JP3723418B2

JP3723418B2 - シガレット端面検査装置

Info

Publication number: JP3723418B2
Application number: JP2000202391A
Authority: JP
Inventors: 達也伊藤; 信三木田
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-07-04
Also published as: JP2002017328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシガレット端面の良否、より詳しくはシガレット端面における刻たばこの先落ちの有無を検査するシガレット端面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシガレット端面検査装置はたとえば特許第2989171号に開示されている。この公知の検査装置は、シガレット端面に局所的にレーザ光を照射し、その照射部位からの反射光量に基づき、照射部位までの離間距離に応じた出力を発生するレーザ測長器と、レーザ測長器の出力に基づき、シガレット端面の凹凸、つまり、刻たばこの先落ちを判定する判定手段とから構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したレーザ測長器は、照射部位までの離間距離をその照射部位からの反射光量に基づいて計測するものであり、その計測のためにレーザ光に対するシガレット端面の平均的な反射特性が予め求められている。つまり、上述の検査装置による計測はその検査対象のシガレットが同一の銘柄であることを前提としている。
【０００４】
このため、銘柄の異なるシガレットが検査対象となる場合には、その銘柄毎のシガレット端面の反射特性に基づいて離間距離を算出しなければならず、検査装置の調整は容易ではない。
また、同一銘柄のシガレットにあっても、個々のシガレット端面の反射特性は一様ではないし、しかも、シガレット端面でみてもその全域が同一の反射特性を有するものではないので、シガレット端面の先落ちを高精度に検査することは困難である。
【０００５】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは簡単な構成により、シガレットの銘柄の相違に起因する影響を受けず、しかも、シガレット端面の良否を高精度に検査可能としたシガレット端面検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る本発明のシガレット端面検査装置は、シガレットを横向きにして搬送する搬送経路の側方に、シガレットの軸線方向に互いに偏位した状態で配置され、シガレットが通過する際、そのシガレット端面の所定の照射スポットに光を照射し、照射スポットからの反射光量に基づき、前記照射スポットとの間の離間距離に応じた出力をそれぞれ発生する一対の変位センサと、一対の変位センサからの出力比に基づき、基準となる一方の変位センサと照射スポットとの間の離間距離を算出する算出手段と、前記シガレットと一方の変位センサとの間の離間長さと離間距離とを比較し、この比較結果に基づき、シガレット端面の良否を判定する判定手段とを備える。
【０００７】
上述のシガレット端面検査装置によれば、一対の変位センサの出力比はシガレット端面の反射率特性を相殺し、それゆえ、出力比に基づいて算出される照射スポットの離間距離とシガレットの離間長さとを比較することより、シガレット端面に対する照射スポットの凹凸量、具体的には刻たばこの先落ちの有無が検査される。
【０００８】
請求項２に係る本発明のシガレット端面検査装置は、シガレットの離間長さを光学的に検出する測長器をさらに備え、この場合、個々のシガレットの長さに僅かにばらつきがあっても、このばらつきが凹凸量の算出に影響することはない。請求項３に係る本発明のシガレット端面検査装置は、複数対の変位センサを備えている。これら各対の変位センサは、シガレット端面の互いに異なる照射スポットを検査し、シガレット端面のより正確な良否判定が可能となる。この場合、各対の変位センサの照射スポットはシガレット端面の全域をカバーするのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、フィルタアタッチメントの一部である検査ドラム２を示す。フィルタアタッチメントはシガレットにフィルタを接続してフィルタシガレットを製造する製造装置であり、ドラム列から構成されている。
