JP4667049B2 - フィルター棒状体を検査するための装置、機械及び方法 - Google Patents

Description

この発明は、透過光による方法で物品を透視するための光源と、この光源からの物品内を通過した明るい光(Helligkeit)を少なくとも部分的に捕捉するためのセンサーとを有する、たばこ加工産業の棒状の物品、特にフィルター棒状体、有利にはマルチセグメントフィルターの棒状体を検査するための装置に関する。更に、この発明は、たばこ加工産業の棒状の物品、特にフィルター棒状体、有利にはマルチセグメントフィルター棒状体を検査するための方法に関し、その際物品は、透過光による方法で光源を用いて透視され、この光源からの透視する物品内を通過した明るい光が、センサーを用いて少なくとも部分的に捕捉されるものである。その他に、この発明は、たばこ加工産業の機械、特にマルチセグメントフィルター棒状体製造機械に関する。

特許文献１には、連続的に前方に動かされる棒状体、特に紙巻きたばこ用フィルター棒状体を検査する方法が記載されており、この棒状体内においては、様々な材料特性及び／又は構成の部分区画が連続的に次々と連なっている。この場合、フィルター棒状体の縦軸に対して少なくともほぼ垂直に延びる平面内を進む少なくとも一本の光線をフィルター棒状体内に入射させて、この光線を包含する少なくともほぼ同じ平面内にある、フィルター棒状体の外側における光線の入射位置と反対の位置での明るい光の値を、光電素子を用いて測定しており、その際測定結果を、光電素子と電気的に接続された評価回路で評価している。

その他に、特許文献３に対応する特許文献２には、筒状のカバー内でのフィルター部品を連続的に連結するものである製造工程時における紙巻きたばこ用フィルターの組み立てを制御するための設備が開示されている。

縦方向に対して材料特性が異なる少なくとも二つの部分区画を有する紙巻きたばこ用フィルター又はマルチセグメントフィルターを製造する場合、同じ所定の構成の一致したフィルター棒を得るためには、連続体として製造された紙巻きたばこ用フィルター棒状体を裁断したフィルター棒が一定の長さであるだけでなく、更に完全に所定のフィルター部分区画の同じ位置で常に裁断を行うことが求められるという難しさが有る。

紙巻きたばこ産業においては、所謂マルチセグメントフィルター製造機械で棒状体による方法で製造したマルチフィルターを使用する傾向が増大している。この方法では、異なるフィルターセグメントから構成される連続的なフィルター棒状体を、正しい又は相応の位置で単位部分に裁断しなければならず、そのように裁断した後、これらの裁断したフィルター単位部分を、フィルター連結機械で紙巻きたばこに連結している。この場合、裁断位置の正確さは、決定的な品質基準となる。マルチセグメントフィルター製造機械では、実行した裁断位置に関して、制御回路を使用して、その実際値を光学センサーによって測定している。従って、裁断位置の制御の正確さは、その測定方法におけるフィルターセグメントの測定の正確さに依存する。

一方では、フィルターセグメントの位置測定の正確さに対するより高い要求が出されおり、他方では、コントラストが小さいフィルターの変わり目を識別することが求められているので、マルチセグメントフィルター棒状体におけるセグメント測定の正確さに対する要求が増大している。これに関して、従来から周知の測定方法は適してない。
ドイツ特許公開第２７３２５２０号明細書 米国特許第４，００１，５７９号明細書 ドイツ特許第２５１０５０２号明細書

この従来技術を出発点として、この発明の課題は、裁断装置の制御を可能とする形でマルチセグメントフィルター棒状体におけるセグメントを識別する精度を改善することである。

この課題は、透過光による方法で物品を透視するための光源と、この光源からの物品内を通過した明るい光を少なくとも部分的に捕捉するためのセンサーとを有する、たばこ加工産業の棒状の物品、特にフィルター棒状体、有利にはマルチセグメントフィルター棒状体を検査するための装置において、この物品内を通過した明るい光を結像するための結像装置をセンサー上に配備することによって解決される。この発明にもとづく措置によって、受光光学系の開口角を最小化し、そのようにして、受光側で結像光学系又は結像装置を用いて処理するものである。従って、例えばフォトセンサーの受光層において、光源によって物品内を通して生じる光の明るい範囲のより小さい範囲を捕捉するものである。

有利には、この結像装置は、少なくとも一つのレンズを有し、そのようにして光学的な装置を形成するものである。

更に、光源、結像装置及びセンサーを用いて、測定装置を構成するのが有利である。

有利な改善構成では、物品に対して、少なくとも二つの測定装置を配備する。

特に、複数の測定装置を、物品の縦方向に対して交差する形で、有利には一つの平面内に配置する。

その他に、光源をレーザー光源として構成した場合、光源によって生じる放射円錐(Ausbreitungskegel) が最小化され、その結果検査するマルチセグメントフィルター棒状体又は棒状の物品は、扇状又は点状に光を照射されることとなり、そうすることによって物品内における光の放射円錐を狭くすることで測定品質が改善される。

