的に相前後して続く、連続的に前方に移動する連続体、特にシガレットフィルター連続体を検査するための方法が記載されている。この場合、少なくとも１つの、少なくともフィルター連続体長手軸線に対してほぼ垂直方向に延在する面内において指向する光線が、このフィルター連続体内へと導入され、且つ、輝度の値が、少なくともほぼ、同じこの光線を含む面内において存在し光導入位置から離間されたフィルター連続体外側面の位置において、光電子的な構造要素を用いて測定され、その際、測定結果が、この光電子式の構造要素と電気的に結合された評価回路内において評価される。

更に、ドイツ連邦共和国特許第２５ １０ ５０２号明細書に相応する米国特許第４，００１，５７９号明細書（特許文献２）内において、管体形状の被覆体内へのフィルター要素の連続した継ぎ足しの後の製造の間じゅう、構成されたシガレットフィルターをコントロールするための装置が開示されている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２７ ３２ ５２０号明細書 米国特許第４，００１，５７９号明細書

従って、この公知技術を出発点として、本発明の課題は、連続的に長手軸線方向に搬送されるフィルター連続体内に組み込まれるカプセル状体、またはその種の他の物の位置を突き止めることである。

この課題は、たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体、特にフィルター連続体内における個別化された封入物を識別するための装置であって、この装置が、
透過法方法において、この連続体を光透過するための１つの光源、および、この連続体内においてこの光源によって誘起される輝度を、少なくとも部分的に検出するための１つのセンサーを備える様式の上記装置において、
検出された輝度を用いて、連続体内における個別化された封入物の存在を識別するための評価ユニットが設けられていることによって解決される。

フィルター連続体の製造の際に、例えば泡状体、またはカプセル状体、または同様に穿孔ような添加体の形態における不均質箇所（Inhomogenitaet）、または封入物は、合目的に、および個別化された状態で、その他の点では均質に形成されたフィルター連続体内へと装入され、もしくはこの内へと形成され、従って、本発明による装置を用いて、これら不均質箇所または封入物の存在、並びに、正確な位置（Lage）が、１つのフィルター連続体内において、もしくは個別のフィルター内において探索され、且つ評価される。それに加えて、同じく、これら封入物の間隔は、この連続体の長手軸線方向、もしくは搬送方向に関連して検出される。この目的で、搬送されるフィルター連続体は光を通され、従って、フォトダイオードによって、このフィルター連続体を貫通した光、もしくは相応する輝度態様（Helligkeitsprofil）が受信される。引き続いて、この輝度態様に基づいて、不均質箇所が搬送されるフィルター連続体内において存在するかどうかが探索される。

フィルター連続体の搬送速度を用いて、どのような長手軸線方向における間隔において、不均質箇所が存在するかが付加的に確認される。識別の更に別の結果として、連続して検出された輝度態様、およびこの連続体の搬送速度に基づいて、封入物、もしくは不均質箇所の寸法を量定することは可能である。このことは、評価装置内において行なわれ、この評価装置に、センサーの信号、即ち検出された輝度態様が伝達される。

更に、写像装置が、センサーの上に連続体の輝度を写像するために設けられている場合に有利である。この構成により、受光光学系の開口角が最小限に減らされ、従って、受光部側の上で、写像する光学系、即ち装置が使われる。従って、例えばフォトセンサーの光に敏感に反応する層の上で、連続体の光源によって形成される輝度領域の、もしくは輝度態様の比較的に小さな領域が検出される。

有利には、写像装置は、少なくとも１つのレンズを有し、従って、光学的な装置が形成されている。

更に、測定装置が、１つの光源、１つの写像装置、および１つのセンサーを備えている場合に有利である。

有利な更なる構成において、少なくとも２つの測定装置が、連続体のために設けられている。

特に、多数の測定装置が、連続体の長手軸線方向に対して横方向に、有利には１つの面内において設けられている。

更に、フィルター連続体内において光源によって誘起される拡散円錐は、この光源が、レーザー光源として形成されている場合に最小限に減らされ、従って、この検査されるべきフィルター連続体、もしくは長手軸線方向に搬送されるロッド形状の品物は、扇状または点状に、光でもって当てられ、このことによって、識別の品質が、連続体内におけるこの光の低減された拡散円錐によって改善される。有利には、このフィルター連続体は、光を赤い可視の領域内において放射する、レーザーを用いて光を通される。典型的に、この様式のレーザー光は、６５５ｎｍの領域の波長を有している。

