JP4010942B2 - 棒状物を形成する充填材の充填密度を検出する装置 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、棒状物内の充填材の充填密度を検出する装置に係わり、とくにシガレット製造機にて製造されたタバコロッド内の刻タバコの充填密度を検出するうえで好適した検出装置に関する。
背景技術
従来、この種の充填密度検出装置は放射線を使用している。より詳しくは、検出装置は、タバコロッドに向けて放射線を照射し、この放射線が刻タバコを通過する際の減衰度に基づき、刻タバコの充填密度を検出する。
ところで、放射線の使用にはその安全対策上、厳しい管理体制が必要となり、放射線型検出装置の取り扱いは容易ではない。
このようなことから放射線に代えて、赤外線を使用した充填密度検出装置が開発され、その一例がたとえば特公昭8−2288号公報に開示されている。この公知の検出装置は複数の赤外線光源および複数の受光器を備えており、これら光源および受光器は、シガレット製造機におけるタバコロッドの水平な送出経路に配置されている。なお、送出経路はシガレット製造機の包装セクションから延びている。
検出装置は、各光源からタバコロッドの外周面に向けて赤外線を照射し、一方、タバコロッドを透過した赤外線またはタバコロッド内の空隙にて拡散した後の赤外線を各受光器により受取り、そして、赤外線の受光量に基づき、刻タバコの充填密度を示す密度信号を出力する。
このような密度信号の出力レベルは、赤外線を透過させる透過法式に比べて、赤外線を拡散させる拡散方式の方が高く、拡散方式の検出装置は刻タバコの充填密度の測定に好適する。したがって、拡散方式の検出装置を使用してタバコロッド内の刻タバコの充填密度を測定すれば、タバコロッド内のソフトスポットを検出することもできる。ここで、ソフトスポットは、刻タバコの充填密度が基準レンジよりも低いタバコロッドの部分を示す。
上記公報に開示されている拡散方式の検出装置(第6図参照)は、赤外線の光源および受光器がタバコロッドの周方向に交互に配置され、しかも、光源同士および受光器同士はタバコロッドを挟み、互いに対向して配置されている。
このため、互いに対向する光源は、タバコロッド内の同一の部分のみを照射することになり、タバコロッドの横断面でみて赤外線の照射領域は少ない。それゆえ、タバコロッド内での赤外線の拡散効率は低く、公知の検出装置はタバコロッドの全横断面に亘り、刻タバコの充填密度をより正解に検出できない。
また、対向する各対の光源のうち、その1つは水平面内に配置されているため、これら光源からタバコロッド内に入射する赤外線は、タバコロッド内にてほぼ上下に積層状態にある刻タバコ間を直接的に通過してしまうことになる。したがって、公知の検出装置はタバコロッド内にて赤外線を良好に拡散させることができず、ソフトスポットの検出精度は低い。
発明の開示
本発明の目的は、放射線以外の管理が容易な検出光を使用し、棒状物内の充填材の充填密度を高精度に検出することができる検出装置を提供することにある。
上述の目的は、本発明の検出装置により達成され、検出装置は、棒状物内に検査光を入射させる光入射手段と、前記棒状物からの検査光を受取る受光手段と、受光手段からの出力により充填材の充填物密度を測定する測定手段とを含み、光入射手段は、棒状物を囲む所定の円弧領域内に、棒状物の周方向に隣接して配置され、棒状物の同一の横断面内にて検査光をそれぞれ入射させる複数の光源を有し、一方、受光手段は、棒状物の周方向でみて円弧領域以外の領域内に各光源と対向することなく配置され、棒状物から前記横断面に沿って放射された検査光を受取り、受光量を示す信号を発生する少なくとも1個の受光器を有する。
上述の検出装置によれば、各光源から棒状物内にそれぞれ入射した検査光は、棒状物内の充填材にて反射し、そして、この反射を繰返すことで、棒状物内の空隙内に拡散する。そして、拡散した検査光は棒状物から放射され、受光器に受取られる。受光器は検査光の受光量に応じた信号を測定手段に供給し、測定手段は受取った信号に基づき、充填材の充填密度を測定する。
各光源からの棒状物内に入射した検査光は、棒状物内への入射方向が互いに異なっているので、検査光は棒状物の横断面でみて広い領域を照射し、横断面のほぼ全域に亘って一様に拡散する。この結果、受光器にて受取られた拡散後の検査光の受光量は、棒状物内における充填物の密度を正確に示す。
