JPH05227937A - シガレット製造機のたばこ充填量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管理限界の対象外となるシガレットの本数を
大幅に低減可能とするシガレット製造機のたばこ充填量
制御装置を提供することにある。 【構成】 たばこ充填量制御装置は、連続ロッドＲの刻
みたばこの充填密度を測定する密度検出センサ３２と、
この密度検出センサ３２からの出力を積分する積分器６
２と、この積分器６２の出力から連続ロッドの所定長さ
当たりの刻みたばこの充填量を演算する量目演算部７４
と、この量目演算部７４にて得た刻みたばこの充填量に
基づき、巻紙１８上への刻みたばこの供給量を調整する
トリミング装置１６と、連続ロッドＲのロッドスピード
を検出するロータリエンコーダ６４及びカウンタ６８
と、カウンタ６８からの出力に基づき、積分器６２の積
分ゲインを可変する乗算型Ｄ／Ａコンバータ６０とを備
えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シガレット内の刻み
たばこの充填量を一定に制御するためのシガレット製造
機のたばこ充填量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のたばこ充填量制御装置は、例え
ば特公昭５７−９３５３号公報に開示されているよう
に、シガレット製造機にて、シガレットの連続ロッドが
製造されるとき、この連続ロッド内の刻みたばこの充填
量を検出する放射線式の密度検出センサを備えている。
この密度検出センサからの出力は、積分回路にて一定時
間だけ積分され、これにより、前記連続ロッドの所定長
さ即ちシガレットの所定本数当たりの刻みたばこの充填
量が求められることになる。

【０００３】このようして測定された刻みたばこの充填
量は、次に基準量と比較されて、その差分に応じた制御
信号が得られ、そして、この制御信号に基づき、シガレ
ット製造機のトリミング装置の作動が制御されることに
なる。このトリミング装置は、連続ロッドが製造される
前の段階で、その巻紙上への刻みたばこの供給量を調整
するものであり、従って、トリミング装置の作動制御に
より、連続ロッドの刻みたばこの充填量を一定にするこ
とが可能となる。

【０００４】それ故、上述したたばこ充填量制御装置
は、個々のシガレットの品質を安定させる上で、シガレ
ット製造機の重要なセクションとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のシガ
レット製造機は、連続ロッドの製造速度いわゆるロッド
スピードが一定であることを前提として設計されている
から、たばこの充填量を演算するためのゲイン、即ち、
前記積分回路の積分ゲインは、シガレット製造機のロッ
ドスピード（その機械の定常回転速度とシガレットの巻
長との積で表される）に対して一義的に決定されてい
る。

【０００６】しかしながら、シガレット製造機が起動信
号を受けて運転されてから、このシガレット製造機が定
常回転速度に達するまでの準備期間や、また、シガレッ
ト製造機が運転停止信号を受けて完全にその運転が停止
されるまでの停止期間にあっては、そのロッドスピード
は変化する状態にあり、ロッドスピードは一定にならな
い。このため、上記の両期間に製造された連続ロッドに
関しては、前記積分回路にて、連続ロッドの一定のその
たばこ充填量を正確に測定できないことになる。それ
故、準備及び停止期間に製造された連続ロッド即ちシガ
レットは、たばこの充填量に関して、その品質が保証さ
れないものとなるから、製品として出荷できず、管理限
界の対象外となっている。

【０００７】近年、シガレット製造機は、そのロッドス
ピードが益々高速化されつつあるが、ロッドスピードの
高速化は、前記準備期間や停止期間もまた必然的に長く
なることから、管理限界の対象外にすべきシガレットの
本数が増加して、シガレットの歩留りが悪化する不具合
がある。この発明は、上述した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、シガレット製造機の
前述した準備期間や停止期間にあっても、連続ロッドの
刻みたばこの充填量を正確に測定して、たばこの充填量
制御を適切に実施でき、管理限界の対象外となるシガレ
ットの本数を大幅に減少可能とするシガレット製造機の
たばこ充填量制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のたばこ充填量
制御装置は、連続ロッドの刻みたばこの充填密度を測定
する測定手段と、この検出手段からの出力を積分して、
連続ロッドの所定長さ当たりの刻みたばこの充填量を演
算する演算手段と、この演算手段にて得た刻みたばこの
充填量に基づき、前記巻紙上への刻みたばこの供給量を
調整する調整手段と、連続ロッドの製造速度を検出する
速度検出手段と、この速度検出手段からの出力に基づ
き、演算手段の積分ゲインを可変するゲイン可変手段と
を備えて構成されている。