更に、特に、写像装置とセンサーとの間の光線経路内において、少なくとも１つの絞り部が設けられている。

この課題の更に別の解決は、たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体内における個別化された封入物を識別するための、本発明による装置を備える、たばこ加工産業の連続体製造機械、特にフィルター製造機械、もしくはフィルター連続体製造機械によって実現される。繰返しを回避するために、装置のための前記された実施形態を明確に参照されたい。

更に、この課題は、たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体、特にフィルター連続体内における個別化された封入物を識別するための方法であって、その際、
この連続体が、透過法方法において、１つの光源を用いて光透過され、且つ、
この光源によって誘起される、この光透過されたフィルター連続体内における輝度が、１つのセンサーを用いて少なくとも部分的に検出される様式の上記方法において、
検出された輝度に基づいて、連続体内における個別化された封入物の存在が認識されることによって改良される上記方法によって解決される。

本発明による方法の原理は、フィルター製造装置、もしくはフィルター製造設備において、フィルター連続体内において、装入された不均質箇所の数、及び／または位置が、および場合によっては同様に封入物の長手軸線方向の互いの間隔も、光、特にレーザー光の使用によって、認識、並びに探索されることに基づいている。このフィルター連続体内における不均質箇所は、低下された光伝導能力を誘起し、且つこれに伴って、不均質箇所の無いフィルター連続体部分内における態様とは違う輝度態様を誘起する。この封入物によって変化された輝度態様は、このフィルター連続体内における１つの不均質箇所の存在が認識される程に特徴的である。フィルター連続体材料と装入された不均質箇所との間の光伝導能力の差異は、評価可能な信号を誘起する。

上記の目的で、有利には、輝度が、写像装置を用いてセンサーの上で少なくとも部分的に写像されることが提案される。

更に、有利には、連続体は、有利には赤い可視の領域内における光を放射するレーザー光源を用いて光を透過される。

有利な実施形態により、連続体が、少なくとも２つの光源を用いて光を透過される場合、有利である。

この方法は、有利な更なる構成に従い、検出された輝度に基づいて、封入物の位置、及び／または数が認識されることによって改良される。

更に、予め設定された目標値、または予め設定された目標から、検出された輝度に差異がある場合、連続体、もしくはフィルター連続体、またはこの連続体もしくはフィルター連続体の部分が除去される場合、有利である。

有利には、評価装置を用いて、連続体、もしくはフィルター連続体内における封入物の存在が認識される。

次に、本発明を、図に図示された実施例に基づいて、概括的な発明の思想の限定無しに説明し、その際、これらの図に、その他の点では、全てのこの明細書内において詳細には説明されていない本発明の詳細な事項に関連して明確に示されている。

以下の図において、同じ、もしくは同種の要素、または部材が、同一の参照符号でもって示されており、従って、更新された観念は、それぞれ問題にされない。

図１内において、フィルター連続体を製造するため、特にシガレットおよびその種の他の喫煙可能な品物のためのフィルターを製造するための装置が、概略的な側面図で図示されている。この装置は、２つの主構造部品グループ、エンドレスのフィルター材料条片もしくはフィルタートウ条片のためのフィルタートウ調製装置１、および、包被されたフィルターロッドを製造するための加工装置２から成っている。

例えばたばこ加工産業において公知の、出願人のＴｙｐ ＡＦ２、ＡＦ３、またはＡＦ４から成る調製装置１は、貯蔵部６から、エンドレスのフィルター材料条片４を連続して引出すためのロール対３を有している。この貯蔵部６からの取出しの後、このフィルター材料条片４は、その経路の上でこのフィルター材料条片が方向転換ローラ５を経由して案内されている、このロール対３へのフィルター材料条片の該経路上で、このフィルター材料条片４の組織の拡幅および弛緩の役目を果たす、２つの空気ノズル７および８を通過する。このロール対３に、２つの更に別のロール対９および１１が続き、これらロール対の間に、これらロール対９と１１との間で拡幅された状態で案内されるフィルター材料条片４の上に、軟化剤を塗布するための塗布装置１２が設けられている。

ロール対３、および９は、延伸装置を形成している。このロール対３の回転数は、このロール対９の回転数よりも小さく、且つ、伝動機構１４を介して変化可能であり、この伝動機構の変速比が調整モータ１６によって変化され得る。このロール対３と９との間の速度比率は、フィルター材料条片４の延伸の度合いを予め設定する。示された実施例において、このロール対３の制動ロールとして作用するロールが駆動されている。これらロールは、同様に牽引ロールとしても形成されており、これら牽引ロールが、摩擦状況に基づいて制動ロールとして作用する。