更に、特に結像装置とセンサーとの間の光路内に、少なくとも一つの開口絞りを配備する。

この課題の別の解決手段は、この発明にもとづくたばこ加工産業の棒状の物品を検査するための装置を備えた、たばこ加工産業の機械、特にマルチセグメントフィルター製造機械によって実現される。繰り返しを避けることとし、これらの装置に関して、明確には前述した実施形態を参照されたい。

更に、この課題は、透過光による方法で光源を用いて物品を透視し、この光源からの透視する物品内を通過した明るい光をセンサーを用いて少なくとも部分的に捕捉する、たばこ加工産業の棒状の物品、特にフィルター棒状体、有利にはマルチセグメントフィルター棒状体を検査するための方法において、この明るい光を、センサー上の結像装置を用いて少なくとも部分的に結像することによって解決される。

更に、レーザー光源を用いて物品を透視するのが有利である。

有利な実施構成では、少なくとも二つの光源を用いて物品を透視するのが好ましい。

以下において、図面に描いた実施例にもとづき、この発明を説明する。これらの実施例は、この発明の全般的な思想を制限するものではなく、その他にはこの発明の文章で詳しく記載されていないすべての詳細に関して、明確にはこれらの実施例を参照されたい。

以下の図面においては、同じあるいは同様な部品又は部分には、同じ符号を付与しており、そのようにしてその都度の新たな表象を回避している。

図１は、光源１２、例えば光ダイオードと、光源１２に対向して配置されたセンサー１４とから構成された検査装置１０の縦断面を図示している。有利には複数のフィルターセグメントから成るフィルター棒状体２０は、光源１２とセンサー１４との間を移送される。フィルター棒状体２０は、照明側では、透過光による方法で光源１２によって照射される。この場合、光源１２から拡がって行く光円錐によって、フィルター棒状体２０の棒の方向又は移送方向に拡がって照射されたゾーンＡ−Ｂが生じ、そのゾーン内において、光がフィルター棒状体２０の中に入って行く。フィルター棒状体２０のフィルター材料での散乱により、光は、フィルター棒状体２０又は材料内において、ほぼ円錐形状に拡がり、その結果点Ａからの光は、フィルター棒状体２０の反対側では、点Ａ’とＡ''の間から出て行く。それに対応して、点Ｂからの光は、フィルター棒状体２０の反対側では、円錐状に点Ｂ’とＢ''の間に拡がる。全体として、フィルター棒状体の出射側では、光の分布は、点Ａ’から点Ｂ''までの範囲に生じる。

受光側では、センサー１４、例えばフォトダイオードの前に、開口絞り(Blende)１６が配備されている。幾何学的な比率にもとづき、一定の角度内におけるフィルター棒状体２０の出射側からの光は、この開口絞り１６を通ってセンサー１４の受光層上に到達する。このことは、けばを付けた(schraffierten) ゾーンＩ−IIからの光が、フィルター棒状体２０の表面上から出て行き、センサー１４の受光層上に到達することを意味する。

フィルター棒状体２０内の光の放射円錐が受光側にも有効であることを出発点とすると、書き入れた線１と２の範囲内の光が捕捉されることとなる。これらの両グループの放射円錐間の交点は、棒の方向に対して垂直な二つの平面Ｓ１とＳ２を標示するものであり、それらの平面内では、光の強度の変動が明確に現れる。

光源１２の光円錐の光路内に、測定ゾーンにおいて明暗の変わり目を生じさせるフィルターセグメントを持つフィルター棒状体２０が存在する場合、この明暗の変わり目が平面Ｓ１に到達した時に、その強度に応じて作用することとなる。この強度の変わり目は、遅くともそれが平行な平面Ｓ２を通り抜ける際に完結する。

図１に図示した従来技術による測定配置では、拡がり又は平面Ｓ１，Ｓ２の間隔は、フィルター棒状体２０又は材料内に生じる光線の放射円錐、光源の放射円錐並びに受光光学系の開口角によって決まる。フィルター棒状体２０又は材料内における光の放射円錐は、材料の特性に依存し、そのため外部から影響を与えることはできない。

フィルター棒状体２０の表面上における線分Ａ−Ｂを照射することとなる光源１２の放射円錐は、その円錐角の大きさに依存する。受光電子機器の開口角は、開口絞り１６の寸法とセンサー１４の受光層の大きさによって決まる。