【０００９】

【作用】上述したたばこ充填量制御装置によれば、シガ
レット製造機が起動されると、その連続ロッドの製造速
度は検出手段により検出され、製造速度に対応した速度
信号が比較手段に供給される。一方、この比較手段に
は、連続ロッドの定常速度に対応した基準信号もまた供
給されているから、比較手段からは、速度信号と基準信
号との間の偏差を示す制御信号がゲイン可変手段に向け
て出力される。ゲイン可変手段は、制御信号に基づき、
演算手段の演算ゲインを適切に可変し、これにより、演
算手段にて算出される刻みたばこの充填量は、連続ロッ
ドのロッドスピードに拘りなく、連続ロッドの一定長さ
当たりの刻みたばこの充電量となる。

【００１０】

【実施例】図１を参照すると、シガレット製造機いわゆ
る巻上げ機の正面図が示されており、また、図２には、
巻上げ機の機能上の構成が概略的に示されている。巻上
げ機自体の構成は公知であるので、ここではその構成を
簡単に説明する。チムニ１０内に供給された刻みたばこ
Ｔは、上方のコンベアユニット１２に向けて吸引され
る。このコンベアベルト１２内には、多孔質のコンベア
ベルト１４が収容されており、従って、刻みたばこＴ
は、コンベアベルト１４の下面に吸着保持され、そし
て、コンベアベルト１４の走行に伴って、図１及び図２
中左方に搬送されるにようになっている。

【００１１】上述した刻みたばこＴの搬送過程に於い
て、コンベアベルト１４に層状にして吸着保持されてい
る刻みたばこＴは、トリミング装置１６（図２参照）に
より、適切な厚みに調整された後、巻紙１８上に移し変
えられる。この巻紙１８は、布ベルト２０上に重ね合わ
されており、この布ベルト２０の走行に伴い、図示しな
い巻紙ロールから繰り出されるようになっている。

【００１２】即ち、布ベルト２０は、多数のローラを介
して掛け回されているが、これらローラのうちで、一対
のローラ２２，２４間の部位が巻上げセクションＷとし
て規定されている。巻上げセクションＷの部位では、布
ベルト２０は水平に延び、そして、この部位の布ベルト
２０上に巻紙１８が重ね合わされている。また、布ベル
ト２０は、駆動ドラム２６にも掛け回されており、この
駆動ドラム２６が図示しないが回転駆動源により一方向
に回転されることで、布ベルト２０は図中矢印方向に走
行されることになる。

【００１３】更に、布ベルト２０つまり巻紙１８の搬送
方向でみて、巻上げセクションＷの上流側の部位には、
巻紙１８を刻みたばこＴとともに棒状に成形する成形部
や巻紙１８への糊付け器（何れも図示されていない）が
配置されている。従って、刻みたばこＴが巻紙１８と共
に、成形部を通過すると、巻紙１８は先ず、刻みたばこ
Ｔを包み込むような形に変形されてから、巻紙１８の一
方の縁に糊付けされ、そして、その一方の縁が他方の縁
に重ね合わされることで、シガレットの連続ロッドが連
続して成形されることになる。

【００１４】このようにして成形される連続ロッドＲの
製造速度は、巻紙１８即ち布ベルト２０の走行速度によ
って決定されることになる。一方、巻上げセクションＷ
の下流側の部位には、巻紙１８に付着した糊を乾燥させ
るための乾燥器２８，３０（図１参照）が順次されてお
り、従って、成形された連続ロッドＲは、乾燥器２８，
３０により乾燥処理を受けた後、巻上げセクションＷか
ら導出される。

【００１５】この後、連続ロッドＲは、密度検出センサ
３２を通過し、この際、この密度検出センサ３２によ
り、連続ロッドＲ内の刻みたばこＴの充填密度が測定さ
れる。ここで、密度検出センサ３２は、前述した特公昭
５７−９３５３号公報に開示されている密度検出器と同
様な構成のものを使用することができる。この後、連続
ロッドＲは、切断装置３４を通過することで、個々のシ
ガレットに切断され、このようにして得られたシガレッ
トは、図示しないコンベアにより、次工程に向けて搬送
される。具体的には、シガレットは、一時的に図示しな
いトレイに積み込まれることになる。