検査ドラム２はその外周面に等間隔を存して多数の搬送溝４を有し、受取り位置にある搬送溝４にその上流ドラム（図示しない）から互いに同軸にして並ぶ２本のフィルタシガレットＳを受け取り、その回転に伴い、受取ったフィルタシガレットＳを排出位置に向けて搬送する。すなわち、検査ドラム２の外周面はフィルタシガレットＳの搬送経路を構成する。一方、フィルタシガレットＳが排出位置に到達すると、これらフィルタシガレットＳは搬送溝４から排出され、下流ドラム（図示しない）に乗り移る。
【００１０】
なお、上流および下流ドラムは検査ドラム２と同様な溝付きドラムであり、２本のフィルタシガレットＳは上流ドラム、つまり、切断ドラム上にて製造されたダブルフィルタシガレットを等分に切断して得られる。
検査ドラム２上の２本のフィルタシガレットが受取り位置から排出位置に向けて搬送される過程にて、図２に示されるように搬送溝４内の２本のフィルタシガレットＳはそのフィルタの吸い口端がセンタガイド６により案内されて、左右に離間し、左右のフィルタシガレットＳは検査ドラム２の対応する側の端面８から所定の長さだけ突出する。この後、各フィルタシガレットＳは検査装置１０を通過する。すなわち、検査ドラム２の側方には左右一対の検査装置１０が備えられ、検査装置１０は図１中１点鎖線のブロックで示されている。
【００１１】
検査装置１０は同一構成であるので、以下には一方の検査装置１０についてのみ説明する。
検査装置１０は透過レーザ型のラインセンサ１２を備え、ラインセンサ１２はレーザ出射部１４と、レーザ受光部１６とから構成される。これらレーザ出射部１４およびレーザ受光部１６は検査ドラム２の径方向に離間対向し、これらの間にはフィルタシガレットＳの通過を許容する間隔が確保されている。なお、図２において、作図上の都合からレーザ出射部１４およびレーザ受光部１６は、検査ドラム２の周方向に離間対向した状態で示してある。
【００１２】
レーザ出射部１４はレーザ受光部１６に向けてレーザ光を出射し、その幅方向が検査ドラム２の軸線方向に沿ったレーザ照射帯Ｌ1を形成する。より詳しくは、レーザ照射帯Ｌ１は、検査ドラム２の側方に規定された基準面ＢＰから検査ドラム２の端面に向けて延び、そして、フィルタシガレットＳがラインセンサ１２を通過する際に、フィルタシガレットＳの端部にて部分的に遮光される幅寸法を有する。
【００１３】
したがって、フィルタシガレットＳがラインセンサ１２を通過するとき、レーザ受光部１６が受け取るレーザ照射帯Ｌ2の幅は、基準面ＢＰからフィルタシガレットＳの端面までのフィルタシガレットＳの離間長さＸLを示し、レーザ受光部１６，すなわち、ラインセンサ１２は離間長さＸLを電気信号として出力する。
【００１４】
検査装置１０は上述のラインセンサ１２に加え、変位センサ群１８を備えている。これら変位センサ群１８はたとえば反射レーザ型の三対の変位センサ、つまり、一対の上段変位センサ２０a,２０b、一対の下段変位センサ２２a,２２b、そして、一対の中段変位センサ２４a,２４bを含み、これら個々の変位センサ２０〜２４は、検査ドラム２の周方向、つまり、フィルタシガレットＳの搬送方向に順次配置されている。
【００１５】
より詳しくは、フィルタシガレットＳの搬送方向でみて最も上流側に位置する一対の上段変位センサ２０ａ，２０ｂうち、基準となる上段変位センサ２０ｂはそのレーザ出受面が前述の基準面ＢＰ上に配置されている。そして、他方の上段変位センサ２０ａは、フィルタシガレットＳの搬送方向でみて上段変位センサ２０bの上流側に隣接し、かつ、そのレーザ出受面が検査ドラム２の端面から離れる方向に基準面ＢＰから所定の距離ｄだけ偏位した状態で配置されている。
【００１６】
フィルタシガレットＳが上段変位センサ２０a,２０ｂを通過する際、これら上段変位センサ２０はフィルタシガレットＳにおける端面の所定の照射スポットにレーザ光を照射し、その照射スポットからの反射光の受光量に基づき、照射スポットとその上段変位センサ２０との間の離間距離に応じた出力Ｙを発生する。
ここで、図３から明らかなように各上段変位センサ２０により照射される照射スポットＲUはフィルタシガレットＳの端面ＥＦでみて同一の上段領域にある。したがって、一対の上段変位センサ２０a,２０bはフィルタシガレットＳの通過中、その端面ＥＦ中、同一の照射スポットにレーザ光を照射し、その同一の照射スポットとの間の離間距離に応じた出力Ｙをそれぞれ連続して発生する。
【００１７】