光入射手段は4つの光源を含み、これら光源は棒状物の周方向に所定の角度を存して離間している。一方、受光手段は2つの受光器を含み、これら受光器もまた棒状物の周方向に所定の角度を存して離間している。
棒状物がシガレット製造機の包装セクションから水平方向に送出されたタバコロッドであるとき、検出装置は、タバコロッド内の刻タバコの充填密度を測定する。この場合、検出装置の各光源は水平方向以外の方向からタバコロッド内に検査光を入射させるのが好ましい。この場合、検査光がタバコロッド内の刻タバコ間の空隙を反射することなく通過することはなく、タバコロッドからは拡散した検査光のみが放射される。
具体的には、4つの光源は、45°の角度を存して互いに離間しており、一方、2つの受光器は、90°の角度を存して離間しており、より好ましくは、光源のうちの2つは棒状物の鉛直な縦断面を挟んで配置され、光源の残りは棒状物の水平な縦断面を挟んで配置されている。この場合、各光源からの検査光はタバコロッド内にて一様に拡散し、そして、受光器はタバコロッドから放射された検査光を良好に受取ることができる。
この場合、受光器の一方は鉛直な縦断面上に配置でき、そして、受光器の他方は水平な縦断面上に配置することができる。
光源および受光器はタバコロッドを囲むホルダに取付けることができ、この場合、これら光源および受光器は1つの検出ユニットを形作る。
各光源は、タバコロッドに検査光としての赤外線を入射させることができる。この場合、赤外線はタバコロッド内の拡散性に優れ、また、その管理も容易となる。
発明を実施するための最良の形態
第1図はシガレット製造機の一部、すなわち、タバコロッドTの水平な送出経路2を示し、送出経路2は製造機の包装セクションから切断セクションを通過して延びている。
包装セクションは、刻タバコが上下に積層されたタバコストリームをペーパにより包み込んでタバコロッドTを形成し、タバコロッドT内の刻タバコはその上下の積層状態を実質的に維持している。一方、切断セクションはタバコロッドTを所定の長さ毎に切断してシガレットロッドを形成し、シガレットロッドはフィルタシガレットの製造に使用されるシガレットの2本分の長さを有する。
送出経路2は、タバコロッドTの通過を許容するロッドガイド4,6,8,10を含み、これらロッドガイドチューブ形状状又はリング形状をなしている。ロッドガイド4〜10は、タバコロッドTの送出方向に順次配置されている。
切断セクション側のロッドガイド10はチューブ形状をなし、ロッドガイド10の途中に一実施例の拡散式検出ユニット14が配置されている。
一方、ロッドガイド6,8間には所定のスペースが確保されており、このスペースに前述した公知の拡散式検出ユニット12が配置されている。検出ユニット12は検出ユニット14の出力結果を評価するために使用される。
第2図は検出ユニット14の詳細を示し、検出ユニット14はリング形状のホルダ16を備え、ホルダ16はロッドガイド10の外周を囲んでいる。ホルダ16は、4個の光源18,20,22,24と、2個の受光器26,28とを備えている。各光源はハロゲンランプであって、赤外線を出射する。一方、各受光器は光電変換器である。
第2図から明らかなように、4個の光源および2個の受光器はホルダ16の同一の横断面内に配置されている。より詳しくは、光源18〜24は、ホルダ16の周方向に間隔を存して配置され、ロッドガイド10内に突出する赤外線の出射部18a,20a,22a,24aを有している。これら出射部はロッドガイド10内を通過するタバコロッドTの周方向に45°の角度を存して離間している。
それゆえ、ロッドガイド10には径方向孔30,32,34,36が形成されており、これら径方向孔もまたロッドガイド10の周方向に45°ずつの角度を存して離間し、対応する光源18〜24の出射部を受け入れている。径方向孔30〜36はロッドガイド10の内周面に開口しており、これにより、光源18〜24からの赤外線は対応する径方向孔を通じてタバコロッドTの外周面に照射される。
第2図から明らかなように、光源18,20はホルダ16の鉛直な縦断面PVを挟んで離間し、これに対し、光源22,24はホルダ16の水平な縦断面PHを挟んで離間している。したがって、各光源からの赤外線の出射方向は何れも、タバコロッドT内の刻タバコの積層方向に対して交差している。