【００１６】なお、図１に示されているように、巻上げ
セクションＷには、連続ロッドＲの巻径制御部３６が配
置されている。また、巻紙ロールから繰り出される巻紙
１８は、印刷装置４０を通過して、巻上げセクションＷ
に供給されるものとなっており、印刷装置４０では、巻
紙１８にシガレットの銘柄を示すマークや巻上げ機の機
械番号等が必要に応じて印刷されるようになっている。

【００１７】前述したトリミング装置１６は、密度検出
センサ３２からの出力に応じて、その作動が制御される
ものであり、その具体的な構成は図３に示されている。
トリミング装置１６は、トリミングディスク４２を備え
ており、このトリミングディスク４２の回転軸４４は、
ガイド４６内を昇降自在に貫通して上方に延びている。
回転軸４４の上端部には、駆動ギヤ４８が取り付けられ
ており、従って、この駆動ギヤ４８に図示しない電動モ
ータからの回転駆動力が伝達されることで、トリミング
ディスク４２は高速で回転されるようになっている。

【００１８】更に、回転軸４４の上端は、連結部材５０
を介してリンクアーム５２に連結されている。このリン
クアーム５２の一端は、サポートロッド５４の下端に連
結されており、その他端は油圧サーボモータ等の油圧駆
動源５６に連結されている。従って、油圧駆動源５６が
駆動されると、リンクアーム５２は、その一端を支点と
して揺動し、これにより、回転軸４４を介してトリミン
グディスク４２の高さ位置を可変することができる。

【００１９】このようにしてトリミングディスク４２の
高さ位置が可変されると、前述したコンベアベルト１４
に吸着保持される刻みたばこＴの層厚が変化し、この結
果、コンベアベルト１４から巻紙１８上への刻みタバコ
Ｔの供給量が調量されることなる。なお、トリミングデ
ィスク４２の下方には、電動モータ４３により回転駆動
されるブラシ４５が配置されており、このブラシ４５
は、余剰刻みたばこを削り落とす目的で設けられてい
る。

【００２０】次に、図４を参照すると、前述した密度検
出センサ３２及びトリミング装置１６を含み、密度検出
センサ３２を使用してトリミング装置１６即ちその油圧
駆動源５６の作動を制御するたばこ充填量制御装置が示
されており、以下には、このたばこ充填量制御装置につ
いて説明する。先ず、密度検出センサ３２からの出力Ｓ
は、増幅器５８及びバッファ付き乗算型のデジタルアナ
ログコンバータ（Ｄ／Ａコンバータ）６０を介して積分
器６２に供給される。ここで、乗算型Ｄ／Ａコンバータ
６０は、具体的にはアナログ・デバイス製のＡＤ７５２
４からなっており、このＤ／Ａコンバータ６０は、密度
検出センサ３２側からの出力Ｓをそのまま積分器６２に
供給する入出力端子を有している。

【００２１】一方、たばこ充填量制御装置は、更に、ロ
ータリエンコーダ６４を備えており、このロータリエン
コーダ６４は、前述した布ベルト２０の駆動ドラム２６
の回転軸６４に取り付けられている。ロータリエンコー
ダ６４から出力されるパルス信号は、必要に応じ、１／
ｎ変換器６６を介してカウンタ６８に供給されるように
なっており、一方、このカウンタ６８には、基準クロッ
ク７０からの基準パルス信号が供給されている。カウン
タ６８は、基準パルス信号の間でのロータリエンコーダ
６４側からのパルス信号を計数し、その計数した値を変
換器７２に供給する。ここで、カウンタ６８にて計数さ
れた値は、駆動ドラム２６の回転速度つまり布ベルト２
０の走行速度を示すものとなる。これを換言すれば、カ
ウンタ６８では、基準パルス信号を適切に設定すること
により、連続ロッドＲの製造速度、即ち、そのロッドス
ピードが検出されることになる。

【００２２】上述した変換器７２は、カウンタ６８から
のロッドスピードに対応したシリアル信号を８ビットの
パラレル信号に変換し、その結果を前述した乗算型Ｄ／
Ａコンバータ６０の入力ポートに供給する。Ｄ／Ａコン
バータ６０は、供給されたパラレル信号即ちロッドスピ
ードに対応した積分ゲインを算出し、その積分ゲインＧ
を前述した積分器６２に供給する。