一方、一対の下段変位センサ２２および一対の中段変位センサ２４においても、前述した一対の上段変位センサ２０と同様に、フィルタシガレットＳの搬送方向に隣接し、そのレーザ出受面が互いにフィルタシガレットＳの軸線方向に偏位して配置されている。そして、図３から明かなように一対の下段変位センサ２２の照射スポットＲDは端面ＥＦの同一の下段領域にあって、一対の中段変位センサ２４の照射スポットＲMは端面ＥＦの同一の中段領域にあり、照射スポットＲU,ＲD,ＲMは端面ＥＦの全域をカバーする。
【００１８】
上述したラインセンサ１２や各変位センサ２０〜２４の出力に加えて、検査ドラム２の周速、つまり、フィルタシガレットＳの搬送速度に対応したパルス信号が品管コントローラ２６に供給される。品管コントローラ２６は各センサからの出力に基づき、個々のフィルタシガレットＳにおける端面ＥＦの良否を判定し、その判定結果が不良である場合には排除装置（図示しない）に向けて所定のタイミングで排除信号を出力する。
【００１９】
なお、排除装置は、フィルタアタッチメント内において、前述した下流ドラムまたはこの下流ドラムよりも下流の搬送経路に配置されており、そして、品管コントローラ２６はパルス信号に基づき、個々のフィルタシガレットＳがラインセンサ１２や各変位センサ２０〜２４を通過する期間、つまり、これらセンサからの出力の受取り期間である検査区間を決定する一方、さらに個々のフィルタシガレットＳが各変位センサを通過した後、排除装置に到達するまでに要する時間を考慮し、排除信号の出力タイミングを決定する。
【００２０】
品管コントローラ２６は、各センサからの出力や排除信号の入出力のためのI/Oインタフェース、マイクロプロセッサ(MPU)およびROM,RAM等のメモリを備えたマイクロコンピュータからなり、図５に示す良否判定ルーチンにしたがいフィルタシガレットＳにおける端面ＥＦの良否を判定する。
良否判定ルーチンにおいて、検査対象となるフィルタシガレットＳが検査装置１０の各センサを通過中にあるとき、つまり、その検査区間にあるとき、品管コントローラ２６はラインセンサ１２の出力、つまり、フィルタシガレットＳの離間長さＸLを読み込み、その最大離間長さＸL MAXを記憶する。また、同様にフィルタシガレットＳが上段、下段および中段変位センサ２０〜２４の検査区間にあるとき、これらセンサからの出力、つまり、フィルタシガレットＳの端面での各照射スポットにおける離間距離Ｙijを読み込み、その最大離間距離Ｙij MAXを記憶する（ステップＳ１）。
【００２１】
ここで、変位センサ２０〜２４の出力Ｙijの添字iは上段(U)、下段(L)、中段(M)の何れを表し、添字jは変位センサにおける参照符号の添字ａ,bの何れかを表す。以下、添字に関しては同様な意味で使用する。
次に、品管コントローラ２６は、各段毎の変位センサから得られる検査区間中、その最大離間距離の比、すなわち、出力比Ｚi（すなわち、Ｚi＝Ｙib MAX／Ｙia MAX）に基づき、その基準となる変位センサ（その参照符号の添字がｂである変位センサ）と照射スポットまでの離間距離Ｘibをそれぞれ算出する（ステップＳ２）。
【００２２】
具体的に説明すると、変位センサから照射スポットまでの離間距離Ｘijと出力Ｙijとの関係は一般的に下式および図６のグラフで表される。
Ｙij＝ｋ・Ｘij^e …(1)
ここで、係数項ｋはフィルタシガレットＳにおける端面ＥＦの反射率、具体的にはそのシガレットの銘柄の相違に起因した値であり、累乗項ｅは変位センサの感度により一義的に決まる値であり、シガレットの銘柄とは無関係である。
【００２３】
たとえば、一対の上段変位センサ２０a,２０bの最大離間距離ＹUa MAX、ＹUｂ MAXは上記の(1)式から、
ＹUa MAX＝ｋ・ＸUa^e …(2)
ＹUb MAX＝ｋ・ＸUb^e …(3)
で表される。
【００２４】
前述したように上段変位センサ２０a,２０b間には既知の間隔ｄが確保されるているので、ＸUaはＸUb＋ｄとして表すことができる（図６参照）。したがって、ＸUaをＸUbで表せば、（２）式は以下の式で表すことができる。
ＹUa MAX＝ｋ・（ＸUb＋ｄ）^e …(4)
それゆえ、出力比ＺUは（３），（４）式から

となり、（５）式をＸUbに関して書き直せば、
ＸUb＝Ｚ^-1/e／（ｄ−Ｚ^-1/e） …(6)
が得られる。
【００２５】
したがって、上記の（６）式から上段変位センサ２０a,２０bの出力比Ｚiに基づき、基準となる上段変位センサ２０ｂとその照射スポットＲUとの間の離間距離ＸUbを算出することができ、算出された離間距離ＸUbはシガレットの銘柄、つまり、その端面ＥＦの反射率とは無関係である。