一方、受光器26,28は、ホルダ16の直径方向でみて、光源18〜24とは反対側の領域に配置されている。より詳しくは、受光器26,28は縦断面PV、縦断面PH上にそれぞれ配置され、ロッドガイド10内に突出する受光部26a,28aを有している。
それゆえ、ロッドガイド10は2個の径方向孔38,40をさらに有し、これら径方向孔38,40は対応する受光器の受光部を受け入れている。径方向孔38,40もまたロッドガイド10の内周面に開口しており、受光器26,28の受光部はタバコロッドTを通過した赤外線を受け取ることができる。
しかしながら、第2図から明らかなように受光器26,28は光源18〜24の何れとも対向していないので、光源18〜24からタバコロッドTに入射した赤外線がタバコロッドT内の刻タバコや空隙を透過し、受光器26,28に直接的に到達することはない。ここで、タバコロッドT内の空隙率は約65%から70%の範囲にある。
第2図に示されるように光源18〜24は給電回路42にそれぞれ電気的に接続されており、一方、受光器26,28は測定器44にそれぞれ電気的に接続されている。給電回路42から光源18〜24に電力が供給されると、各光源はその出射部から赤外線をそれぞれ出射し、これら赤外線は対応する径方向孔30〜36を通じてタバコロッドT内に入射する。入射した赤外線はタバコロッドT内の刻タバコにより反射されながら、その空隙内に拡散し、そして、タバコロッドTから径方向孔38,40を通じて放射され、受光器26,28の受光部にそれぞれ受け取られる。
一方、受光器26,28は赤外線の受光量に比例した電気信号V1,V2を測定器44にそれぞれ供給する。測定器44は受光器26,28からの電気信号V1,V2に基づき、タバコロッドT内の刻タバコの充填密度を示す密度信号SDを生成し、シガレット製造機に向けて送信する。
測定器44は、前述の公報に記載された測定器を使用することができ、それゆえ、測定機44の具体的な説明は省略する。
第3図に示されているように測定器44から送信された密度信号SDは、シガレット製造機のAD変換ボード46を介してコントローラ48に供給され、コントローラ48はマイクロコンピュータを含む。一方、シガレット製造機の遅れ時間発生器50からは遅れ時間STがA/D変換ボード46を介してコントローラ48に供給される。
ここで、遅れ時間発生器50は、検出ユニット14から切断セクションの下流に設けられたシガレットロッドの排除装置52までの距離と、タバコロッドT、すなわち、シガレットロッドの現在の送出速度とに基づいて遅れ時間STを演算し、この遅れ時間STは検出ユニット14を通過したタバコロッドTの部位がシガレットロッドとして排除装置52に到達するまでに要する時間を示している。
コントローラ48に密度信号SDが供給されると、コントローラ48は、密度信号SDと基準レンジとを比較する。密度信号SDが基準レンジよりも小さい場合、つまり、刻タバコの充填密度が基準充填密度よりも低すぎる場合、コントローラ48はタバコロッドT内に刻タバコの充填密度が低いソフトスポットが存在していると判定し、この判定時から遅れ時間STの経過後に、排除信号EをA/D変換ボード46を介して排除装置52に供給する。
排除装置52は排除信号Eを受け取ると、直ちに作動し、ソフトスポットを含むシガレットロッドを送出経路2の外側に排除する。
前述したように4つの光源18〜24は、タバコロッドTの周方向に45°ずつの角度を存して離間しているので、各光源からの赤外線は、タバコロッドTの周方向でみて、約135°の外周域からタバコロッドT内に入射する。それゆえ、第4図から明らかなように、タバコロッドT内に入射する赤外線は、タバコロッドTのほぼ全横断面をカバーするように、タバコロッドT内に向けられている。タバコロッドT内に入射した赤外線はその内部の刻タバコにより反射され、そして、この反射が繰り返されることで、タバコロッドT内の空隙内に一様に拡散する。
それゆえ、タバコロッドT内にて一様に拡散した赤外線はロッドガイド10の径方向孔38,40を通じて漏れ出し、この漏れ出した赤外線が受光器26,28にそれぞれ受け取られる。ここで、受光器26,28が受け取る赤外線はタバコロッドT内にて一様に拡散しているから、受光器26,28にて受取った赤外線の受光レベルは刻タバコの充填密度を正確に示し、この結果、タバコロッドT内のソフトスポットを高精度に検出することができる。