【００２３】ここで、この実施例の場合、Ｄ／Ａコンバ
ータ６０から積分器６２に供給される積分ゲインは電圧
値として供給される。具体的には、図示されていないけ
れどもＤ／Ａコンバータ６０には、基準電圧が供給され
ており、Ｄ／Ａコンバータ６０の出力ポートには、積分
ゲインとして、基準電圧に対しロッドスピードに比例し
た出力電圧が現れ、この実施例の場合、ロッドスピード
は８ビットで現されるから、積分ゲインは、２５６通り
の値をとることができる。

【００２４】積分器６２では、密度検出センサ３２側か
らの出力がＤ／Ａコンバータ６０にて算出された積分ゲ
インに基づいて積分され、そして、刻みたばこの量目演
算部７４に供給される。この量目演算部７４では、積分
器６２からの出力に基づき、シガレットの本数でみて、
所定本数当たりの刻みたばこの充填量が演算される。即
ち、図５の積分器６２に於ける入力ｅiと出力ｅoとの関
係から明かなように、例えば入力ｅiがステップ状に変
化すると、出力ｅoは、その時点での積分ゲインの大き
さに基づき、実線で示されるように変化する。ここで、
出力値ｅo1は、連続ロッドＲでみて所定長さ当たり、即
ち、シガレット本数でみてＮ本当たりの刻みたばこの充
填変化量となり、この充填変化量から量目演算部７４に
て、刻みたばこの充填量つまりその量目が算出されるこ
とになる。

【００２５】ここで、積分ゲインを一定として、ロッド
スピードのみが変化するような状況を考えると、その出
力値ｅo1は、シガレット本数でみて、Ｎ本当たりの充填
変化量とはならず、Ｍ本当たりのものとなり、従って、
このような状況では、出力値ｅoに基づき、量目演算部
７４にて刻みたばこの量目を算出しても、その値はシガ
レット本数でみて同一本数当たりのものとはならない。

【００２６】しかしながら、この実施例のたばこ充填量
制御装置によれば、前述したように連続ロッドＲのロッ
ドスピードに基づいて、積分器６２に与えられる積分ゲ
インＧがＤ／Ａコンバータ６０にて可変可能となってい
るから、例えば、ロッドスピードが増速する方向に変化
すると、その変化分だけ、積分ゲインＧが増加されるか
ら、積分器６２からの出力ｅoは図中破線で示されるも
のとなり、従って、出力ｅo1は、シガレット本数でみて
同一のＮ本当たりの充填変化量となり、従って、量目演
算部７４にて算出した刻みたばこの量目は、ロッドスピ
ードに拘りなく、シガレット本数でみて同一本数当たり
のものとなり、その量目を正確に演算することができ
る。

【００２７】このようにして演算された刻みたばこの量
目は、次に比較器７６，７８に夫々供給され、量目の許
容上限値及び許容下限値と夫々比較される。例えば、演
算された量目が許容上限値よりも大きくなると、一方の
比較器７６からその差分に応じた制御信号が出力され、
この制御信号はドライバ回路８０を介して、前述したト
リミング装置１６の油圧駆動源５６が作動される。この
場合、具体的には、油圧駆動源５６は、トリミング装置
１６のトリミングディスク４２を上昇させ、これによ
り、巻紙１８上への刻みたばこＴの供給量が減少される
ことになる。

【００２８】これに対し、演算された量目が許容下限値
よりも小さくなると、他方の比較器７８からその差分に
応じた制御信号が出力され、この場合には、出力信号に
より、トリミングディスク４２が下降されることで、巻
紙１８への刻みたばこＴの供給量が増加されることにな
る。上述した実施例から明かなように、たばこ量充填制
御装置は、巻上げ機に起動信号が供給され、そして、そ
の駆動ドラム２６の回転駆動が開始された直後から、連
続ロッドＲへの刻みたばこの充填量を高精度に制御する
ことが可能となる。

【００２９】即ち、図６に示されているように、巻上げ
機に起動信号が供給され、そして、駆動ドラム２６の回
転駆動が開始されても、駆動ドラム２６の回転速度即ち
巻上げ機の機械速度は直ちにその定常速度に達すること
はなく、定常速度に達するまでには所定の準備期間を要
する。また、同様に、巻上げ機に停止信号が供給されて
も、機械速度は直ちに零となるのではなく、停止信号の
供給から機械速度が零となるまでには所定の停止期間を
必要とする。

【００３０】従って、上述した準備期間にあっては、連
続ロッドＲのロッドスピードはその定常ロッドスピード
まで徐々に上昇し、これに対し、停止期間にあっては、
ロッドスピードは定常ロッドスピードから徐々に低下す
ることになるが、これら準備期間及び停止期間に於い
て、積分器６２の積分ゲインは、図７に示されているよ
うに、ロッドスピードに応じて適切に増減されるから、
積分器６２からの出力は正確な値を示すことになる。