全てのロール対３、９、および１１は、主駆動モータ１３によって、ベルト伝動装置１３ａから１３ｃまでを介して駆動可能である。主駆動モータ１３の代わりに、同様に一つまたは多数の、別個に制御可能である別々の駆動装置も、これらロール対のために設けられ得る。

調製され、軟化剤を噴霧されたフィルター材料条片４は、充填材料連続体４４を形成し、この充填材料連続体が、ロール対１１を介して、フィルタートウ調製装置１から、例えばたばこ加工産業において公知の、出願人のＴｙｐ ＫＤＦ２、ＫＤＦ３、またはＫＤＦ４から成る、加工装置２の入口ホッパー１７内へと達する。

加工装置２内において、充填材料連続体４４は、まとめられ、且つ、ボビン１８から引出され且つ糊付け装置１９の形態における塗布手段を用いて糊を付けられた包み材料条片２１の上に載置される。この包み材料条片２１、およびまとめられた充填材料連続体４４は、両方の構成要素をガーニチュア２３によって案内するガーニチュアベルト２２の上に達し、このガーニチュアが、この包み材料条片２１を、フィルター材料から成る充填材料連続体４４の周囲に巻き付け、且つその際、エンドレスのフィルター連続体２４を形成する。このフィルター連続体は、継ぎ目接合板、もしくは冷却区間２６を通過し、この冷却区間内において、オーバラップ継ぎ目内の糊が固まる。

包み材料条片の上に塗布された糊が湿潤糊である場合、継ぎ目接合板はこの位置において設けられている。この継ぎ目接合板内において、その場合に、貼付け継ぎ目が乾燥される。冷却区間は、この包み材料条片２１の上に、高温溶融接着剤（ホットメルト）が塗布される場合に設けられている。この高温溶融接着剤は、固まるために、冷却区間２６内において冷却される。次いで、フィルター連続体２４は、合目的に、このフィルター連続体２４内に装入された不均質箇所を、このフィルター連続体２４内におけるこれら不均質箇所の位置およびこれら不均質箇所の間隔に関して、突き止めるために、本発明による識別装置１００を通って移送される。

引き続いて、フィルター連続体２４から、カッタ装置２７を用いて連続して、フィルターロッド２８が裁断され、これらフィルターロッドは、加速装置２９によって、載置ドラム３１内へと移送され、この載置ドラム内において、これらフィルターロッドが、横軸線の搬送方向内において搬送される。この載置ドラム３１によって、これらフィルターロッドは、載置ベルト３２へと達し、この載置ベルトから、これらフィルターロッドが、更なる処理部、または中間貯蔵部に供給される。

図２は、本発明による識別装置１００の実施形態の縦断面図を示しており、この識別装置が、レーザー光源１２２、および、このレーザー光源１２２の向かい側に配設されているセンサー１１４を有している。このレーザー光源１２２とセンサー１１４との間に、封入物、または不均質箇所を有して製造されたフィルター連続体２４が貫通搬送される。

セルロースアセテートから成るフィルター連続体２４は、内部において、特にこのフィルター連続体中心軸線の領域内において、周期的に封入物、または不均質箇所を有しており、これらが、合目的にフィルター連続体２４内へと、例えばヨーロッパ特許出願公開第１ ０１２ ９６１号明細書（特許文献３）による装置でもって装入される。これら封入物、または不均質箇所は、例えば、小さなカプセル状体、泡状体、粒状体、または添加粒状体、または計画的に予め設定され配置された穿孔によって形成され、これらが、特に、等距離の間隔に組み込まれており、または組み込まれる。このフィルター連続体２４内における、意図的に個別化され装入された不均質箇所は、参照符号１３０でもって表示されている。
ヨーロッパ特許出願公開第１ ０１２ ９６１号明細書

フィルター連続体２４は、透過光方法において、送り側の上でレーザー光源１２２によって照明される。このレーザー光源１２２を用いて、線状の光線が、点状または扇状にこのフィルター連続体２４の上に整向され、従って、この光線の入射側で、光は、点状および垂直にこのフィルター連続体２４内へと導入される。この入射点から、この光は、このフィルター連続体２４内において散乱により円錐形に拡散し、従って、この光が、このフィルター連続体２４の出射側で、出射点Ａ−Ｂの領域内において散乱の結果として分配されている。