また、光源18〜24からの赤外線はタバコロッドT内に水平に入射しないので、赤外線がタバコロッドT内の空隙を直接通過して、受光器26,28に向かうこともない。したがって、受光器26,28は、タバコロッドT内にて拡散された赤外線のみを受け取ることができ、この結果、受光器26,28が受け取る赤外線の受光量は刻タバコの充填密度を正確に示す。
第5図〜第7図は、本発明の検出ユニット14および前記公報の検出ユニット12を同時に使用して、シガレットロッド内の刻タバコの充填密度をそれぞれ測定した結果を示す。第5図〜第7図中、本発明の検出ユニット14を使用して得られる密度信号波形は実線で示され、一方、公知の検出ユニット12を使用して得られる密度信号波形は破線で示されている。
第5図〜第7図から明かなように、本発明の検出ユニット14を使用すれば、公報の検出ユニット12を使用した場合に比べ、密度信号の出力レベルは全般的に高くなり、高精度な充填密度の測定が可能となる。なお、第5図〜第7図中、1点鎖線のサークルはソフトスポットの存在を示す。
本発明は上述の一実施例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、光源および受光器の数は例示したものに限られるものではない。
また、本発明の検出装置は、ソフトスポットの検出以外に、シガレットロッド内の平均充填密度の測定にも使用できる。この場合、平均充填密度の測定結果に基づき、タバコストリームのためのトリミング装置を制御することができる。トリミング装置は包装セクションの上流に配置され、タバコストリームにおける刻タバコの積層厚さを調整する。
さらに、本発明の検出装置は刻タバコ以外の充填密度、たとえば第8図に示されるようにフィルタロッドの製造機に組込むことも可能である。フィルタロッドの製造機はその包装セクションにて、繊維状のフィルタ材をペーパにより包み込んでフィルタロッドFを製造するものであり、包装セクションの構成はシガレット製造機と同様である。
この場合、前述した検出ユニット14は包装セクションから切断セクションに向けて水平方向に送出されるフィルタロッドFを案内するロッドガイド54に配置され、フィルタロッドF内のフィルタ材の充填密度を同様にして検出する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、シガレット製造機に本発明の検出ユニットが組込まれる場合、検出ユニットの配置位置を示した図、
第2図は、第1図の検出ユニットの横断面、
第3図は、第1図の検出ユニットを使用して、シガレット製造機の排除装置を制御する回路を示した図、
第4図は、各光源からタバコロッド内に入射する赤外線の入射領域を模式的に示した図、
第5図〜図7は、本発明の検出ユニットと公知の検出ユニットとの間での検出性能の比較結果をそれぞれ示したグラフ、
第8図は、フィルタロッドの製造機に本発明の検出ユニットを組込んだ例を示す図である。
本発明は、棒状物内の充填材の充填密度を検出する装置に係わり、とくにシガレット製造機にて製造されたタバコロッド内の刻タバコの充填密度を検出するうえで好適した検出装置に関する。
背景技術
従来、この種の充填密度検出装置は放射線を使用している。より詳しくは、検出装置は、タバコロッドに向けて放射線を照射し、この放射線が刻タバコを通過する際の減衰度に基づき、刻タバコの充填密度を検出する。
ところで、放射線の使用にはその安全対策上、厳しい管理体制が必要となり、放射線型検出装置の取り扱いは容易ではない。
このようなことから放射線に代えて、赤外線を使用した充填密度検出装置が開発され、その一例がたとえば特公昭8−2288号公報に開示されている。この公知の検出装置は複数の赤外線光源および複数の受光器を備えており、これら光源および受光器は、シガレット製造機におけるタバコロッドの水平な送出経路に配置されている。なお、送出経路はシガレット製造機の包装セクションから延びている。