図２には、レーザー光源２２を有する、この発明にもとづく検査装置１０が図示されている。レーザー光源２２を用いて、直線状の光線が、フィルター棒状体２０上において点状又は扇状になるように向けられており、その結果光線の入射側では、光が点状で垂直にフィルター棒状体２０内に入って行く。フィルター棒状体２０内では、光は、この入射点から円錐状に拡がり、その結果フィルター棒状体２０の出射側では、光は、拡散のために、出射点Ａ’−Ｂ’の範囲に拡がることとなる。

更に、出射側では、レンズ２６を用いて、開口絞り１６を含む結像装置を形成することによって、受光光学系の開口角の影響が最小化され、その結果フィルター棒状体２０の表面の短い線分Ｉ−II上の光だけをセンサー１４の受光層上に通過させるものである。こうすることによって、二つの平面Ｓ１，Ｓ２の間隔も明らかに狭くなる。

図３では、フィルターセグメント単位部分から成るフィルター棒状体２０を検査するための配置構成の別の実施例が示されている。この場合、二つの検査装置を、フィルター棒状体２０の移送方向に対して交差する形で配備しており、そのようにしてフィルター棒状体２０を、一つの平面内における二つのレーザー光源２２によって光を照射している。こうすることにより、二つの平面Ｓ１，Ｓ２の間隔を拡げる可能性のある別の妨害となる影響が、相当部分排除される。

従来技術による検査装置の実施構成の縦断面図 この発明による装置の実施構成の縦断面図 この発明による検査装置の第二実施構成の横断面図

符号の説明

１ 線
２ 線
１０ 検査装置
１２ 光源
１４ センサー
１６ 開口絞り
２０ フィルター棒状体
２２ レーザー光源
２６ レンズ
Ａ，Ａ’，Ａ'' 点
Ｂ，Ｂ’，Ｂ'' 点
Ｓ１，Ｓ２ 平面
Ｉ−II ゾーン

Claims (11)

1. たばこ加工産業の棒状の長手軸方向に運ばれる棒状の物品（２０）を検査するための測定装置であって、
   物品（２０）を透過するための光源（１２、２２）と、
   この光源（１２、２２）によって、物品（２０）内を通過した光を部分的に捕捉するためのセンサ（１４）とを有する測定装置において、
   前記光源（１２、２２）は、レーザー光源（２２）として構成され、
   このレーザー光源によって、光線が、物品（２０）の入射側で、扇形状又は点状に透過し、
   出射側で、少なくとも１つの光学レンズ（２６）が備えられ、この光学レンズ（２６）は、レーザー光源によって、物品（２０）内に生成される輝度領域のより小さな領域が、物品（２０）の出射側で捕捉され、かつ、
   光学レンズ（２６）とセンサ（１４）の間の光の経路に、開口絞り（１６）が備えられていることを特徴とする測定装置。
2. たばこ加工産業の棒状の物品（２０）は、フィルター棒状体又はマルチセグメントフィルター棒状体であることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
3. 請求項１に記載の測定装置又は請求項１に記載のいくつかの測定装置を備えた、たばこ加工産業の棒状の長手軸方向に運ばれる棒状の物品（２０）を検査するための装置（１０）。
4. 長手軸方向に運ばれる物品（２０）の側方に、いくつかの測定装置が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の装置（１０）。
5. 長手軸方向に運ばれる物品（２０）の側方に、いくつかの測定装置が一平面上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の装置（１０）。
6. たばこ加工産業の棒状の物品（２０）は、フィルター棒状体又はマルチセグメントフィルター棒状体であることを特徴とする請求項３記載の装置（１０）。
7. 請求項１又は２に記載の測定装置、又は、請求項３乃至６のいずれかに１つに記載の装置（１０）を備えたたばこ加工産業の機械。
8. たばこ加工産業の棒状の物品（２０）は、フィルター棒状体又はマルチセグメントフィルター棒状体であることを特徴とする請求項７に記載の機械。
9. たばこ加工産業の棒状の長手軸方向に運ばれる棒状の物品（２０）を検査するための方法であって、
   物品（２０）は、光源（１２、２２）を用いて透過され、かつ、光源（１２、２２）によって通過する光は、透過される物品（２０）に、センサ（１４）を用いて、部分的に捕捉される方法において、
   光源（１２，２２）は、レーザー光源（２２）として構成され、
   このレーザー光源によって、光線が、物品（２０）の入射側で、扇形状又は点状に透過され、
   出力側で、少なくとも１つの光学レンズ（２６）が備えられ、この光学レンズ（２６）は、レーザー光源によって、物品（２０）内に生成される輝度領域のより小さな領域が、物品（２０）の出射側で捕捉され、かつ、
   光学レンズ（２６）とセンサ（１４）の間の光の経路に、開口絞り（１６）が備えられていることを特徴とする方法。
10. 少なくとも二つの光源（１２，２２）を用いて、当該の物品（２０）を透過することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. たばこ加工産業の棒状の物品（２０）として、フィルター棒状体又はマルチセグメントフィルター棒状体が検査されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。

Images