図２に図示された識別装置１００の場合、面Ｓ１、Ｓ２の面積、即ち間隔は、フィルター連続体２４、即ち材料内へと入力された光線の拡散円錐、光源１２２の拡散円錐、並びに、受光光学系の開口角によって規定される。このフィルター連続体２４、即ち材料内における光線の拡散円錐は、この材料の特性によって条件付けられており、且つ従って、外側から影響を及ぼされ得ない。

受光部側で、センサー１１４、例えばフォトダイオードの手前に、絞り部１１６が設けられている。幾何学的な挙動に基づいて、所定の角度において、光が、フィルター連続体２４の出射する側から、この絞り部１１６を通ってこのセンサー１１４の光に敏感に反応する表面上に達するということが得られる。このことは、このフィルター連続体２４の表面上へと伝播された状態で、光が、斜線部の（schraffierten）ゾーンＩ−ＩＩから、このセンサー１１４の光に敏感に反応する層の上へと達することを意味する。

更に、出射側に対しての受光光学系の開口角の影響は、レンズ１２６を用いての、絞り部１１６を備えている写像装置が設けられていることによって最小限に減らされ、従って、フィルター連続体２４の表面の、ただ１つの短い区間Ｉ−ＩＩだけが、センサー１１４の光に敏感に反応する層の上へと通過される。このことによって、同様に両方の面Ｓ１、Ｓ２の間隔も明確に低減される。

光源１２２の光円錐の光線経路内に、少なくとも１つの不均質箇所１３０を有するフィルター連続体２４が、測定ゾーン内へと装入された場合、明暗の状態の移行（Hell-Dunkel-Uebergang）は、この不均質箇所によって、この明暗の状態の移行が面Ｓ１に達した場合に光強度的に影響を及ぼされる。この光強度状態の移行が平行な面Ｓ２を通過した場合、この光強度状態の移行は、遅くとも完了されている。

レーザー光源１２２を用いて放射された、例えば赤い可視の領域（波長約６５５ｎｍ）内における光は、フィルター連続体２４を貫通し、且つ、センサー１１４の上に照射し、このセンサーの電気的な信号が評価ユニット１２０に供給される。この評価ユニット１２０を用いて、輝度態様、即ち評価されるべき信号内における変化は検出され、従って、１つの不均質箇所１３０が光線経路内において存在するかどうかが、この評価ユニット１２０によって確認される。この輝度態様は、フィルター連続体２４内における材料、もしくは不均質箇所１３０の異なる光伝導能力に依存している。

これら不均質箇所１３０は、低下された光伝導性を誘起し、従って、変化された輝度態様に基づいて、この不均質箇所１３０は位置が突き止められ、もしくは検出される。フィルター連続体２４の移送速度、並びに測定された輝度態様に基づいて、同様にこれら個別化された不均質箇所の間の間隔、および、場合によっては同様にこれら不均質箇所１３０寸法も確認される。

不均質箇所１３０、もしくはカプセル状体を確実に認識するために、輝度態様は、予め設定された目標値、または予め設定された目標輝度態様と比較され、その際、これら目標値からの差異がある場合、フィルター連続体２４内におけるこの不均質箇所１３０の欠如、または存在が確認される。

更に、例えば１つの不均質箇所１３０の認識の後、１つの位置において、この先行する不均質箇所１３０に対する予め設定された間隔内において如何なる不均質箇所もフィルター連続体２４内において存在しないことが探索された場合、後に続くステップにおいて、このフィルター連続体２４の相応する部分は、更なる製造プロセスから除去される。

フィルター連続体２４の表面上で区間Ａ−Ｂの照明を誘起する、レーザー光源１２２の拡散円錐は、円錐角度の大きさに依存する。受光光学系の開口角は、絞り部１１６の寸法、およびセンサー１１４の光に敏感に反応する層の大きさによって定められる。

図３において、フィルター連続体２４内における不均質箇所の識別、もしくは位置決定のための装置の更に別の実施例が示されている。この場合、２つの識別装置１００が、このフィルター連続体２４の搬送方向に対して横方向に配設されており、従って、１つの面内において、このフィルター連続体２４は、２つのレーザー光源１２２から、光でもって当てられている。

２軸線的な測定、もしくは識別によって、フィルター連続体２４内における、不均質箇所１３０の軸線方向の位置に対する非依存性は可能である。この場合、これらセンサー１１４によって検出される輝度態様は、共通の評価ユニット１２０に更に導かれる。これらレーザー光源１２２、およびセンサー１１４が、このフィルター連続体の搬送方向に対して垂直方向の面内において配設されているので、このフィルター連続体２４内における不均質箇所１３０の精確な位置を確認することは、このフィルター連続体２４の２軸線的な光の透過に基づいて可能である。