検出装置は、各光源からタバコロッドの外周面に向けて赤外線を照射し、一方、タバコロッドを透過した赤外線またはタバコロッド内の空隙にて拡散した後の赤外線を各受光器により受取り、そして、赤外線の受光量に基づき、刻タバコの充填密度を示す密度信号を出力する。
このような密度信号の出力レベルは、赤外線を透過させる透過法式に比べて、赤外線を拡散させる拡散方式の方が高く、拡散方式の検出装置は刻タバコの充填密度の測定に好適する。したがって、拡散方式の検出装置を使用してタバコロッド内の刻タバコの充填密度を測定すれば、タバコロッド内のソフトスポットを検出することもできる。ここで、ソフトスポットは、刻タバコの充填密度が基準レンジよりも低いタバコロッドの部分を示す。
上記公報に開示されている拡散方式の検出装置(第6図参照)は、赤外線の光源および受光器がタバコロッドの周方向に交互に配置され、しかも、光源同士および受光器同士はタバコロッドを挟み、互いに対向して配置されている。
このため、互いに対向する光源は、タバコロッド内の同一の部分のみを照射することになり、タバコロッドの横断面でみて赤外線の照射領域は少ない。それゆえ、タバコロッド内での赤外線の拡散効率は低く、公知の検出装置はタバコロッドの全横断面に亘り、刻タバコの充填密度をより正解に検出できない。
また、対向する各対の光源のうち、その1つは水平面内に配置されているため、これら光源からタバコロッド内に入射する赤外線は、タバコロッド内にてほぼ上下に積層状態にある刻タバコ間を直接的に通過してしまうことになる。したがって、公知の検出装置はタバコロッド内にて赤外線を良好に拡散させることができず、ソフトスポットの検出精度は低い。
発明の開示
本発明の目的は、放射線以外の管理が容易な検出光を使用し、棒状物内の充填材の充填密度を高精度に検出することができる検出装置を提供することにある。
上述の目的は、本発明の検出装置により達成され、検出装置は、棒状物内に検査光を入射させる光入射手段と、前記棒状物からの検査光を受取る受光手段と、受光手段からの出力により充填材の充填物密度を測定する測定手段とを含み、光入射手段は、棒状物を囲む所定の円弧領域内に、棒状物の周方向に隣接して配置され、棒状物の同一の横断面内にて検査光をそれぞれ入射させる複数の光源を有し、一方、受光手段は、棒状物の周方向でみて円弧領域以外の領域内に各光源と対向することなく配置され、棒状物から前記横断面に沿って放射された検査光を受取り、受光量を示す信号を発生する少なくとも1個の受光器を有する。
上述の検出装置によれば、各光源から棒状物内にそれぞれ入射した検査光は、棒状物内の充填材にて反射し、そして、この反射を繰返すことで、棒状物内の空隙内に拡散する。そして、拡散した検査光は棒状物から放射され、受光器に受取られる。受光器は検査光の受光量に応じた信号を測定手段に供給し、測定手段は受取った信号に基づき、充填材の充填密度を測定する。
各光源からの棒状物内に入射した検査光は、棒状物内への入射方向が互いに異なっているので、検査光は棒状物の横断面でみて広い領域を照射し、横断面のほぼ全域に亘って一様に拡散する。この結果、受光器にて受取られた拡散後の検査光の受光量は、棒状物内における充填物の密度を正確に示す。
光入射手段は4つの光源を含み、これら光源は棒状物の周方向に所定の角度を存して離間している。一方、受光手段は2つの受光器を含み、これら受光器もまた棒状物の周方向に所定の角度を存して離間している。
棒状物がシガレット製造機の包装セクションから水平方向に送出されたタバコロッドであるとき、検出装置は、タバコロッド内の刻タバコの充填密度を測定する。この場合、検出装置の各光源は水平方向以外の方向からタバコロッド内に検査光を入射させるのが好ましい。この場合、検査光がタバコロッド内の刻タバコ間の空隙を反射することなく通過することはなく、タバコロッドからは拡散した検査光のみが放射される。
具体的には、4つの光源は、45°の角度を存して互いに離間しており、一方、2つの受光器は、90°の角度を存して離間しており、より好ましくは、光源のうちの2つは棒状物の鉛直な縦断面を挟んで配置され、光源の残りは棒状物の水平な縦断面を挟んで配置されている。この場合、各光源からの検査光はタバコロッド内にて一様に拡散し、そして、受光器はタバコロッドから放射された検査光を良好に受取ることができる。
この場合、受光器の一方は鉛直な縦断面上に配置でき、そして、受光器の他方は水平な縦断面上に配置することができる。