また、ステップＳ２においては、下段及び中段変位センサ２２，２４のそれぞれの出力比ＤL，ＤMに基づき、下段変位センサ２２ｂとその照射スポットＲDとの間の離間距離ＸLb、そして、中段変位センサ２４ｂとその照射スポットＲMとの間の離間距離ＸMbもまた同様にして算出される。
【００２６】
このようにして離間距離Ｘibがそれぞれ算出されると、品管コントローラ２６は前述した離間長さＸLと離間距離Ｘibとの間の偏差、つまり、フィルタシガレットＳの端面ＥＦに関して、各照射スポットの凹量Ｄiをそれぞれ算出し（ステップＳ３）、そして、算出した凹量Ｄi、すなわち、ＤU，ＤM，ＤLの全てがその上限値ＤU以内の許容範囲にあるか否か、つまり、その端面ＥＦが正常であるか否かを判別する（ステップＳ４）。ここでの判別結果が偽となる場合、つまり、凹量ＤU，ＤM，ＤLの何れか１つでもその許容範囲内にない場合には端面ＥＦに先落ちが発生し、その端面ＥＦが不良であることを示し、品管コントローラ２６は所定のタイミングにて、前述した排除装置に排除信号を供給する。この結果、排除装置は不良の端面ＥＦを有するフィルタシガレットＳをその搬送経路外に排除する。
【００２７】
上述のルーチンは、つぎに検査対象とするフィルタシガレットＳに対しても同様に繰返される。
本発明は上述の一実施の形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
たとえば、フィルタシガレットＳの離間長さＸLに変動がない場合、つまり、離間長さＸLが既知である場合にはラインセンサ１２を省略することも可能である。また、変位センサ群は３対の変位センサから構成されているが、一対の変位センサの段数に制約を受けるものではなく、要は端面ＥＦの全域が検査可能であればよい。
【００２８】
さらに、ラインセンサおよび変位センサはレーザ式に限らず、他の形式の光学センサをも使用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係るシガレット端面検査装置によれば、一対の変位センサを使用するだけの簡単な構成で、シガレットの銘柄に拘わりなくシガレット端面における照射スポットの良否を高精度に判定することができる。
請求項２に係るシガレット端面検査装置によれば、シガレットの離間長さをも検出するので、シガレット長に変動があっても、シガレット端面の良否をより高精度に判定可能となる。
【００３０】
請求項３に係るシガレット端面検査装置によれば、シガレット端面の検査領域が増加し、検査精度の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルタアタッチメントの一部をなす検査装置を備えた検査ドラムの概略図である。
【図２】図１の検査装置の概略平面図である。
【図３】図２の検査装置の各変位センサによる照射スポットを示した図である。
【図４】検査装置の各センサおよび品管コントローラを示したブロック図である。
【図５】図４の品管コントローラが実行する良否判定ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】変位センサにおける離間距離−出力特性を示したグラフである。
【符号の説明】
２検査ドラム（搬送経路）
１０検査装置
１２ラインセンサ（測長器）
２０上段変位センサ
２２下段変位センサ
２４中段変位センサ
２６品管コントローラ
ＸL 離間長さ
Ｙij センサ出力
Ｘij 離間距離
Ｄi 凹量

Claims

シガレットを横向きにして搬送する搬送経路の側方にシガレットの軸線方向に互いに偏位した状態で配置され、シガレットが通過する際、そのシガレット端面の所定の照射スポットに光を照射し、前記照射スポットからの反射光量に基づき、前記照射スポットとの間の離間距離に応じた出力をそれぞれ発生する一対の変位センサと、
前記変位センサからの出力比に基づき、基準となる一方の変位センサと前記照射スポットとの間の離間距離を算出する算出手段と、
前記シガレットと前記一方の変位センサとの間の離間長さと前記算出した離間距離とを比較し、この比較結果に基づき、前記シガレット端面の良否を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とするシガレット端面検査装置。
前記離間長さを光学的に検出する測長器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシガレット端面検査装置。
前記シガレット端面の互いに異なる照射スポットを検査すべく複数対の変位センサを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のシガレット端面検査装置。