概略的な図示における、１つの装置を有するフィルター製造機械の図である。 本発明による装置の第１の実施形態の縦断面図である。 本発明による識別装置の第２の実施形態の横断面図である。

符号の説明

１ フィルタートウ調製装置
２ 加工装置
３ ロール対
４ フィルター材料条片
５ 方向転換ローラ
６ 貯蔵部
７ 空気ノズル
８ 空気ノズル
９ ロール対
１１ ロール対
１２ 塗布装置
１３ 主駆動モータ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ ベルト伝動装置
１４ 伝動機構
１６ 調整モータ
１７ 入口ホッパー
１８ ボビン
１９ 糊付け装置
２１ 包み材料条片
２２ ガーニチュアベルト
２３ ガーニチュア
２４ フィルター連続体
２６ 冷却区間
２７ カッタ装置
２８ フィルターロッド
２９ 加速装置
３１ 載置ドラム
３２ 載置ベルト
４４ 充填材料連続体
１００ 識別装置
１１１ 線
１１２ 線
１１４ センサー
１１６ 絞り部
１２０ 評価ユニット
１２２ レーザー光源、 光源
１２６ レンズ
１３０ 不均質箇所
Ｉ−ＩＩ ゾーン
Ａ 点
Ｂ 点
Ｓ１ 面
Ｓ２ 面

Claims (16)

1. たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体（２４）、特にフィルター連続体（２４）内における個別化された封入物（１３０）を識別するための装置（１００）であって、この装置が、
   透過法方法において、この連続体（２４）を光透過するための１つの光源（１２２）、および、この連続体（２４）内においてこの光源（１２２）によって誘起される輝度を、少なくとも部分的に検出するための１つのセンサー（１１４）を備える様式の上記装置において、
   検出された輝度を用いて、連続体（２４）内における個別化された封入物（１３０）の存在を識別するための評価ユニット（１２０）が設けられていることを特徴とする装置。
2. 写像装置（１２６）が、センサー（１１４）の上に連続体（２４）の輝度を写像するために設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 写像装置（１２６）は、少なくとも１つの光学的なレンズ（１２６）を有していることを特徴とする請求項２に記載の装置（１００）。
4. 測定装置は、１つの光源（１２２）、１つの写像装置（１２６）、および１つのセンサー（１１４）を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の装置（１００）。
5. 少なくとも２つの測定装置が、連続体（２４）のために設けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置（１００）。
6. 多数の測定装置が、連続体（２４）の長手軸線方向に対して横方向に、有利には１つの面内において設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の装置（１００）。
7. 光源（１２２）は、レーザー光源（１２２）として形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の装置（１００）。
8. 写像装置（１２６）とセンサー（１１４）との間の光線経路内において、少なくとも１つの絞り部（１１６）が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の装置（１００）。
9. 請求項１から８のいずれか一つに記載の識別装置（１００）を有する、たばこ加工産業の連続体製造機械、特にフィルター製造機械。
10. たばこ加工産業の連続的に搬送される連続体（２４）、特にフィルター連続体（２４）内における個別化された封入物（１３０）を識別するための方法であって、その際、
    この連続体（２４）が、透過法方法において、１つの光源（１２２）を用いて光透過され、且つ、
    この光源（１２２）によって誘起される、この光透過されたフィルター連続体（２４）内における輝度が、１つのセンサー（１１４）を用いて少なくとも部分的に検出される様式の上記方法において、
    検出された輝度に基づいて、連続体（２４）内における個別化された封入物（１３０）の存在が認識されることを特徴とする方法。
11. 輝度は、写像装置（１２６）を用いてセンサー（１１４）の上で少なくとも部分的に写像されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 連続体（２４）は、レーザー光源（１２２）を用いて光を透過されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
13. 連続体（２４）は、少なくとも２つの光源（１２２）を用いて光を透過されることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一つに記載の方法。
14. 検出された輝度に基づいて、封入物の位置、及び／または数が認識されることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一つに記載の方法。
15. 予め設定された目標値、または予め設定された目標から、検出された輝度に差異がある場合、連続体（２４）、またはこの連続体（２４）部分は除去されることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一つに記載の方法。
16. 評価装置（１２０）を用いて、連続体（２４）内における封入物（１３０）の存在が認識されることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一つに記載の方法。

Images