光源および受光器はタバコロッドを囲むホルダに取付けることができ、この場合、これら光源および受光器は1つの検出ユニットを形作る。
各光源は、タバコロッドに検査光としての赤外線を入射させることができる。この場合、赤外線はタバコロッド内の拡散性に優れ、また、その管理も容易となる。
発明を実施するための最良の形態
第1図はシガレット製造機の一部、すなわち、タバコロッドTの水平な送出経路2を示し、送出経路2は製造機の包装セクションから切断セクションを通過して延びている。
包装セクションは、刻タバコが上下に積層されたタバコストリームをペーパにより包み込んでタバコロッドTを形成し、タバコロッドT内の刻タバコはその上下の積層状態を実質的に維持している。一方、切断セクションはタバコロッドTを所定の長さ毎に切断してシガレットロッドを形成し、シガレットロッドはフィルタシガレットの製造に使用されるシガレットの2本分の長さを有する。
送出経路2は、タバコロッドTの通過を許容するロッドガイド4,6,8,10を含み、これらロッドガイドチューブ形状状又はリング形状をなしている。ロッドガイド4〜10は、タバコロッドTの送出方向に順次配置されている。
切断セクション側のロッドガイド10はチューブ形状をなし、ロッドガイド10の途中に一実施例の拡散式検出ユニット14が配置されている。
一方、ロッドガイド6,8間には所定のスペースが確保されており、このスペースに前述した公知の拡散式検出ユニット12が配置されている。検出ユニット12は検出ユニット14の出力結果を評価するために使用される。
第2図は検出ユニット14の詳細を示し、検出ユニット14はリング形状のホルダ16を備え、ホルダ16はロッドガイド10の外周を囲んでいる。ホルダ16は、4個の光源18,20,22,24と、2個の受光器26,28とを備えている。各光源はハロゲンランプであって、赤外線を出射する。一方、各受光器は光電変換器である。
第2図から明らかなように、4個の光源および2個の受光器はホルダ16の同一の横断面内に配置されている。より詳しくは、光源18〜24は、ホルダ16の周方向に間隔を存して配置され、ロッドガイド10内に突出する赤外線の出射部18a,20a,22a,24aを有している。これら出射部はロッドガイド10内を通過するタバコロッドTの周方向に45°の角度を存して離間している。
それゆえ、ロッドガイド10には径方向孔30,32,34,36が形成されており、これら径方向孔もまたロッドガイド10の周方向に45°ずつの角度を存して離間し、対応する光源18〜24の出射部を受け入れている。径方向孔30〜36はロッドガイド10の内周面に開口しており、これにより、光源18〜24からの赤外線は対応する径方向孔を通じてタバコロッドTの外周面に照射される。
第2図から明らかなように、光源18,20はホルダ16の鉛直な縦断面PVを挟んで離間し、これに対し、光源22,24はホルダ16の水平な縦断面PHを挟んで離間している。したがって、各光源からの赤外線の出射方向は何れも、タバコロッドT内の刻タバコの積層方向に対して交差している。
一方、受光器26,28は、ホルダ16の直径方向でみて、光源18〜24とは反対側の領域に配置されている。より詳しくは、受光器26,28は縦断面PV、縦断面PH上にそれぞれ配置され、ロッドガイド10内に突出する受光部26a,28aを有している。
それゆえ、ロッドガイド10は2個の径方向孔38,40をさらに有し、これら径方向孔38,40は対応する受光器の受光部を受け入れている。径方向孔38,40もまたロッドガイド10の内周面に開口しており、受光器26,28の受光部はタバコロッドTを通過した赤外線を受け取ることができる。
しかしながら、第2図から明らかなように受光器26,28は光源18〜24の何れとも対向していないので、光源18〜24からタバコロッドTに入射した赤外線がタバコロッドT内の刻タバコや空隙を透過し、受光器26,28に直接的に到達することはない。ここで、タバコロッドT内の空隙率は約65%から70%の範囲にある。