【００３１】この結果、準備期間及び停止期間にあって
も、巻紙１８上への刻みたばこの供給量を制御できるか
ら、図６に示されているように、巻上げ機の全運転領域
にて、連続ロッドＲの量目制御はオンとなる。それ故、
巻上げ機の起動直後から完全停止までの間にて製造され
るシガレットの大部分を良品とすることができる。この
点、従来の巻上げ機にあっては、巻上げ機の起動後、前
記準備期間Ｔ1及び停止期間Ｔ2の間は、その刻みたばこ
の量目制御がオフであるから、従って、巻上げ機の全運
転領域中、良品のシガレットが製造されるのは期間Ｔ3
のみとなる。

【００３２】この発明は、上述した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。例えば、一
実施例では、ロッドスピードに対して積分器６２の積分
ゲインは、図７に示したように比例関係となるが、しか
しながら、前述した乗算型Ｄ／Ａコンバータ６０の代わ
りにマイクロコンピュータを使用すれば、図８に示され
ているように、巻上げ機の機械速度に対する積分ゲイン
の切換え曲線を任意に設定することができる。

【００３３】また、一実施例の場合、定常ロッドスピー
ドを可変する場合には、基準クロック７０から出力され
る基準パルス信号を定常ロッドスピードに応じて可変す
ればよい。更に、一実施例では、巻上げ機のロッドスピ
ードを定常ロッドスピードに向けて連続的に上昇させる
ようにしてあるが、しかしながら、ロッドスピードを例
えば２段階にして、その定常ロッドスピードにまで上昇
させるようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のたばこ
充填量制御装置によれば、シガレット製造機の起動後、
その運転が完全に停止されるまでの間、連続ロッドのロ
ッドスピードを常時検出するようにし、そのロッドスピ
ードの変化に応じ、積分器の積分ゲインを可変するよう
にしてあるから、測定手段からの出力を積分器にて積分
して得た結果は、連続ロッドの所定長さ当たりの刻みた
ばこの充填量を正確に示すものとなる。従って、このよ
うにして求めた刻みたばこの充填量に基づき、巻紙上へ
の刻みたばこの供給量が制御されれば、シガレット製造
機の起動直後からその運転が完全に停止されるまでのほ
ぼ全運転領域に於いて、刻みたばこの充填量制御が働く
ことになるから、良品のシガレットを製造できることに
なって、管理限界の対象外となるシガレットの本数を大
幅に低減できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】シガレット製造機を示した正面図である。

【図２】図１のシガレット製造機の作動上の機能を示し
た図である。

【図３】図２のトリミング装置を示した詳細図である。

【図４】一実施例のたばこ充填量制御装置の構成を示し
たブロック図である。

【図５】積分器の基本的な入力と出力との間の関係を示
したグラフである。

【図６】巻上げ機の機械速度に対する量目制御のオンオ
フ及び製品の良否を示したタイムチャートである。

【図７】一実施例の機械速度と積分ゲインとの間の関係
を示したグラフである。

【図８】変形例の機械速度と積分ゲインとの間の関係を
示したグラフである。

【符号の説明】

１６ トリミング装置 １８ 巻紙 ２０ 布ベルト ２６ 駆動ドラム ３２ 密度検出センサ ５６ 油圧駆動源 ６０ 乗算型Ｄ／Ａコンバータ ６２ 積分器 ６４ ロータリエンコーダ ６８ カウンタ ７０ 基準クロック ７４ 量目演算部 ７６，７８ 比較器 ８０ ドライバ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻紙に刻みたばこを連続的に包み込んで
   いきながら、シガレットの連続ロッドを製造するシガレ
   ット製造機に於いて、 前記連続ロッドの刻みたばこの充填密度を測定する測定
   手段と、この測定手段からの出力を積分して、連続ロッ
   ドの所定長さ当たりの刻みたばこの充填量を演算する演
   算手段と、この演算手段にて得た刻みたばこの充填量に
   基づき、前記巻紙上への刻みたばこの供給量を調整する
   調整手段と、連続ロッドの製造速度を検出する速度検出
   手段と、この速度検出手段からの出力に基づき、演算手
   段の積分ゲインを可変するゲイン可変手段とを具備した
   ことを特徴とするシガレット製造機のたばこ充填量制御
   装置。