第2図に示されるように光源18〜24は給電回路42にそれぞれ電気的に接続されており、一方、受光器26,28は測定器44にそれぞれ電気的に接続されている。給電回路42から光源18〜24に電力が供給されると、各光源はその出射部から赤外線をそれぞれ出射し、これら赤外線は対応する径方向孔30〜36を通じてタバコロッドT内に入射する。入射した赤外線はタバコロッドT内の刻タバコにより反射されながら、その空隙内に拡散し、そして、タバコロッドTから径方向孔38,40を通じて放射され、受光器26,28の受光部にそれぞれ受け取られる。
一方、受光器26,28は赤外線の受光量に比例した電気信号V1,V2を測定器44にそれぞれ供給する。測定器44は受光器26,28からの電気信号V1,V2に基づき、タバコロッドT内の刻タバコの充填密度を示す密度信号SDを生成し、シガレット製造機に向けて送信する。
測定器44は、前述の公報に記載された測定器を使用することができ、それゆえ、測定機44の具体的な説明は省略する。
第3図に示されているように測定器44から送信された密度信号SDは、シガレット製造機のAD変換ボード46を介してコントローラ48に供給され、コントローラ48はマイクロコンピュータを含む。一方、シガレット製造機の遅れ時間発生器50からは遅れ時間STがA/D変換ボード46を介してコントローラ48に供給される。
ここで、遅れ時間発生器50は、検出ユニット14から切断セクションの下流に設けられたシガレットロッドの排除装置52までの距離と、タバコロッドT、すなわち、シガレットロッドの現在の送出速度とに基づいて遅れ時間STを演算し、この遅れ時間STは検出ユニット14を通過したタバコロッドTの部位がシガレットロッドとして排除装置52に到達するまでに要する時間を示している。
コントローラ48に密度信号SDが供給されると、コントローラ48は、密度信号SDと基準レンジとを比較する。密度信号SDが基準レンジよりも小さい場合、つまり、刻タバコの充填密度が基準充填密度よりも低すぎる場合、コントローラ48はタバコロッドT内に刻タバコの充填密度が低いソフトスポットが存在していると判定し、この判定時から遅れ時間STの経過後に、排除信号EをA/D変換ボード46を介して排除装置52に供給する。
排除装置52は排除信号Eを受け取ると、直ちに作動し、ソフトスポットを含むシガレットロッドを送出経路2の外側に排除する。
前述したように4つの光源18〜24は、タバコロッドTの周方向に45°ずつの角度を存して離間しているので、各光源からの赤外線は、タバコロッドTの周方向でみて、約135°の外周域からタバコロッドT内に入射する。それゆえ、第4図から明らかなように、タバコロッドT内に入射する赤外線は、タバコロッドTのほぼ全横断面をカバーするように、タバコロッドT内に向けられている。タバコロッドT内に入射した赤外線はその内部の刻タバコにより反射され、そして、この反射が繰り返されることで、タバコロッドT内の空隙内に一様に拡散する。
それゆえ、タバコロッドT内にて一様に拡散した赤外線はロッドガイド10の径方向孔38,40を通じて漏れ出し、この漏れ出した赤外線が受光器26,28にそれぞれ受け取られる。ここで、受光器26,28が受け取る赤外線はタバコロッドT内にて一様に拡散しているから、受光器26,28にて受取った赤外線の受光レベルは刻タバコの充填密度を正確に示し、この結果、タバコロッドT内のソフトスポットを高精度に検出することができる。
また、光源18〜24からの赤外線はタバコロッドT内に水平に入射しないので、赤外線がタバコロッドT内の空隙を直接通過して、受光器26,28に向かうこともない。したがって、受光器26,28は、タバコロッドT内にて拡散された赤外線のみを受け取ることができ、この結果、受光器26,28が受け取る赤外線の受光量は刻タバコの充填密度を正確に示す。
第5図〜第7図は、本発明の検出ユニット14および前記公報の検出ユニット12を同時に使用して、シガレットロッド内の刻タバコの充填密度をそれぞれ測定した結果を示す。第5図〜第7図中、本発明の検出ユニット14を使用して得られる密度信号波形は実線で示され、一方、公知の検出ユニット12を使用して得られる密度信号波形は破線で示されている。
第5図〜第7図から明かなように、本発明の検出ユニット14を使用すれば、公報の検出ユニット12を使用した場合に比べ、密度信号の出力レベルは全般的に高くなり、高精度な充填密度の測定が可能となる。なお、第5図〜第7図中、1点鎖線のサークルはソフトスポットの存在を示す。
本発明は上述の一実施例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、光源および受光器の数は例示したものに限られるものではない。
また、本発明の検出装置は、ソフトスポットの検出以外に、シガレットロッド内の平均充填密度の測定にも使用できる。この場合、平均充填密度の測定結果に基づき、タバコストリームのためのトリミング装置を制御することができる。トリミング装置は包装セクションの上流に配置され、タバコストリームにおける刻タバコの積層厚さを調整する。
さらに、本発明の検出装置は刻タバコ以外の充填密度、たとえば第8図に示されるようにフィルタロッドの製造機に組込むことも可能である。フィルタロッドの製造機はその包装セクションにて、繊維状のフィルタ材をペーパにより包み込んでフィルタロッドFを製造するものであり、包装セクションの構成はシガレット製造機と同様である。
この場合、前述した検出ユニット14は包装セクションから切断セクションに向けて水平方向に送出されるフィルタロッドFを案内するロッドガイド54に配置され、フィルタロッドF内のフィルタ材の充填密度を同様にして検出する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、シガレット製造機に本発明の検出ユニットが組込まれる場合、検出ユニットの配置位置を示した図、
第2図は、第1図の検出ユニットの横断面、
第3図は、第1図の検出ユニットを使用して、シガレット製造機の排除装置を制御する回路を示した図、
第4図は、各光源からタバコロッド内に入射する赤外線の入射領域を模式的に示した図、
第5図〜図7は、本発明の検出ユニットと公知の検出ユニットとの間での検出性能の比較結果をそれぞれ示したグラフ、
第8図は、フィルタロッドの製造機に本発明の検出ユニットを組込んだ例を示す図である。
Claims (11)
- 棒状物を形成する充填材の充填密度を検出する装置は、
前記棒状物内に検査光を入射させる光入射手段であって、前記棒状物を囲む所定の円弧領域内に、前記棒状物の周方向に隣接して配置され、前記棒状物の同一の横断面内にて前記検査光をそれぞれ入射させる複数の光源を含む、光入射手段と、
前記棒状物からの検査光を受取る受光手段であって、前記棒状物の周方向でみて前記円弧領域以外の領域内に前記各光源と対向することなく配置され、前記棒状物から前記横断面に沿って放射された検査光を受取り、受光量を示す信号を発生する少なくとも1個の受光器を含む、受光手段と、
前記受光手段からの信号に基づき、前記充填材の充填物密度を測定する測定手段と
を含む。 - 請求項1の装置において、
前記光入射手段は4つの光源を含み、これら光源は前記棒状物の周方向に所定の角度を存して離間し、
前記受光手段は2つの受光器を含み、これら受光器は前記棒状物の周方向に所定の角度を存して離間している。 - 請求項2の装置において、
前記棒状物は、シガレット製造機の包装セクションから水平方向に送出されたタバコロッドであり、
前記装置は、前記タバコロッド内の刻タバコの充填密度を測定する。 - 請求項3の装置において、
前記各光源は水平方向以外の方向から前記タバコロッド内に前記検査光を入射させる。 - 請求項4の装置において、
前記4つの光源は、45°の角度を存して互いに離間している。 - 請求項5の装置において、
前記2つの受光器は、90°の角度を存して離間している。 - 請求項5の装置において、
前記光源のうちの2つは前記棒状物の鉛直な縦断面を挟んで配置され、前記光源の残りは、前記棒状物の水平な縦断面を挟んで配置されている。 - 請求項7の装置において、
前記受光器の一方は前記鉛直な縦断面上に配置され、前記受光器の他方は前記水平な縦断面上に配置されている。 - 請求項8の装置において、
前記光源および前記受光器はタバコロッドを囲むホルダに取付けられている。 - 請求項3の装置において、
前記各光源は、前記タバコロッドに検査光としての赤外線を入射させる。 - 請求項2の装置において、
前記棒状物は、フィルタロッド製造機の包装セクションから水平方向に送出されたフィルタロッドであり、
前記装置は、前記フィルタロッド内のフィルタ材の充填密度を検出する。
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